Polymèrevignette|Fibres de polyester observées au Microscopie électronique à balayage. vignette|La fabrication d'une éolienne fait intervenir le moulage de composites résines/renforts. Les polymères (étymologie : du grec polus, plusieurs, et meros, partie) constituent une classe de matériaux. D'un point de vue chimique, un polymère est une substance composée de macromolécules et issue de molécules de faible masse moléculaire. Un polymère est caractérisé par le degré de polymérisation.
Chimie macromoléculairePolymer chemistry is a sub-discipline of chemistry that focuses on the structures of chemicals, chemical synthesis, and chemical and physical properties of polymers and macromolecules. The principles and methods used within polymer chemistry are also applicable through a wide range of other chemistry sub-disciplines like organic chemistry, analytical chemistry, and physical chemistry. Many materials have polymeric structures, from fully inorganic metals and ceramics to DNA and other biological molecules.
Solution (chimie)Une solution, en chimie, est un mélange homogène (constitué d'une seule phase) résultant de la dissolution d'un ou plusieurs soluté(s) (espèce chimique dissoute) dans un solvant. Les molécules (ou les ions) de soluté sont alors solvatées et dispersées dans le solvant. La solution liquide est l'exemple le plus connu. Une solution ayant l'eau comme solvant est appelée solution aqueuse. Il est possible de mettre en solution : un liquide dans un autre : limité par la miscibilité des deux liquides ; un solide dans un liquide : limité par la solubilité du solide dans le solvant, au-delà de laquelle le solide n'est plus dissous.
Grandeurs caractéristiques d'un polymèreLa synthèse des polymères aboutit le plus souvent à une distribution de chaînes de longueurs différentes, on ne peut parler de masse molaire mais bien de masses molaires moyennes. Elles s'expriment en g·mol−1. Soit : le degré de polymérisation ; la masse molaire des chaînes de degré de polymérisation ; la masse de chaînes de degré de polymérisation ; le nombre de chaînes de masse molaire ; on distingue quatre masses molaires moyennes, décrites ci-dessous. Il s'agit de la moyenne des masses molaires pondérée par le nombre de chaînes de chaque longueur.
Masse moléculaireLa masse moléculaire (absolue) est la masse d'une molécule, exprimée en unité de masse atomique : « uma » (équivalente à un douzième, soit 1/12, de la masse d'un atome de ). Elle peut être obtenue par l'addition de la masse atomique (absolue, mesurée en uma) de chaque atome de la molécule multipliée par leur indice numérique dans la formule brute ou mesurée expérimentalement par spectrométrie de masse. La masse moléculaire relative est le rapport entre la masse moléculaire absolue (en uma) et l'unité de masse atomique « uma ».
Transition de phasevignette|droite|Noms exclusifs des transitions de phase en thermodynamique. En physique, une transition de phase est la transformation physique d'un système d'une phase vers une autre, induite par la variation d'un paramètre de contrôle externe (température, champ magnétique...). Une telle transition se produit lorsque ce paramètre externe atteint une valeur seuil (ou valeur « critique »). La transformation traduit généralement un changement des propriétés de symétrie du système.
Diagramme de phaseUn diagramme de phase, ou diagramme de phases, est une représentation graphique utilisée en thermodynamique, généralement à deux ou trois dimensions, représentant les domaines de l'état physique (ou phase) d'un système (corps pur ou mélange de corps purs), en fonction de variables, choisies pour faciliter la compréhension des phénomènes étudiés. Les diagrammes les plus simples concernent un corps pur avec pour variables la température et la pression ; les autres variables souvent utilisées sont l'enthalpie, l'entropie, le volume massique, ainsi que la concentration en masse ou en volume d'un des corps purs constituant un mélange.
Matière amorpheUn matériau amorphe est une substance dans laquelle les atomes ne respectent aucun ordre à moyenne et grande distance (comparée au diamètre moléculaire), ce qui la distingue des composés cristallisés. La condition sur la distance est importante car la structure des matériaux amorphes présente très souvent un ordre à courte distance (quelques diamètres moléculaires). Les verres, les élastomères et les liquides sont des substances amorphes. En géosciences, le terme générique de minéraloïde est utilisé pour désigner la classe de ces matériaux non-cristallins.
Concentration (opération chimique)En chimie, concentrer signifie augmenter le rapport entre la quantité d'une substance et le volume du milieu qu'elle occupe. Plus spécifiquement, la concentration est la mesure de la quantité d'une matière donnée dissoute dans un volume d'une autre substance. Le terme concentration s'applique à toutes sortes de mélanges, mais est surtout utilisé lorsqu’il s'agit de solution. Il s'agit alors de la quantité de soluté dissoute dans un solvant. Pour concentrer une solution, il faut rajouter du soluté ou réduire la quantité de solvant, par exemple par évaporation sélective.
Phase (thermodynamique)thumb|right|Un système composé d'eau et d'huile, à l'équilibre, est composé de deux phases distinctes (biphasique). En thermodynamique, on utilise la notion de phase pour distinguer les différents états possibles d'un système. Selon le contexte et les auteurs, le mot est utilisé pour désigner plusieurs choses, parfois de natures différentes, mais étroitement liées. Si un système thermodynamique est entièrement homogène, physiquement et chimiquement, on dit qu'il constitue une seule phase.
Polymer engineeringPolymer engineering is generally an engineering field that designs, analyses, and modifies polymer materials. Polymer engineering covers aspects of the petrochemical industry, polymerization, structure and characterization of polymers, properties of polymers, compounding and processing of polymers and description of major polymers, structure property relations and applications. The word “polymer” was introduced by the Swedish chemist J. J. Berzelius. He considered, for example, benzene (C6H6) to be a polymer of ethyne (C2H2).
Chimie physiqueLa chimie physique est l’étude des bases physiques des systèmes chimiques et des procédés. En particulier, la description énergétique des diverses transformations fait partie de la chimie physique. Elle fait appel à des disciplines importantes comme la thermodynamique chimique (ou thermochimie), la cinétique chimique, la mécanique statistique, la spectroscopie et l’électrochimie.
Matière plastiquevignette|Les matières plastiques font désormais partie de notre quotidien. Structure typique d'une formule : matière plastique = polymère(s) brut(s) (résine(s) de base) + charges + plastifiants + additifs. Les élastomères sont souvent classés hors des matières plastiques proprement dites. Une matière plastique (le plastique en langage courant) est un polymère généralement mélangé à des additifs, colorants, charges (miscibles ou non dans la matrice polymère).
Alliage métallique amorphevignette|Alliage métallique amorphe. vignette|Pièces d'un alliage métallique amorphe de composition chimique . Le diamètre du cylindre est de . Un alliage métallique amorphe, ou métal amorphe, est un alliage métallique solide doté d'une structure amorphe plutôt que cristalline. Ces matériaux peuvent être obtenus par refroidissement très rapide depuis l'état fondu de l'alliage, ou par d'autres méthodes.
Polymérisationvignette|Le latex de ce ballon de baudruche est synthétisé par polymérisation. vignette|Structure du UHMWPE, un haut polymère avec n supérieur à . La polymérisation désigne la réaction chimique ou le procédé par lesquels des petites molécules (par exemple des hydrocarbures de deux à dix atomes de carbone) réagissent entre elles pour former des molécules de masses molaires plus élevées. Les molécules initiales peuvent être des monomères ou des pré-polymères ; la synthèse conduit à des polymères.
Valorisation des déchets en matière plastiquevignette|Déchets banals industriels triés : sacs plastiques en attente d'être transportés pour retraitement. La valorisation des déchets en matière plastique est l’ensemble des opérations dont le but consiste à donner à ces déchets une nouvelle valeur d’usage. La valorisation énergétique consiste à transformer un déchet en énergie thermique et ceci grâce à son potentiel calorifique. Cette énergie est utilisée pour la production de chaleur et/ou d'électricité.
Chromatographie d'exclusion stériqueLa chromatographie d'exclusion stérique (SEC pour size exclusion chromatography en anglais) est une méthode de chromatographie en phase liquide permettant de séparer des macromolécules en fonction de leur volume hydrodynamique. Elle est notamment utilisée pour faire l'étude de polymères. Suivant la nature des deux phases en présence, elle est encore désignée par chromatographie sur gel perméable (GPC pour gel permeation chromatography) ou par filtration sur gel (GFC pour gel filtration chromatography).
Taux de cristallinitéLe concept de taux de cristallinité (en anglais, degree of crystallinity), κ, se rencontre souvent dans le cas des matériaux organiques. Il mesure la proportion de matière se trouvant dans l'état cristallin. Le taux de cristallinité massique (κm) d'un échantillon de polymère cristallisé est défini par le rapport de la masse des phases cristallines à la masse de l'échantillon étudié. On peut de la même manière considérer le taux de cristallinité volumique (κv). Les taux de cristallinité massique et volumique des polymères sont en général peu différents.
Natural rubberRubber, also called India rubber, latex, Amazonian rubber, caucho, or caoutchouc, as initially produced, consists of polymers of the organic compound isoprene, with minor impurities of other organic compounds. Thailand, Malaysia, Indonesia, and Cambodia are four of the leading rubber producers. Types of polyisoprene that are used as natural rubbers are classified as elastomers. Currently, rubber is harvested mainly in the form of the latex from the rubber tree (Hevea brasiliensis) or others.
Rubber elasticityRubber elasticity refers to a property of crosslinked rubber: it can be stretched by up to a factor of 10 from its original length and, when released, returns very nearly to its original length. This can be repeated many times with no apparent degradation to the rubber. Rubber is a member of a larger class of materials called elastomers and it is difficult to overestimate their economic and technological importance. Elastomers have played a key role in the development of new technologies in the 20th century and make a substantial contribution to the global economy.
