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  • Publié le : 26 janvier 2013
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LES POLYMERES







I.Les matières premières



a) Historique :

A l’origine , la plupart des matières plastiques provenaient de résines dérivées de matières végétales, comme la cellulose (extraite du coton), le furfal (extrait de céréales ), les huiles (obtenues à partir de graines), les dérivés d’amidon ou le charbon. La caséine (issue du lait) était l’une des matières nonvégétales utilisées.

Aujourd’hui, la plupart des matières plastiques sont synthétisées à partir de produits pétrochimiques. La chimie organique permet de préparer tous les précurseurs des polymères à partir du pétrole, de façon abondante et bon marché.



b) Types de matières plastiques :

Il existe quatre classifications des matières plastiques définies selon : 

- leur procédé depolymérisation.
- leur comportement thermique.
- leur nature chimique.
- leur type d’usage.






Le comportement thermique 


On distingue les thermoplastiques des thermodurcissables.

Les thermoplastiques sont constitués de polymères linéaires ou ramifiés. Ils fondent de manière réversible par simple chauffage (100-200 °C). Cette propriété est utilisée pour leur mise en forme. On peutciter le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), le polychlorure de vinyle (PVC) et le polystyrène (PS).

Les thermodurcissables subissent une cuisson (vulcanisation) après leur mise en forme pour les réticuler (création de ponts entre les chaînes). Cette opération les rend infusibles. Ce sont principalement les résines polyesters, phénoliques, polyuréthannes ou les résines à base deformaldéhyde.


Le procédé de polymérisation.

Les deux procédés de base de la polymérisation sont les réactions par :

- condensation (Nylons, polyuréthannes et polyesters).

- addition (polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), le polychlorure de vinyle (PVC) et le polystyrène (PS)).



c) Adjuvants chimiques :

Des adjuvants chimiques sont souvent utilisés en faible quantité (quelques%) pour donner aux matières plastiques des caractéristiques souhaitées.
On peut citer :

- les pigments et les colorants.
- les stabilisants et les anti-oxydants (qui augmentent la résistance du polymère à la chaleur).
- les ultra-violets.
- les ignifugeants (qui permettent d’augmenter la résistance du matériau au feu).
- les charges renforçantes (qui augmentent la résistancemécanique).
- les charges inertes (qui diminuent le prix de revient).
- les lubrifiants (qui augmentent la facilité de démoulage).




II. Comportement thermique.



Les propriétés mécaniques des polymères dépendent fortement de la température. A basse température, la plupart des polymères présentent un état vitreux : ils sont rigides.
Lorsque la température augmente, ils passent parun 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 température s’appelle transition vitreuse, notée Tg.

A une température plus élevée, le polymère passe par un plateau caoutchoutique : son comportement est visco-élastique. Certains polymèresprésentent un point de fusion supérieur à Tg.

Les polymères étant utilisés 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.













III. De l'échelle macromoléculaire (a) à l'échelle moléculaire (c).Exemple du Plexiglas.



































III.1. L’état amorphe


A l’état amorphe, une chaîne se replie / se déploie dans l’espace pour adopter une configuration de pelote dans laquelle on ne distingue aucun ordre à grande échelle.

Cette absence d’ordre donne au polymère une structure de liquide « figé » dont les principales...
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