Polymère

Notre sujet étant centré sur les différents sacs d'emballage, il est indispensable de parler de leur composition et donc de définir ce qu'est un polymère. La définition simple du polymère est une molécule de masse moléculaire élevée (allant de 15 000 à 180 000 g.mol-1)constituée de monomères (motifs élémentaires, petites molécules simples) unis les uns aux autres par des liaisons covalentes. De nombreux polymères existent dans la nature comme l'amidon (formé de l'association de deux polymères : l'amylose et l'amylopectine) ou les protéines.

C'est le chimiste Léo Baekeland qui a étudié, le premier,  les polymères synthétiques. 

Les matières plastiques durent remplacer les matériaux qui se faisaient rares pendant la guerre 14-18. Les chimistes se sont donc intéressés à l'étude des polymères synthétiques afin d'améliorer leurs performances et répondre aux besoins de la société. Par la suite, ils se sont intéressés à leur structure.

Les polymères synthétiques sont toujours formés de la répétition d’un motif simple. Ce motif initial doit impérativement comporter une double liaison C=C. Ils sont presque toujours sous forme solide (résine plus ou moins visqueuse, poudre ou granulés).

Ces polymères sont parfois appelés macromolécules; cela est du au fait que ces polymères peuvent atteindre une taille importante (jusqu’à 180 000 g.mol-1).

On peut établir une analogie entre un polymère et un collier de perles. La perle symbolisant le monomère et le collier fini symbolisant le polymère.

C'est pourquoi nous avons créé ce schéma sur un logiciel. 

 

On distingue trois catégories de polymères :

• les homopolymères :

        ou          

 ou stéréoréguliers); ce sont des polymères constitués par l'association de molécules provenant d'un seul motif monomère; l'enchaînement est linéaire;

 

• les copolymères; la polymérisation s'effectue alors sur deux ou plusieurs monomères différents;

       ou           

 

• les polymères réticulés; les macromolécules s'enchaînent dans les trois directions de l'espace (macromolécules réticulées).

 

Pour mieux comprendre le mécanisme de formation d'un polymère, nous avons décidé de créer nous-même du nylon dans le laboratoire du lycée Jean-Pierre Vernant. 

Voici le lien pour voir notre expérience : Expérience nylon

Afin de mieux comprendre notre sujet, il est indispensable d'étudier le polyéthylène (le composant des sacs plastiques distribués dans les commerces).

Le POLYETHYLENE :

Le polyéthylène est bien un polymère. Le monomère est la molécule d'éthylène CH2=CH2 possédant une double liaison de deux atomes de carbone.

En présence d'un composé chimique compatible appelé, en chimie, l'amorceur, la double liaison s'ouvre et rend ainsi possible la liaison d'une molécule d'éthylène avec une autre. Le procédé se répète et on obtient la molécule de formule schématique : -(CH2-CH2)n-.

La réaction conduisant au polymère s'appelle la polymérisation. Il s'agit plus précisément d'une polyaddition.

Les monomères se lient entre eux grâce à des catalyseurs (petits éléments qui n'interviennent pas dans la réaction chimique), ils permettent d'accélérer la réaction.

schéma issu du livre, Les clés de la matière, p.309

L’indice n (situé avant H2C dans le schéma) est appelé degré de polymérisation ou indice de polymérisation. On parle de macromolécules pour un indice de polymérisation n > 100.

Le monomères qui se lient entre eux pour obtenir un sac se chiffrent par milliers, voire en dizaine de milliers, d'où l'appellation : macromolécule.

Le polyéthylène est un thermoplastique, ce qui signifie qu'il se ramolie lorsqu'il y a augmentation de la température (il devient maléable) puis se durcit lorsqu'il refroidit. On l'appelle thermoplastique dans le sens où il garde ses propriétés plastiques. Les molécules de ce polymère consiste en de longues chaînes carbonées (comme on le voit sur le schéma ci-dessus), seulement reliées par des liaisons faibles (liaisons hydrogènes).  

Une autre réaction existe également, il s'agit de la polycondensation. Le polymère est constitué d'une chaîne de deux monomères différents; au cours de la réaction chimique, des molécules d'eau (H2O) se forment et se condensent. C'est un procédé qui est utilisé pour la fabrication de sodas ou de bouteilles.  

Après avoir étudié comment se forme les sacs en polyéthylène (sa fabrication : début de vie), nous nous intéressons désormais à la fin de vie du sac biodégradable en étudiant les processus et paramètres de sa destruction et de son assimilation dans la nature. C'est pourquoi, nous vous invitons  découvrir cet article : La biodégradation, qu'est-ce que c'est ?

Créer un site gratuit avec e-monsite - Signaler un contenu illicite sur ce site