Frank N. Kelley, doyen du College of Polymer Science et Génie des Polymères à l’Université d’Akron, fournit l’explication suivante.
les polymères Synthétiques sont produits par des réactions chimiques, appelées « polymérisations. »Les polymérisations se produisent sous des formes variées-beaucoup trop nombreuses pour être examinées ici-mais de telles réactions consistent en la liaison chimique répétitive de molécules individuelles, ou monomères., Des combinaisons assorties de chaleur, de pression et de catalyse modifient les liaisons chimiques qui maintiennent les monomères ensemble, les amenant à se lier les uns aux autres. Le plus souvent, ils le font de manière linéaire, créant des chaînes de monomères appelés polymères.
certaines polymérisations joignent des monomères entiers, tandis que d’autres ne joignent que des portions de monomères et créent des « restes » de matériaux, ou sous-produits. Les copolymères peuvent être formés à l’aide de deux ou plusieurs monomères différents. Et deux polymères ou plus peuvent être combinés pour produire un alliage, ou un mélange, qui affiche les caractéristiques de chaque composant.,
pour un exemple, considérons le polyéthylène plastique commun, qui se trouve dans des articles tels que les sacs d’épicerie, les jouets et les bouteilles. L’éthylène monomère est composé de deux atomes de carbone, chacun lié à deux atomes d’hydrogène et partageant une double liaison l’un avec l’autre. Le polyéthylène est constitué d’une chaîne d’atomes de carbone à liaison unique, chacun portant encore ses deux atomes d’hydrogène.
Un moyen de produire du polyéthylène est appelé « polymérisation de radicaux libres., »Comme dans d’autres polymérisations, le processus comporte trois étapes, appelées initiation, propagation et terminaison. Pour commencer, nous devons ajouter un catalyseur à notre approvisionnement en éthylène. Un catalyseur commun est le peroxyde de benzoyle, qui, lorsqu’il est chauffé, a l’habitude de se diviser en deux fragments, chacun avec un électron non apparié ou un radical libre. Ces fragments sont connus sous le nom de fragments initiateurs.
l’électron non apparié cherche naturellement un autre et trouve une cible commode dans la double liaison entre les atomes de carbone dans la molécule d’éthylène., Prenant un électron de la liaison carbone, le fragment initiateur se lie à l’un des atomes de carbone du monomère.
le radical est maintenant heureux, mais cette réaction initiatrice crée un autre radical libre associé à l’autre atome de carbone de la molécule d’éthylène. Le nouveau radical cherche également un partenaire. Ainsi, les monomères d’éthylène commencent à se fixer dans une chaîne, créant à chaque fois de nouveaux Radicaux et allongeant la chaîne. Cette étape est appelée propagation.
les chaînes de croissance peuvent également s’attacher les unes aux autres., Le plus souvent, les chaînes se rejoignent bout à bout, mais parfois elles se rejoignent bout à épine dorsale, faisant des molécules de polyéthylène ramifiées.
finalement, la polymérisation radicalaire s’arrête en raison de ce qu’on appelle des réactions de terminaison. Par exemple, au lieu de voler un électron à partir de carbones à double liaison ou d’une chaîne de propagation à proximité, l’atome de carbone avec le radical libre vole parfois un atome d’hydrogène entier à une autre extrémité de la chaîne. L’extrémité du polymère robbed privée de son hydrogène forms forme facilement une double liaison avec son atome de carbone adjacent, et la polymérisation s’arrête.,
étant donné que chaque partie du monomère d’éthylène est incluse dans le polymère fini, la polymérisation radicalaire du polyéthylène est appelée polymérisation par addition; les molécules d’éthylène sont simplement additionnées. Les polymérisations qui n’utilisent que des parties d’un monomère, cependant, sont connues sous le nom de polymérisations par condensation. Les monomères qui se condensent entre eux doivent contenir au moins deux groupes réactifs afin de former une chaîne., Les réactions de Condensation donnent des polymères » condensés « qui ont une masse totale inférieure à celle des monomères utilisés pour les créer et des sous-produits, ou » condensats », combinés.
par exemple, le poly(éthylènetéréptalate), un polyester connu sous le nom de PET que l’on trouve couramment dans les bouteilles de soda, se forme à partir d’une réaction de deux monomères: l’éthylène glycol et le chlorure de téréphtoyle. À la fin de la réaction, un atome d’hydrogène et un atome de chlore sont laissés hors de chaque jonction moléculaire PET, ce qui donne un sous-produit du chlorure d’hydrogène (HCl) gazeux.,
ce qui précède devrait vous donner une idée du fonctionnement de la polymérisation en principe, mais il y a beaucoup plus à cela. Pour en savoir plus, visitez certains des sites Web liés aux polymères sur Internet.
