polymères - chimie.

« bidimensionnel.

Dans les polymères tridimensionnels lamellaires, la cohésion reste faible dans certaines directions de l'espace.

Certains de ces composés peuvent se trouver sous forme de cristaux liquides, de liants pour les colles, peintures ou vernis (voir Peintures et vernis). Avec des degrés élevés de coliaisons latérales, on obtient une structure fortement tridimensionnelle.

Parmi ces derniers composés, on peut citer les produits fibreux, les élastomères, les matières plastiques et les thermoplastiques, les résines, certains revêtements de surface.

Par exemple, dans le caoutchouc vulcanisé, les liaisons latérales sont formées par des atomes de soufre.

Les plastiques thermostables (comme l'ébonite ou les résines thermodurcissables) sont des exemples de polymères tridimensionnels ; leur structure est tellement rigide que, par chauffage, ils se décomposent ou brûlent, mais ne ramollissent pas. D'une façon générale, en jouant sur le degré de polymérisation, la composition chimique des monomères et les transformations thermiques, on peut obtenir toute une gamme de produits depuis l'état presque liquide à l'état de solide semi-cristallin. 4 CARACTÉRISTIQUES Un polymère donné n'est pas un corps pur, mais un mélange de macromolécules de différentes tailles, et de compositions variées si l'on a plusieurs monomères différents.

Ainsi, pour caractériser un polymère, on utilise des données statistiques : composition chimique moyenne, masse moléculaire moyenne, degré de polymérisation, structure (amorphe ou semi-cristallin), indice de polydispersité (dispersion en masse autour de la masse moyenne). 5 COMPORTEMENT MÉCANIQUE ET THERMIQUE Les propriétés mécaniques des polymères dépendent fortement de la température.

À basse température, la plupart des polymères présentent un état vitreux : ils sont rigides.

Lorsque la température augmente, ils passent par un état de transition : pour une plage de températures spécifique du polymère, les chaînes macromoléculaires glissent les unes par rapport aux autres et le polymère se ramollit.

Cette plage de températures est appelée température de transition vitreuse, notée T g.

À une température plus élevée, le polymère passe par un plateau caoutchoutique : son comportement est visco-élastique.

À cet état, les forces de Van der Waals et la réticulation entre chaînes servent de force de rappel lorsque l'on déforme le matériau (voir Élasticité).

Enfin, lorsque l'on élève la température de polymères peu réticulés, on peut assister à une phase d'écoulement visqueux, correspondant au désenchevêtrement des chaînes.

Ce dernier comportement est utilisé pour mettre en forme les matières plastiques.

Certains polymères présentent également un point de fusion, supérieur à T g. Les polymères étant utilisés la plupart du temps à température ambiante, on dit qu'ils sont élastomères si leur température de transition vitreuse est inférieure à la température ambiante (comportement caoutchoutique) ; ils sont plastomères (comportement rigide) dans l'autre cas. La nature du polymère, sa masse moléculaire moyenne, son degré de polymérisation, sa structure influent énormément sur la largeur de ces différents domaines et sur leur seuil d'apparition en fonction du temps ou de la température.

Les propriétés mécaniques des polymères sont étudiées en rhéologie ( voir Matériaux, science et technologie des). 6 UTILISATIONS Les polymères industriels de grande consommation sont des matériaux légers, ayant de bonnes propriétés mécaniques et un faible prix de revient.

Ils remplacent avantageusement les matériaux traditionnels, comme le bois ou les métaux.

Les cinq familles les plus utilisées sont les polyvinyles ou PVC (pièces rigides, tuyauterie, films d'étanchéité) ; les polyéthylènes ou PE (emballages transparents, pièces rigides) ; les polypropylènes ou PP et les polystyrènes ou PS (pièces rigides, fibres) ; les polyesters saturés (cosmétiques, revêtements de surface, peintures, vernis, plastifiants pour autres polymères) ; les polyesters insaturés (films, fibres textiles, matériaux composites) ; les polyuréthannes ou PU.

La production de ces derniers est bien inférieure aux autres familles citées, mais les polyuréthannes présentent une grande facilité d'expansion et sont utilisés à 80 p.

100 pour former les matériaux alvéolaires, micro-expansés et / ou les mousses. Citons également les élastomères, qui proviennent pour certains de ces différentes familles et / ou du caoutchouc naturel, et dont la principale utilisation se trouve dans le domaine des pneumatiques. Pour de plus faibles tonnages, mais avec une forte valeur ajoutée, il existe également des polymères spécialement « dessinés » pour des applications plus particulières.

Parmi ceux-ci, on retrouve les grandes familles déjà citées, mais aussi les polymères fluorés comme le Teflon ou les polymères minéraux comme les silicones.

Un effort particulier est alors mené sur la mise en œuvre des conditions de synthèse et de mise en forme d'une part, et sur la composition chimique des monomères et des différents additifs spécifiques à l'application désirée d'autre part.

Ainsi, on peut ajouter des stabilisants et / ou des ignifugeants pour obtenir des matériaux résistants à la chaleur, aux ultraviolets ou au feu, des plastifiants pour adapter la rigidité des matériaux à l'usage désiré, des charges inertes ou renforçantes pour obtenir des matériaux composites, dont la résistance mécanique est bien plus élevée que celle des matières plastiques ordinaires. Enfin, une nouvelle classe de polymères est récemment apparue : les polymères conducteurs.

Contrairement à la plupart des polymères, qui sont isolants, ceux-ci sont composés d'unités monomères telles que le polymère final contienne un grand nombre de liaisons délocalisées.

Ces polymères pourraient avoir des applications très intéressantes dans le domaine des composants électriques et électroniques embarqués (aéronautique, astronautique), puisqu'ils sont très légers, mais aussi dans des applications plus courantes telles que les vêtements chauffants et les films transparents pour le désembuage de vitres. Si les polymères ont pris une si grande importance dans la vie quotidienne, c'est en raison de leur très grande versatilité, de leur faible prix de revient et de leur légèreté par rapport aux matériaux traditionnels qu'ils remplacent.

L'avenir semble se profiler vers des matériaux « à la carte », de plus en plus complexes et qui allient les propriétés des différents composants de départ. Voir aussi Acryliques ; Adhésifs ; Élastomères ; Composites, matériaux ; Macromoléculaire, chimie ; Peintures et vernis ; Plastiques, matières ; Silicones. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation.

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