Classification des polymères
Selon leur origine
- Polymères naturels (Biopolymères) :
Bio-monomères | Bio-oligomères | Biopolymères | Polymérisation | Liaison covalente |
---|---|---|---|---|
Acide aminés | Oligopeptides | Polypeptides, protéines | Polycondensation | Liaison peptidique |
Monosaccharides | Oligosaccharides | Polysaccharides | Polycondensation | Liaison osidique |
Isoprène | Terpènes | Polyterpènes : cis-1, 4-polyisoprène Caoutchouc naturel et trans-1, 4-polyisoprène gutta-percha | Polyaddition | |
Nucléotides | Oligonucléotides | Liaison phosphodiester |
- Polymères artificiels : ces polymères sont obtenus par modification chimique d'un polymère naturel d'origine :
- végétale : la cellulose est extraite, entre autres, du bois et du coton puis transformée en esters de cellulose, éthers de cellulose...
- animale : la caséine du lait mélangée au formaldéhyde donne la galalithe...
- Polymères synthétiques : polymères préparés par polymérisation de molécules monomères : polystyrène, polyisoprène synthétique...
Selon la composition chimique de leur chaîne squelettique
Les liaisons covalentes constituant le squelette macromoléculaire peuvent être des liaisons :
- organiques carbone-carbone :
- les polyoléfines (ou polyalcènes)
- les polyalcadiènes polymères de diènes :
- le polybutadiène -[CH=CHCH2CH2]- et ses copolymères : polybutadiène hydroxytéléchélique (PBHT), poly (acrylonitrile-co-butadiène) (caoutchouc nitrile), poly (styrène-co-butadiène) (SBR), poly (styrène-bloc-butadiène) (SBS), poly (acrylonitrile-co-butadiène-co-styrène) (ABS),
- polyisoprène (IR), polychloroprène, poly (styrène-co-acrylonitrile), polyacétylène, poly (isobutène-co-isoprène) (caoutchouc butyle),
- les polymères acryliques :
- polyacryliques : -[ (ROCO) CHCH2]- : poly (acide acrylique) (PAA), polyacrylamide (PAM), polyacrylates d'alkyles (polyacrylate de méthyle (PMA), polyacrylate d'éthyle (PEA), polyacrylate de butyle (PBA) ),
- polyméthacryliques : -[ (ROCO) C (Me) CH2]- : poly (acide méthacrylique) (PMA), polyméthacrylates d'alkyles (polyméthacrylate de méthyle (PMMA), polyméthacrylate d'éthyle (PEMA), polyméthacrylate de butyle (PBMA) ),
- les polymères vinyliques :
- polyvinyles éthers : -[ROCHCH2]- : polyvinyle méthyle éther (PMVE), polyvinyle éthyle éther, polyvinyle isobutyle éther,
- polyvinyles alcools : alcool polyvinylique (PVAL) -[HOCHCH2]-,
- polyvinyles cétones : -[RCOCHCH2]- : polyvinyle méthyle cétone,
- polyvinyles halogénés : -[CR2CR2]- avec R pouvant être un H ou un X (Halogène) :
- polyvinyles chlorés : polychlorure de vinyle (PVC) ; polychlorure de vinyle surchloré (PVC-C) ; polychlorure de vinylidène (PVDC),
- polyvinyles fluorés : polytétrafluoroéthylène (PTFE), polyfluorure de vinyle (PVF) ; polyfluorure de vinylidène (PVDF), éthylène tétrafluoroéthylène (ETFE), perfluoroalkoxy (PFA),
- polyvinyles nitrilés : polyacrylonitrile (PAN) -[NCCHCH2]-,
- polyvinyles esters : -[RCOOCHCH2]- : polyacétate de vinyle (PVAc),
- polyvinyles acétals : polyvinyle de butyral (PVB), polyvinyle de formal,
- polyvinylpyridine,
- poly vinyl pyrrolidone (PVP),
- les polymères styréniques : polystyrène (PS) -[C6H6CHCH2]-,
- les polyarylenealkylene : -[-Ar- (CH2) n]-, ...
- organiques carbone-hétéroatome : Les familles de polymères les plus connues sont classées ci-dessous selon le groupe fonctionnel constituant leur chaîne squelettique :
- oxygène : polycétones, polyéthers, polyesters, polycarbonates,
- azote : polyamines, polyimines,
- oxygène-azote : polyamides, polyimides, polyuréthanes, polyurées,
- oxygène-soufre : polysulfones, ...
- inorganiques :
- oxygène-silicium : polysiloxanes : polydiméthylsiloxane (PDMS), polydiphénylsiloxane (PDPS), polyméthylhydrosiloxane (PMHS),
- azote-soufre : polythiazyle (SN) x, nommé aussi nitrure de soufre polymère,
- azote-phosphore : polyphosphazènes,
- azote-bore : polyborazylènes,
- étain-étain : polystannanes. L'étain est l'unique élément métallique connu qui forme des polymères organométalliques composés d'une chaîne d'atomes métalliques liés entre eux par des liaisons covalentes, ...
Selon leur masse moléculaire
- Oligomères : masse moléculaire inférieure à 2 000 g/mol.
- Polymères : masse moléculaire supérieure à 2 000 g/mol.
Selon le nombre de type d'unités répétitives
- Les homopolymères : ce sont des polymères composés d'un seul type d'unité répétitive. La présence d'une seule unité résulte le plus fréquemment de la polymérisation d'un seul type de monomère : polyéthylène, polystyrène...
- Les copolymères : ce sont des polymères composés d'au moins deux types d'unités répétitives. Ces matériaux possèdent des propriétés physico-chimiques et mécaniques intermédiaires avec celles obtenues sur les homopolymères correspondants : ABS...
Selon la régularité de l'enchaînement de motifs
- tête à queue : CH2-CH-R - CH2-CH-R : cas le plus habituel.
- tête à tête : R-CH-CH2 - CH2-CH-R
- queue à queue : CH2-CH-R - R-CH-CH2
Selon leurs propriétés thermomécaniques
- Les polymères thermoplastiques : ce sont des polymères linéaires (ou monodimensionnels) , issus de la polymérisation de monomères bivalents. Les unités monomères sont liées de façon covalente. Ils deviennent malléables lorsqu'il s sont chauffés, ce qui permet leur mise en forme.
- Les polymères thermodurcissables : ils durcissent de façon irréversible sous l'effet de la chaleur et/ou par ajout d'un réactif, les liaisons covalentes se développent dans les trois dimensions, ce sont des polymères tridimensionnels.
- Élastomères : selon le type de réticulation, les élastomères sont classés en deux familles :
- élastomères thermodurcissables : faible réticulation avec des liaisons covalentes ;
- élastomères thermoplastiques (TPE) : faible réticulation avec des liaisons non covalentes comme les liaisons hydrogène.
Selon l'architecture de leur chaîne
Selon le type d'enchaînement des unités répétitives, les polymères non réticulés avec des liaisons covalentes, peuvent être classés en :
- polymères non branchés :
- polymères linéaires,
- polymères cycliques ;
- polymères branchés (ou ramifiés) :
- polymères linéaires branchés : la chaîne linéaire présente des ramifications. Ces ramifications peuvent être :
- aléatoires,
- systématiques et régulières : polymères en peigne, polymères en brosse, etc.,
- dendritiques : en anglais dendronized polymer (en) ;
- polymères globulaires : les ramifications émanent du centre (ou pseudo-centre) du polymère. Ces ramifications peuvent être :
- sans ramifications secondaires : polymères en étoile,
- avec ramification secondaires et par conséquent dendritiques :
- aléatoires : polymères hyperbranchés,
- systématiques et régulières : dendrimères.
- polymères linéaires branchés : la chaîne linéaire présente des ramifications. Ces ramifications peuvent être :
Selon leur état physique
Un polymère peut se présenter à température ambiante à l'état liquide (plus ou moins visqueux) ou solide.
Selon leur cristallinité
- Polymères amorphes : cas le plus habituel.
- Polymères semi-cristallins.
Le tableau suivant compare ces deux familles de polymères.
Paramètres | Polymères amorphes | Polymères semi-cristallins |
---|---|---|
Structure du polymère | Inorganisés : chaînes particulièrement ramifiées, désordonnées ou en pelotes | Organisées : chaînes alignées, ordonnées et symétriques |
Propriétés mécaniques | Tenue au fluage et au choc, complexe à étirer (peu de fibres ou de films) | Résistance à la fatigue dynamique, bonnes propriétés d'écoulement (possibilité de fabriquer des fibres et des films) |
Propriétés optiques | Transparents lorsqu'il s ne sont pas modifiés, chargés ou colorés | Translucides ou opaques |
Propriétés thermiques | Point de fusion franc | |
Propriétés chimiques | Bonne tenue chimique surtout aux hydrocarbures et solvants | |
Domaine de température d'utilisation | < Tg | Entre Tg et température de fusion (Tf) |
Domaine de température de déformation | > Tg | > Tf |
Exemples | PMMA | PP, PEhd, PET |
Selon le nombre de liaisons entre les unités constitutives
- Polymères monocaténaires : les unités constitutives adjacentes sont connectées entre elles par deux atomes, un d'un coté et un de l'autre coté de chaque unité constitutive.
- Polymères bicaténaires : les unités constitutives adjacentes sont connectées entre elles par trois ou quatre atomes, deux d'un coté et un ou deux de l'autre coté de chaque unité constitutive.
- Polymères spiraniques : les unités constitutives adjacentes sont connectées entre elles par trois atomes, deux d'un coté et un de l'autre coté de chaque unité constitutive.
- Polymères en échelle : les unités constitutives adjacentes sont connectées entre elles par quatre atomes, deux d'un coté et deux de l'autre coté de chaque unité constitutive.
- Polymères multicaténaires (n-caténaires) : les unités constitutives adjacentes sont connectées entre elles par plus de quatre atomes, plus que deux sur au moins un coté de chaque unité constitutive. [1]
Selon l'aromaticité de leur chaîne squelettique
- Polymères aliphatiques : fabriqués à partir de monomères aliphatiques
- Polymères semi-aromatiques : fabriqués à partir d'un mélange de monomères aliphatiques et aromatiques
- Polymères aromatiques (les polyaromatiques) : fabriqués à partir de monomères aromatiques
L'augmentation de l'aromaticité des polymères augmente leur résistance :
- mécanique : chocs, usure, fluage, frottements, etc. ;
- thermique :
- diminution du cœfficient de dilatation, d'où la diminution du retrait au moulage,
- augmentation de la résistance au feu ;
- augmentation de la température de transition vitreuse
- augmentation de la température de dégradation
- chimique : solvants...
Les polymères semi-aromatiques ont des températures de fusion élevées et par conséquent leur mise en œuvre se fait à des températures plus élevées que celles utilisées pour les polymères aliphatiques.
Les polymères aromatiques n'ont le plus souvent pas de point de fusion ce qui rend leur mise en œuvre toujours plus complexe.
Selon leur tacticité
- Polymères atactiques : les substituants sont situés aléatoirement.
- Polymères isotactiques : l'ensemble des substituants sont du même côté de la chaîne.
- Polymères syndiotactiques : les substituants sont répartis alternativement d'un côté et de l'autre de la chaîne.
Selon leur charge ionique
- Polymères non chargés : cas le plus habituel.
- Polymères ioniques.
Selon leur conductivité thermique et/ou électrique
- Polymères isolants : cas le plus habituel.
- Polymères semi-conducteurs.
- Polymères conducteurs.
Selon leur stabilité thermique
- Polymères thermolabiles : cas le plus habituel.
- Polymères thermostables.
Références
Recherche sur Google Images : |
"Physique des polymères - tome" L'image ci-contre est extraite du site polymtl.ca Il est possible que cette image soit réduite par rapport à l'originale. Elle est peut-être protégée par des droits d'auteur. Voir l'image en taille réelle (236 × 337 - 27 ko - jpg)Refaire la recherche sur Google Images |
Recherche sur Amazone (livres) : |
Voir la liste des contributeurs.
La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 13/12/2010.
Ce texte est disponible sous les termes de la licence de documentation libre GNU (GFDL).
La liste des définitions proposées en tête de page est une sélection parmi les résultats obtenus à l'aide de la commande "define:" de Google.
Cette page fait partie du projet Wikibis.