En parlant de polymères, certains d'entre nous ne le savent probablement toujours pas - à l'exception des élèves de la classe XII. Cependant, ce polymère a été si proche de notre vie quotidienne. Sous diverses formes. Oui, nous utilisons des polymères depuis des milliers d'années, sous forme de bois, caoutchouc, coton, laine, cuir, soie, etc. Dans la vie de tous les jours, nous devons tous être familiers avec des objets tels que des gobelets en plastique, des lentilles de contact, des peignes, des élastiques, des casseroles et autres, non? Eh bien, ce sont tous des polymères. Non seulement cela, certains polymères existent même dans notre corps, par exemple les acides nucléiques et les protéines (cheveux, sang, etc.).
Alors, comment s'appelle exactement un polymère?
Le mot Polymer lui-même vient de la langue grecque, qui se compose de deux mots, à savoir Poly qui signifie plusieurs et meros qui signifie unité ou partie. Les polymères sont donc de grands composés formés à partir de la combinaison d'un certain nombre (de nombreuses) petites unités moléculaires. Les unités moléculaires qui composent ces composés sont appelées monomères. Cela signifie que les composés polymères sont constitués de nombreux monomères.
Classification des polymères
Les polymères sont classés en fonction de leur source, de leur structure, de leur mode de polymérisation et de leur force moléculaire.
Polymères par source
Sur la base de la source, les polymères sont divisés en 3, à savoir les polymères naturels, les polymères synthétiques et les polymères semi-synthétiques.
Polymères naturels
Les polymères naturels sont obtenus à partir de plantes et d'animaux. Par exemple, protéines, cellulose, amidon, résine et autres.
Polymères synthétiques
Les polymères synthétiques sont des polymères artificiels, qui sont fabriqués en laboratoire. Exemples: polyéthylène, nylon 66 et Buna-S.
Polymères semi-synthétiques
Les polymères semi-synthétiques sont des polymères naturels avec des modifications chimiques. Exemple: caoutchouc vulcanisé et acétate de cellulose.
Polymères basés sur la structure
Sur la base de sa structure, les polymères sont divisés en trois, à savoir les polymères linéaires, les polymères à chaîne ramifiée et les polymères réticulés ou polymères de réseau.
Polymères linéaires
Dans les polymères linéaires, les monomères sont liés en longues chaînes droites. Les chaînes polymères s'empilent généralement les unes sur les autres et forment une structure bien tassée.
Les polymères linéaires ont une densité élevée, une résistance à la traction élevée et un point de fusion élevé. Exemples: polyéthylène haute densité, polychlorure de vinyle, nylon 6 et autres.
Polymères à chaîne ramifiée
Ce polymère est constitué d'une chaîne latérale d'unités monomères attachées à la chaîne principale. En raison de cette ramification, les polymères à chaîne ramifiée ne peuvent pas être agencés étroitement ensemble. Ce polymère a une faible densité, une faible résistance à la traction et un bas point de fusion. Un exemple de polymère à chaîne ramifiée est le polyéthylène basse densité.
Polymères de liaison croisée
Les polymères réticulés sont également connus sous le nom de polymères tissulaires. Ce polymère est non seulement dur, mais également rigide et cassant. Par exemple: Bakelit, mélamine, résine de formaldéhyde.
Polymères basés sur le mode de polymérisation
Sur la base du mode de polymérisation, les polymères sont divisés en deux, à savoir les polymères d'addition et les polymères de condensation. Les polymères d'addition sont ensuite divisés en deux autres, à savoir les copolymères et les homopolymères.
Polymères d'addition
Les polymères d'addition sont formés en ajoutant des monomères sans élimination des molécules de sous-produits. Les monomères du polymère d'addition sont des composés insaturés. Exemple: polyéthylène téflon et autres.
Homopolymères
Polymères d'addition formés par la polymérisation d'une seule espèce monomère. Exemples: chlorure de polyvinyle, polypropylène, polyéthylène
Copolymères
Les polymères d'addition sont formés par polymérisation par addition de deux types différents de monomères. Exemple: Buna-S, Buna-N et autres.
Polymères de condensation
Les polymères de condensation sont formés par condensation de deux monomères différents avec ou sans libération de petites molécules, telles que l'eau, l'alcool et le chlorure d'hydrogène.
Les monomères du polymère de condensation ont au moins deux groupes fonctionnels. Par exemple: Bakelit, Nylon 66, Terylene et autres.
Polymères basés sur la force moléculaire
Sur la base du style moléculaire, les polymères peuvent être divisés en élastomères, fibres, polymères thermoplastiques et polymères thermodurcissables.
Élastomère
Dans les élastomères, les chaînes polymères sont maintenues ensemble par de faibles forces intermoléculaires. La faible force permet d'étirer le polymère. La chaîne polymère a de multiples réticulations qui aident le polymère à retrouver sa forme d'origine. Exemple: Buna-S, Buna-N, Néoprène.
Fibre
Dans les fibres, les chaînes polymères sont maintenues ensemble par de fortes forces antimoléculaires (liaisons hydrogène ou interactions dipôle-dipôle). La force forte lui confère des propriétés cristallines.
La fibre a la forme d'un fil avec une résistance à la traction élevée et un module élevé. Exemple: polyamide (nylon 66) et polyester (térylène).
Thermoplastique
Les polymères thermoplastiques ont des chaînes polymères linéaires ou légèrement ramifiées. Les attractions intermoléculaires sont intermédiaires entre l'élastomère et la fibre.
Les polymères thermoplastiques peuvent être ramollis à plusieurs reprises lors du chauffage et durcis lors du refroidissement avec peu de changement de propriétés. Le polymère de ce type peut avoir la forme souhaitée. Exemples: polyéthylène, polystyrène, polyvynichlorure et autres.
Du fait que les thermoplastiques n'ont pas de réticulations, les forces intermoléculaires qui existent entre les chaînes polymères sont facilement endommagées par chauffage. Par conséquent, ils peuvent être façonnés dans n'importe quelle forme souhaitée.
Thermodurcissable
Les polymères thermodurcissables sont des chaînes polymères réticulées ou hautement ramifiées. La chaîne polymère subit une expansion de liaison réticulée lors du chauffage dans le moule. Les polymères thermodurcis subissent un changement permanent lors du chauffage. Les polymères thermodurcissables ne sont pas réutilisables comme les polymères thermoplastiques. Exemples: bakélit, résine, urée-formaldéhyde et autres.
Réaction de polymérisation
Il existe 2 types de réactions de polymérisation, à savoir la polymérisation par addition et la polymérisation par condensation.
Polymérisation par addition
En plus de la polymérisation, les monomères se combinent sans éliminer aucune molécule de produit. Les monomères sont des composés insaturés et leurs dérivés. Des monomères sont ajoutés à la chaîne, ce qui entraîne une augmentation de la longueur de la chaîne.
Les polymères d'addition ne sont généralement pas chimiquement réactifs. Cela est dû aux très fortes liaisons CC et CH. De ce fait, il est très difficile de recycler les polymères d'addition. Ou en d'autres termes, le polymère d'addition n'est pas biodégradable.
La polymérisation par addition se produit par deux mécanismes, à savoir le mécanisme des radicaux libres et le mécanisme ionique. Cependant, le mécanisme des radicaux libres est plus courant. Les composés insaturés et leurs dérivés suivent le mécanisme des radicaux libres. Pour produire des radicaux libres, un initiateur est nécessaire. Ceux-ci comprennent le peroxyde de benzoyle tertiaire et le peroxyde de butyle.
Polymérisation par addition radicalaire : les composés insaturés et leurs dérivés polymérisent par cette méthode. Cela se produit dans les initiateurs générant des radicaux libres tels que le peroxyde de benzyle, le peroxyde de butyle tertiaire, etc. La polymérisation comprend les étapes suivantes:
(i) Initiation de la chaîne : les peroxydes organiques subissent une fission homolytique pour former des radicaux libres qui agissent comme initiateurs. L'initiateur ajoute des doubles liaisons aux carbones pour former de nouveaux radicaux libres.
(ii) Propagation en chaîne : les radicaux libres ajoutent des doubles liaisons monomères pour former des radicaux libres plus gros. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que le radical soit détruit
iii) Terminaison de chaîne : La chaîne se termine lorsque deux radicaux libres se combinent.
Polymérisation par condensation
Dans cette méthode, deux monomères bifonctionnels ou plus sont condensés par l'élimination de certaines molécules simples telles que l'eau, l'alcool, etc. Le produit de chaque étape est à nouveau de type bifonctionnel et la séquence continue. Puisque chaque étape aboutit à un type différent et indépendant de fonctionnalisation, ce processus est également connu sous le nom de polymérisation par croissance.
