Physique L2 - Les Polymères

Définition des Polymères

• Un polymère est une molécule de masse moléculaire élevée, généralement organique ou semi-organique, constituée d'un enchaînement d'un grand nombre d'unités de répétition, d'un ou de plusieurs monomères, unis les uns aux autres par des liaisons covalentes.

Origine des Polymères

• Les polymères peuvent être d'origine naturelle, artificielle ou synthétique.
• Les polymères naturels sont issus du végétal ou de l'animal, par exemple la famille des polysaccharides (cellulose, amidon…).
• Les polymères artificiels sont obtenus par modification chimique de polymères naturels.
• Les polymères synthétiques sont créés par l'Homme, obtenus par polymérisation de monomères, eux-mêmes généralement issus de l'industrie du pétrole.

Les Thermoplastiques

• Un thermoplastique est un polymère qui peut être ramolli et fondu par l'application de chaleur, et peut être traité soit à l'état ramolli à la chaleur (par thermoformage) soit à l'état liquide (par extrusion et moulage par injection).

Les Thermodurcissables

• Les résines thermodurcissables (liquides ou poudres partiellement polymérisées) sont durcies par une réaction chimique catalytique qui réticule les polymères pour former une liaison chimique irréversible.

Les Élastomères

• Un élastomère est un polymère présentant des propriétés « élastiques ».
• Il supporte de très grandes déformations avant rupture.
• Le terme de caoutchouc est un synonyme usuel d'élastomère.

Caractérisation des Polymères

• Les techniques d'infrarouge (IRTF) et de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) sont utilisées pour identifier les polymères.
• La chromatographie d'exclusion stérique (CES) est utilisée pour déterminer les masses molaires.
• Les rhéomètres et les machines de traction sont utilisés pour évaluer les propriétés mécaniques et rhéologiques.
• Les outils spécifiques de TGA et DSC sont utilisés pour évaluer le comportement thermique et déterminer les températures caractéristiques (fusion, transition vitreuse).

Polymère Amorphe/Semi-Cristallin

• Pendant la solidification du polymère, la matière peut avoir deux comportements :
  • Structure amorphe : les macromolécules restent sans ordre particulier jusqu'à la solidification complète de la matière.
  • Structure semi-cristalline : les molécules s'arrangent partiellement les unes par rapport aux autres, en créant un ordre jusqu'à la solidification complète de la matière.