« Copolymère » : différence entre les versions

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Un copolymère ^Écouter est un polymère issu de la copolymérisation d'au moins deux types de monomère, chimiquement différents, appelés comonomères. Il est donc formé d'au moins deux motifs de répétition. Le terme copolymère s'oppose à homopolymère.

L'intérêt des copolymères se trouve dans leurs propriétés physico-chimiques et mécaniques qui sont intermédiaires avec celles obtenues sur les homopolymères correspondants.

Les copolymères à enchaînement aléatoire, alterné et statistique sont des matériaux homogènes. Il en est différemment avec les copolymères séquencés (nommés aussi copolymères blocs) : du fait de leur structure hétérogène, il est possible d'observer au moins deux températures de transition vitreuse (notée Tv, ou Tg en anglais).

Classification[modifier | modifier le code]

Les copolymères obtenus par la copolymérisation de deux monomères sont appelés quelquefois des bipolymères, ceux obtenus à partir de trois monomères terpolymères, ceux obtenus à partir de quatre monomères quaterpolymères, etc.^[1].

Suivant la manière dont les motifs de répétition sont répartis dans les chaînes macromoléculaires, les copolymères peuvent être classés en deux familles^[2].

Copolymères à structure homogène[modifier | modifier le code]

Ces copolymères comportent une seule phase amorphe et ne forment donc pas de microstructures. Ils présentent une seule Tv ou Tg, qui est intermédiaire à celle relevée avec chacun des homopolymères correspondants. Ce type de copolymère peut être :

aléatoire : constitué de macromolécules dans lesquelles la probabilité de trouver une unité monomère donnée en un point donné de la chaîne est indépendante de la nature des unités adjacentes :

-A-A-B-B-A-A-A-B-A-A-B-B-A-B-A-A-A-B-A-A-A-B-B- ;

périodique : constitué de macromolécules comprenant plus de deux espèces d’unités monomères dans un ordre séquentiel régulier. Les copolymères périodiques les plus connus sont les copolymères alternés. Ce type de copolymère est constitué de macromolécules comportant deux sortes d’unités monomères distribuées en alternance :

-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-, ou (-A-B-)_n ;

statistique : constitué de macromolécules dans lesquelles la distribution des unités monomères obéit à des lois statistiques connues.

Copolymères à structure hétérogène[modifier | modifier le code]

Ces copolymères sont issus du greffage sur un homopolymère ou du rayonnement d'un homopolymère, de chaînes d'au moins un autre homopolymère^[3]. Ces copolymères comportent au moins deux phases^[4] amorphes ou cristallines et forment donc des microstructures. Il est possible d'observer au moins deux Tg, identiques à celles mesurées sur les homopolymères correspondants. On distingue les copolymères :

à blocs : constitué de blocs de différentes compositions connectés entre eux en séquences linéaires :

-A-A-A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-B-B-A-A-A-A-A-A-A-B-B-... ;

à greffons : un copolymère greffé est constitué de blocs connectés latéralement à la chaîne principale et dont la composition est différente de celle-ci :

-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-.

|

B-B-B-B-B-B-B

Exemples[modifier | modifier le code]

Les copolymères sont très nombreux et sont largement utilisés dans l'industrie ainsi que dans la vie de tous les jours. Ils se répartissent parmi :

les polymères thermoplastiques : PEBDL (ou sigle LLDPE en anglais)^[6] (de la famille des polyoléfines) ; polystyrène choc (SB) (copolymère séquencé styrène-butadiène), EVA (éthylène/acétate de vinyle), ABS, SAN, ETFE (copolymère alterné éthylène/tétrafluoroéthylène), perfluoroalkoxy (Téflon-PFA) ;
les élastomères : SBR (contient majoritairement du butadiène), NBR, « caoutchouc butyle » (IIR), EPM (copolymère aléatoire), EPDM ;
les élastomères thermoplastiques (TPE) : SBS, SEBS, TPE-U (base uréthane), TPE-E (base ester), PEBA (ou polyéther bloc amide, base éther-amide) qui est obtenu par polycondensation d’un polyamide à terminaison carboxyle (PA6, PA11, PA12) avec un polyéther à terminaison hydroxyle (PTMG, PEG).

Notes et références[modifier | modifier le code]

↑ (en) « copolymer », IUPAC, Compendium of Chemical Terminology [« Gold Book »], Oxford, Blackwell Scientific Publications, 1997, version corrigée en ligne : (2019-), 2^e éd. (ISBN 0-9678550-9-8)
↑ Dans cet article, les définitions des copolymères aléatoires, périodiques, alternées, statistiques, à blocs et à greffons, proviennent du Glossaire des termes de base en science des polymères (Recommandations 1996) du GFP
↑ Reyne Maurice, Traité des nouvelles technologies, série matériaux, les plastiques, Hermes, 1990, p. 21.
↑ Une structure à deux phases est dite binaire ou diphasique.
↑ Le polyéthylène se moule facilement mais est très inflammable, tandis que le polytétrafluoroéthylène est ininflammable mais difficile à mettre en œuvre. La densité de l'ETFE est de 1,7.
↑ La production mondiale de PEBDL était de 14 millions de tonnes en 2001.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Portail de la chimie

[1] (en) « copolymer », IUPAC, Compendium of Chemical Terminology [« Gold Book »], Oxford, Blackwell Scientific Publications, 1997, version corrigée en ligne : (2019-), 2^e éd. (ISBN 0-9678550-9-8)

[2] Dans cet article, les définitions des copolymères aléatoires, périodiques, alternées, statistiques, à blocs et à greffons, proviennent du Glossaire des termes de base en science des polymères (Recommandations 1996) du GFP

[3] Reyne Maurice, Traité des nouvelles technologies, série matériaux, les plastiques, Hermes, 1990, p. 21.

[4] Une structure à deux phases est dite binaire ou diphasique.

[5] Le polyéthylène se moule facilement mais est très inflammable, tandis que le polytétrafluoroéthylène est ininflammable mais difficile à mettre en œuvre. La densité de l'ETFE est de 1,7.

[6] La production mondiale de PEBDL était de 14 millions de tonnes en 2001.

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-Un '''copolymère''' est un [[Polymère#Structure et conformation|polymère]] issu de la co[[polymérisation]] d'au moins deux types de [[monomère]], chimiquement différents, appelés comonomères. Il est donc formé d'au moins deux [[Motif de répétition|motifs de répétition]]. Le terme copolymère s'oppose à [[homopolymère]].
+Un '''copolymère''' {{prononciation|LL-Q150 (fra)-Fabricio Cardenas (Culex)-copolymère.wav}} est un [[Polymère#Structure et conformation|polymère]] issu de la co[[polymérisation]] d'au moins deux types de [[monomère]], chimiquement différents, appelés [[comonomère]]s. Il est donc formé d'au moins deux [[Motif de répétition|motifs de répétition]]. Le terme copolymère s'oppose à [[homopolymère]].
 L'intérêt des copolymères se trouve dans leurs propriétés physico-chimiques et mécaniques qui sont intermédiaires avec celles obtenues sur les homopolymères correspondants.
-Les copolymères à enchaînement aléatoire, alterné et statistique sont des matériaux homogènes. Il en est différemment avec les copolymères séquencés (nommés aussi copolymères ''blocs'') : du fait de leur structure hétérogène, il est possible d'observer au moins deux Tg.
+Les copolymères à enchaînement aléatoire, alterné et [[statistique]] sont des matériaux homogènes. Il en est différemment avec les copolymères séquencés (nommés aussi copolymères ''blocs'') : du fait de leur structure hétérogène, il est possible d'observer au moins deux [[Température de transition vitreuse|températures de transition vitreuse]] (''notée Tv, ou T''g en anglais).
 == Classification ==
-Les copolymères obtenus par la copolymérisation de deux monomères sont appelés quelques fois des bipolymères, ceux obtenus à partir de trois monomères [[terpolymère]]s, ceux obtenus à partir de quatre monomères [[quaterpolymère]]s, etc.<ref>{{Goldbook|title=copolymer|file=C01335}}</ref>.
+Les copolymères obtenus par la copolymérisation de deux monomères sont appelés quelquefois des bipolymères, ceux obtenus à partir de trois monomères [[terpolymère]]s, ceux obtenus à partir de quatre monomères [[quaterpolymère]]s{{etc.}}<ref>{{Goldbook|title=copolymer|file=C01335}}</ref>.
-Suivant la manière dont les motifs de répétition sont répartis dans les chaînes macromoléculaires, les copolymères peuvent être classés en deux familles<ref>Dans cet article, les définitions des copolymères aléatoires, périodiques, alternées, statistiques, à blocs et à greffons provient du glossaire des termes de base en science des polymères du GFP (recommandations 1996) : http://www.gfp.asso.fr/ressources-documentaires/glossaire</ref>.
+Suivant la manière dont les motifs de répétition sont répartis dans les chaînes macromoléculaires, les copolymères peuvent être classés en deux familles<ref>Dans cet article, les définitions des copolymères aléatoires, périodiques, alternées, statistiques, à blocs et à greffons, proviennent du [http://www.gfp.asso.fr/ressources-documentaires/glossaire ''Glossaire des termes de base en science des polymères (Recommandations 1996)''] du GFP</ref>.
 === Copolymères à structure homogène ===
-Ces copolymères comportent ''une seule'' [[Phase (thermodynamique)|phase]] amorphe et ne forment donc pas de microstructures. Ils présentent ''une seule'' [[température de transition vitreuse]] (Tg), qui est intermédiaire à celle relevée avec chacun des homopolymères correspondants. Ce type de copolymère peut être :
+Ces copolymères comportent ''une seule'' [[Phase (thermodynamique)|phase]] amorphe et ne forment donc pas de microstructures. Ils présentent ''une seule'' Tv ou ''T''g, qui est intermédiaire à celle relevée avec chacun des homopolymères correspondants. Ce type de copolymère peut être :
 * aléatoire : constitué de macromolécules dans lesquelles la probabilité de trouver une unité monomère donnée en un point donné de la chaîne est indépendante de la nature des unités adjacentes :
 ::-A-A-B-B-A-A-A-B-A-A-B-B-A-B-A-A-A-B-A-A-A-B-B- ;
 * périodique : constitué de macromolécules comprenant plus de deux espèces d’unités monomères dans un ordre séquentiel régulier. Les copolymères périodiques les plus connus sont les copolymères alternés. Ce type de copolymère est constitué de macromolécules comportant deux sortes d’unités monomères distribuées en alternance :
-::-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-, ou (-A-B-)<sub>n</sub> ;
+::-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-, ou (-A-B-)<sub>''[[Degré de polymérisation|n]]''</sub> ;
 * statistique : constitué de macromolécules dans lesquelles la distribution des unités monomères obéit à des lois statistiques connues.
 === Copolymères à structure hétérogène ===
-Ces copolymères sont issus du greffage sur un homopolymère ou du rayonnement d'un homopolymère, de chaînes d'au moins un autre homopolymère<ref>Traité des nouvelles technologies, série matériaux, les plastiques, Maurice Reyne, Hermes 1990, page 21.</ref>. Ces copolymères comportent ''au moins deux'' phases<ref>Une structure à deux phases est dite binaire ou diphasique.</ref> amorphes ou cristallines et forment donc des microstructures. Il est possible d'observer ''au moins deux'' températures de transition vitreuse, identiques à celles mesurées sur les homopolymères correspondants. On distingue les copolymères :
+Ces copolymères sont issus du greffage sur un homopolymère ou du rayonnement d'un homopolymère, de chaînes d'au moins un autre homopolymère<ref>Reyne Maurice, ''Traité des nouvelles technologies'', série matériaux, les plastiques, Hermes, 1990, {{p.}}21.</ref>. Ces copolymères comportent ''au moins deux'' phases<ref>Une structure à deux phases est dite binaire ou diphasique.</ref> amorphes ou cristallines et forment donc des microstructures. Il est possible d'observer au moins deux ''T''g, identiques à celles mesurées sur les homopolymères correspondants. On distingue les copolymères :
 * à blocs : constitué de blocs de différentes compositions connectés entre eux en séquences linéaires :
 ::-A-A-A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-B-B-A-A-A-A-A-A-A-B-B-... ;
-* à greffons : constitué de blocs connectés latéralement à la chaîne principale et dont la composition est différente de celle-ci :
+* à greffons : un copolymère greffé est constitué de blocs connectés latéralement à la [[chaîne principale]] et dont la composition est différente de celle-ci :
 ::-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-.
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 == Exemples ==
-[[Image:Olympic2008 watercube02 night.jpg|thumb|Le [[centre national de natation de Pékin]] est un exemple de construction utilisant un copolymère. Ses minces panneaux extérieurs, solides et ininflammables, sont en [[Éthylène tétrafluoroéthylène|ETFE]]<ref>Le [[polyéthylène]] se [[moulage|moule]] facilement mais est très inflammable, tandis que le [[polytétrafluoroéthylène]] est ininflammable mais difficile à [[Plasturgie|mettre en œuvre]]. La densité de l'ETFE est de 1,7.</ref>.]]
+[[Image:Olympic2008 watercube02 night.jpg|vignette|Le [[centre national de natation de Pékin]] est un exemple de construction utilisant un copolymère. Ses minces panneaux extérieurs, solides et ininflammables, sont en [[Éthylène tétrafluoroéthylène|ETFE]]<ref>Le [[polyéthylène]] se [[moulage|moule]] facilement mais est très [[Ignifugation|inflammable]], tandis que le [[polytétrafluoroéthylène]] est ininflammable mais difficile à [[Plasturgie|mettre en œuvre]]. La densité de l'ETFE est de 1,7.</ref>.]]
 Les copolymères sont très nombreux et sont largement utilisés dans l'industrie ainsi que dans la vie de tous les jours. Ils se répartissent parmi :
-* les polymères [[thermoplastique]]s : [[Polyéthylène à basse densité linéaire|PEBDL]] (ou sigle LLDPE en anglais)<ref>La production mondiale de PEBDL était de 14 millions de tonnes en 2001.</ref> (de la famille des [[polyoléfine]]s) ; [[polystyrène]]-choc (SB) (copolymère séquencé [[styrène]]-[[butadiène]]), [[Éthylène-acétate de vinyle|EVA]] ([[éthylène]]/[[acétate de vinyle]]), [[Acrylonitrile butadiène styrène|ABS]], [[styrène-acrylonitrile|SAN]], [[Éthylène tétrafluoroéthylène|ETFE]] (copolymère alterné éthylène/[[tétrafluoroéthylène]]), [[perfluoroalkoxy]] (Téflon-PFA) ;
+* les polymères [[thermoplastique]]s : [[Polyéthylène à basse densité linéaire|PEBDL]] (ou [[sigle]] LLDPE en anglais)<ref>La production mondiale de PEBDL était de 14 millions de tonnes en 2001.</ref> (de la famille des [[polyoléfine]]s) ; [[polystyrène choc]] (SB) (copolymère séquencé [[styrène]]-[[butadiène]]), [[Éthylène-acétate de vinyle|EVA]] ([[éthylène]]/[[acétate de vinyle]]), [[Acrylonitrile butadiène styrène|ABS]], [[styrène-acrylonitrile|SAN]], [[Éthylène tétrafluoroéthylène|ETFE]] (copolymère alterné éthylène/[[tétrafluoroéthylène]]), [[perfluoroalkoxy]] (''Téflon''-PFA) ;
-* les [[élastomère]]s : [[Styrène-butadiène|SBR]] (contient majoritairement du [[butadiène]]), [[caoutchouc nitrile|NBR]], [[polyisobutylène]] (PIB), [[Éthylène-propylène|EPM]] (copolymère aléatoire), [[EPDM]] ;
+* les [[élastomère]]s : [[Styrène-butadiène|SBR]] (contient majoritairement du [[Buta-1,3-diène|butadiène]]), [[Butadiène-acrylonitrile|NBR]], [[polyisobutylène|« caoutchouc butyle »]] (IIR), [[Éthylène-propylène|EPM]] (copolymère aléatoire), [[EPDM]] ;
-* les [[Élastomère thermoplastique|élastomères thermoplastiques]] (TPE) : SBS, SEBS, TPE-U (base [[Carbamate|uréthane]]), TPE-E (base [[ester]]), PEBA (ou [[polyéther bloc amide]], base [[éther-oxyde|éther]]-[[amide]]) qui est obtenu par [[polycondensation]] d’un [[polyamide]] à terminaison [[acide carboxylique]] (PA6, PA11, PA12) avec un [[polyéther]] à terminaison [[Alcool (chimie)|alcool]] (PTMG, PEG).
+* les [[Élastomère thermoplastique|élastomères thermoplastiques]] (TPE) : SBS, SEBS, TPE-U (base [[Carbamate|uréthane]]), TPE-E (base [[ester]]), PEBA (ou [[polyéther bloc amide]], base [[éther-oxyde|éther]]-[[amide]]) qui est obtenu par [[Polymérisation par étapes|polycondensation]] d’un [[polyamide]] à [[Groupe terminal|terminaison]] [[carboxyle]] (PA6, PA11, PA12) avec un [[polyéther]] à terminaison [[hydroxyle]] (PTMG, PEG).
 == Notes et références ==
 <references />
-== Articles connexes ==
+== Voir aussi ==
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+=== Articles connexes ===
+* [[Tritan]]
 * [[Polymère]]
 * [[Matière plastique]]
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+* [[Liste des codes des polymères]] • [[Familles de polymères]]
 * [[Polyoléfine]]
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+* [[Équation de Mayo-Lewis]]
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