\documentclass[class=book,preview=false,crop=false]{standalone}

\usepackage{../../fiche}

\begin{document}
\chapter{Généralités sur les matériaux polymères}

\section*{Ressources utilisées}
\begin{itemize}
\item Cours polycopié de M.-P. \textsc{Rey-Nony}
\item De la macromolécule au matériau polymère, \textsc{Halary, Lauprêtre}, disponible sur scholarvox
\item Chimie et physico-chimie des polymères, \textsc{Fontanille, Gnanou}, disponible sur scholarvox
\end{itemize}

\section*{Introduction}

\pedagogie{Généralités de niveau L2 -- faire plus attention au vocabulaire à un niveau L2+/L3.}

\section{Définitions fondamentales et exemples de polymères courants}
\subsection{Polymère, macromolécule, monomène et motif}
\begin{description}
\item[Polymère]
Un polymère est une substance composée de longueus chaînes moléculaires appelées macromolécules.
\remarque{Polymère vient du grec \textit{pollus}, plusieurs, et \textit{meros}, partie.}
\remarque{On pourra possiblement insister sur une autre définition, décrite probablement dans le \underline{De la macromolécule au matériau polymère}, \textsc{Lauprêtre, Halary}.

  Elle consiste à voir la macromolécule comme une entité chimique, et le polymère comme un matériau.
Lier les deux par une relation d'ordre ou de structure n'est donc pas forcément pertinent.}

\item[Macromolécule]
Une macromolécule est formée par la répétitino d'unités constitutives appelées motifs, liés entre eux par des liaisons covalent.
Le nombre de motifs d'une macromolécule peut-être très important (\num{e5}) et varie d'une macromolécule à l'autre.

\remarque{Image simple : un collier de perles.}

\item[Polymérisation]
Une polymérisation est une réaction permettant de passer des réactifs appelés monomères à la macromolécule.
\end{description}

\subsection{Les deux grandes classes de réactions de polymérisation}
\textit{Voir éventuellement fiche dédiée.}
\begin{description}
\item[Polymérisation en chaîne]
  Elles nécessitent l'apport d'un centre actif (radical ou ion) et la croissance des chaînes relève ensuite d'un processus de réaction en chaîne (\textit{cf.} fiche Mécanistique).
  Ces réactions sont ainsi regroupée sous le terme de polymérisation en chaîne (radicalaire ou anionique).
  Les monomères réagissent successivement l'un après l'autre sur les centras actifs portés par les chaînes en croissance.

\item[Polycondensation ou polyaddition]
  Elles mettent en \ou vre des monomères de réactivité complémentaire et procèdent par couplage d'entités réactives de plus en plus longues.
  Au cours du temps, on a de moins en moins de macromolécules, qui deviennent de plus en plus longues.
  Dans cette classe de polymérisation, on distinque les polycondensations et les polyadditions, selon la formation ou non d'une petite molécule comme sous-produit.
\end{description}

\subsection{Architecture d'une macromolécule : chaîne linéaire, ramifiée ou réticulée}

\subsubsection{Ramifications}

\remarque{Pour les copolymères, on parle aussi de formes « en peigne » dans le cas où sur le polymère linéaire initial sont greffés d'autres monomères, à des espacements voisins et de longueur voisine}
\subsubsection{Copolymères}
Par ailleurs, un homopolymère est constitué d'un motif unique, là où un copolymère est constitué d'au moins deux motifs différents.
\exemple{PVC, polychlorure de vinyle et polystyrène choc (polystyrène-co-1,3-butadiène).

  Ce dernier est un polymère à blocs du styrène et du 1,2-butadiène qui a de meilleurs propriétés de résistance que les homopolymères pris séparément : le PS est brut et cassant, le BR est un élastomère mou aux propriétés mécaniques médiocres ; le copolymère à bloc est lui un caoutchoux dur, éventuellement réticulable (réglage de la souplesse), résistant aux chocs.

Utilisé dans les pneumatiques, les semelles...}

Il existe différents types de polymères :
\begin{description}
\item[statistiques]
  répartition au hasard de motifs A et B ;
\item[alternés]
  répartition régulière, alternée... ;
\item[greffés]
  ramifications d'un homopolymère B sur une chaîne homopolymère A ;
\item[par bloc]
\end{description}

\subsection{Polymères obtenus par polycondensation}
Rappel : réaction de condensation, les récatifs A et B réagissent pour donner le produit C avec élimination d'une petite molécule.
C'est le cas d'un réaction d'estérification

\exemple{Polytéréphtalate d'éthylène, PET.
  Il est utilisé dans les boutelles plastiques, les emballages divers, les fibres textiles...

Il est prépara à partir de téréphtalate de diméthyle et d'éthane-1,2-diol ; il s'agit d'une réaction de transestérification.}

\exemple{Polyester insaturé : obtenu à partir de l'anhydride maléïque et de diols divers.

L'intérêt de ces macromolécules est de posséder une double liaison qui pourra permettre de faire des réticulations (greffet d'autre chaînes) et ainsi moduler les propriétés du polymère.}

On pourra enfin parler de fonctionnalité des monomères : dans le cas de la polycondensation, ceux-là doivent être au minimum bifonctionnels (deux sites réactifs).
Selon la valeur de la fonctionnalité, on obtient des chaînes linéaires ou tridimensionnelles.

Alors, on trouvera des cas où l'on fait polymériser deux monomères bifonctionnels (AA et BB).
\exemple{Cas du PET...}
On trouvera aussi la polymérisation d'un seul monomère difonctionnel (AB).
\exemple{Synthèse du PLA à partir d'acide lactique.}
Enfin, on pourra trouver, plus rarement, le cas de la polymérisation d'un monomère trifonctionnel avec un autre difonctionnel (AAA et BB) donnnant lieu à des macromolécules tridimensionnelles.
\remarque{Pour de tels polymères, la viscosité augmente avec le degré de polymérisation.}

\subsection{Structure stéréochimique (tacticité) d'une macromolécule}
Dans certains types de macromolécules ramifiées, par exemple le PS, on peut étudier la stéréochimie des carbones et ainsi différencier plusieurs sortes de macromolécules :
\begin{description}
\item[atactique] aléatoire
\item[syndiotactique] alterné
\item[isotactique] tous « du même côté ».
\end{description}

\remarque{Ces différences structurales entre les macromolécules induisent des différences de propriétés physiques entre les différents matériaux polymères (les interactions entre les macromolécules étant essentiellement de type \textsc{Van der Waals}) : les polymères atactiques sont le plus souvent amorphes alors que les polymères iso ou syndiotactiques (réguliers) ont une bonne aptitude à la cristallisation.}

On pourra ainsi définir un taux de tacticité à partir de l'étude de triades de monomères...

\section{Répartition des macromolécules dans le matériau : notion de polymolécularité}

Un matériau polymère est constitué de nombreuses chaînes individuelles qui n'ont pas toutels la même longueur.
Il est donc important d'étudier la répartition des macromolécules (dépendante de la synthèse...) selon leur nombre de motifs ou leur masse...
\section*{Conclusion}

\end{document}
