Qu'est-ce qu'un polymère?

Le terme polymère est couramment utilisé dans l'industrie des plastiques et des composites, souvent comme synonyme de Plastique ou résine. En fait, les polymères incluent une gamme de matériaux avec une variété de propriétés. On les retrouve dans les articles ménagers courants, dans les vêtements et les jouets, dans les matériaux de construction et l'isolation, et dans de nombreux autres produits.

Définition

Un polymère est un composé chimique dont les molécules sont liées entre elles par de longues chaînes répétitives. En raison de leur structure, les polymères ont des propriétés uniques qui peuvent être adaptées à différentes utilisations.

Les polymères sont à la fois artificiels et naturels. Le caoutchouc, par exemple, est un matériau polymère naturel utilisé depuis des milliers d'années. Il a d'excellentes qualités élastiques, le résultat d'une chaîne polymère moléculaire créée par mère nature. Un autre polymère naturel est la gomme laque, une résine produite par le bogue de lac en Inde et en Thaïlande, qui est utilisée comme apprêt de peinture, scellant et vernis.

Le polymère naturel le plus courant sur Terre est la cellulose, un composé organique présent dans les parois cellulaires des plantes. Il est utilisé pour fabriquer des produits en papier, des textiles et d'autres matériaux tels que la cellophane.

Les polymères synthétiques ou synthétiques comprennent des matériaux tels que le polyéthylène, le plastique le plus courant au monde dans des articles allant des sacs à provisions aux conteneurs de stockage, et le polystyrène, le matériau utilisé pour fabriquer les arachides d'emballage et les gobelets jetables. Certains polymères synthétiques sont souples (thermoplastiques), tandis que d'autres sont rigides en permanence (thermodurcissables). D'autres encore ont des propriétés caoutchouteuses (élastomères) ou ressemblent à des fibres végétales ou animales (fibres synthétiques). Ces matériaux se retrouvent dans toutes sortes de produits, des maillots de bain aux casseroles de cuisine.

Propriétés

Selon l'utilisation souhaitée, les polymères peuvent être affinés pour tirer parti de certaines propriétés avantageuses. Ceux-ci inclus:

• Réflectivité: Certains polymères sont utilisés pour produire un film réfléchissant, qui est utilisé dans une variété de technologies liées à la lumière.
• Résistance aux chocs: Les plastiques robustes qui peuvent résister à une manipulation brutale sont parfaits pour les bagages, les étuis de protection, les pare-chocs de voiture, etc..
• Fragilité: Certaines formes de polystyrène sont dures et cassantes et faciles à déformer grâce à la chaleur.
• Translucidité: Les polymères transparents, y compris la pâte polymère, sont souvent utilisés dans les arts et l'artisanat.
• Ductilité: Contrairement aux polymères cassants, les polymères ductiles peuvent être déformés sans s'effondrer. Les métaux tels que l'or, l'aluminium et l'acier sont connus pour leur ductilité. Les polymères ductiles, bien qu'ils ne soient pas aussi résistants que d'autres polymères, sont utiles à de nombreuses fins.
• Élasticité: Les caoutchoucs naturels et synthétiques ont des propriétés élastiques qui les rendent idéales pour les pneus de voiture et produits similaires.

Polymérisation

La polymérisation est le processus de création de polymères synthétiques en combinant de petites molécules de monomère en chaînes maintenues ensemble par des liaisons covalentes. Les deux principales formes de polymérisation sont la polymérisation à croissance progressive et la polymérisation à croissance en chaîne. La principale différence entre eux est que dans la polymérisation par croissance de chaîne, des molécules de monomère sont ajoutées à la chaîne une molécule à la fois. Dans la polymérisation à croissance progressive, plusieurs molécules de monomère sont liées directement les unes aux autres.

Si vous pouviez regarder de près une chaîne polymère, vous verriez que la structure visuelle et les propriétés physiques de la chaîne moléculaire imitent les propriétés physiques du polymère. Par exemple, si une chaîne polymère comprend des liaisons fortement torsadées entre des monomères qui sont difficiles à rompre, le polymère sera probablement solide et résistant. D'autre part, si la chaîne polymère comprend des molécules aux caractéristiques extensibles, le polymère aura probablement des propriétés flexibles.

Polymères réticulés

La plupart des polymères communément appelés plastiques ou thermoplastiques sont constitués de chaînes de molécules qui peuvent être brisées et recollées. La plupart des plastiques courants peuvent être pliés dans de nouvelles formes en appliquant de la chaleur. Ils peuvent également être recyclés. Les bouteilles de soda en plastique, par exemple, peuvent être fondues et réutilisées pour fabriquer des produits allant des nouvelles bouteilles de soda aux tapis en passant par les vestes en molleton.

Les polymères réticulés, d'autre part, ne peuvent pas se relier après la rupture de la liaison réticulée entre les molécules. Pour cette raison, les polymères réticulés présentent souvent des caractéristiques telles qu'une résistance, une rigidité, des propriétés thermiques et une dureté supérieures..

Dans les produits composites FRP (polymère renforcé de fibres), les polymères réticulés sont les plus couramment utilisés et sont appelés résine ou résine thermodurcissable. Les polymères les plus couramment utilisés dans les composites sont le polyester, l'ester vinylique et l'époxy.

Exemples

Les polymères courants comprennent:

• Polypropylène (PP): moquette, rembourrage
• Polyéthylène basse densité (LDPE): Sacs d'épicerie
• Polyéthylène haute densité (PEHD): bouteilles de détergent, jouets
• Poly (chlorure de vinyle) (PVC): Tuyauterie, platelage
• Polystyrène (PS): Jouets, mousse
• Polytétrafluoroéthylène (PTFE, Téflon): Poêles antiadhésives, isolation électrique
• Poly (méthacrylate de méthyle) (PMMA, Lucite, Plexiglas): écrans faciaux, puits de lumière
• Poly (acétate de vinyle) (PVAc): Peintures, adhésifs
• Polychloroprène (néoprène): combinaisons humides