Question de cours


Les différents types de polymérisation


Intro
I- Polymérisation radicalaire
                1/ Conditions et mécanisme
                2/ Caractéristiques des polymères obtenus

II- Polymérisation anionique

                1/ LConditions et mécanisme
                2/ Caractéristiques des polymères obtenus

III- Les polymérisations par étape
                1/ Conditions et mécanismes
                2/ Caractéristiques des poymères obtenus
Conclusion
En version plus développée...

Intro: Les polymères sont des macromolécules, obtenues par addition ou condensation  d'unités monomères. Ces polymères sont définis par une unité de récurrence, leur degré de polymérisation moyen DPn et l'indice de polydispersité ( définir ) , ou la structure linéaire ou ramifiée de leur chaîne polymérique.
Ils sont obtenus entre autres par les 3 modes de polymérisations présentés .

I- Polymérisation radicalaire

                1/ Conditions et mécanisme

Donner un exemple PRECIS :      Initiateur = AIBN ou péroxyde de benzoyle        monomère = Styrène

Ménanisme à présenter : Initiation en 2 étapes, propagation, 2 modes de terminaison

Prsenter le motif du polymère

                2/ Caractéristiques des polymères obtenus

Montrer la possibilité de réactions de transfert => ramification des chaînes

Montrer que la cinétique montre que l'initiateur se décompose tout au long du processus => polydispersité importante

Le DPn est très variable selon les conditions de concentration et les vitesses relatives de propagation et terminaison.

On va donc obtenir des polymères amorphes ou au faible taux de cristallinité en général, à cause des ramifications. C'est la méthode de polymérisation la moins coûteuse.

II- Polymérisation anionique

                1/ Conditions et mécanisme

Donner un ou deux exemple précis :
Initiateur = Bu- , Li+      ;    monomère =  méthacrylate de méthyle ( CH2=C(CH3)-COOCH3 )
Initiateur = alccolate RO-  ( 1-méhoxy propan 2 ol )    ;    monomère = époxyde  ( oxyde de propène )

Développer le mécanisme sur l'un des 2 exemples :

Initiation : ADDITION de l'initiateur  NUCLEOPHILE sur le monomère

Propagation

PAS DE TERMINAISON : le polymère est vivant, on peur continuer la polymérisation, et  ou faire des polymères à bloc.

Il faut ajouter un acide pour "tuer" le polymère.

Présenter le motif du polymère

                2/ Caractéristiques des polymères obtenus

DPn se calcule facilement par [M] / [initiateur]o   . DPn contrôlable facilement et faible polydispersité . La possiblité de faire des polymères à blocs permet de réguler les propriétés physques des polymères obtenus ( Tg par exemple )

Peu de transferts et de ramifications : on peut obtenir des polymères semi-cristallins, plus durs.


III- Les polymérisations par étapes

                1/ Conditions et mécanismes

Il s'agit de polymères obtenus par des réactions classiques de chimie organique, sans initiation, souvent par polycondensation.

Exemple précis : Citer l'obtention des polyamides, des polyuréthanes, polycarbonates. Les réactifs de départ sont bifonctionnels en général . Citer les anhydrides d'acides, les diacides, diols et diamines, l'urée ( voir exemples du cours )

Présenter l'obtention d'un polyester à partir d'un diacide et d'un diol, ou plus pro, à partir d'un anhydride d'acide et d'un diol. Mécanisme (selon le temps)  Donner le bilan en fonction de n monomères, et équilibre la réaction avec l'eau.

Montrer l'unité de récurrence.

                2/ Caractéristiques des polymères obtenus

Rappeler la formule du DPn = 1 / ( 1-Q )  (tracer l'allure de DPn = f(Q) ) , et donc montrer que suivre la quantité d'eau produite permet de contrôler Q , et donc de contrôler le DPn.

Montrer que le taux de conversion Q doit être proche de 1 pour avoir des polymères de grand DPn.

Par de ramification => nombreuses fibres textiles.

Conclusion : les méthodes du programme présentées ici ne sont pas les seules. Il existe la polymérisation cationique, et surtout de nombreuses polymérisations en présence de catalyseurs métalliques, permettant de contrôler la tacticité des polymères par exemple.
Les caractéristiques physiques des polymères obtenus ne sont pas seulement liées au mode de polymérisation, mais aussi à la nature des monomères, aux réticulations provoquées par l'introduction de monomères polyfonctionnels, ou l'introduction d'additifs.


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