« Modification chimique d'un polymère » : différence entre les versions

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La modification chimique des polymères consiste en une modification de la nature des groupements réactifs portés par une chaîne polymère. La modification peut avoir lieu sur les groupes fonctionnels ou les insaturations en bout de chaîne, sur les chaînes latérales ou au niveau du squelette principal des polymères.

Buts des modifications

Les principaux buts des modifications chimiques des polymères sont :

créer des polymères avec des propriétés spécifiques ;
fabriquer des polymères dont les monomères n'existent pas ou sont peu stables.

Processus de modification

Les principaux processus de modifications chimiques des polymères sont :

La cyclisation^[1] : la cyclisation des polymères est une réaction chimique qui mène à :
- la formation de cycles dans les chaînes polymères. La réaction de cyclisation a lieu quand il y a deux unités voisines qui peuvent réagir ensemble pour former des cycles. Exemples :
  - cyclisation du polyacrylonitrile, la cyclisation implique les groupes CN du polyacrylonitrile ;
  - cyclisation de l'alcool polyvinylique avec un aldéhyde pour donner par exemple le polyvinyle de butyral ;
  - cyclisation des polyalcadiènes ayant des diènes conjugués, c’est le cas du polyisoprène et du polybutadiène.
- la transformation de tout le polymère en un seul cycle. La réaction de cyclisation a lieu quand il y a deux unités en bout de chaîne qui peuvent réagir ensemble pour former un cycle. Exemples :
  - cyclisation du polydiméthylsiloxane.

La fonctionnalisation^[2] : la fonctionnalisation des polymères est l'introduction de groupes chimiques dans des polymères pour créer un produit avec des propriétés spécifiques.

La copolymérisation qui a lieu par greffage (grafting onto) ou par rayonnement (grafting from) ;

La réticulation.

Exemples de modification

Les modifications chimiques des polymères peuvent avoir lieu en utilisant ou pas des réactifs de post-modification. Les réactifs de post-modification sont des molécules ou des polymères. Les polymères modifiés peuvent être naturels ou synthétiques.

Sans réactif de post-modification

La modification chimique des polymères peut avoir lieu grâce à une augmentation de la température ou à la présence d’un catalyseur.

Modification des polymères synthétiques

Cyclisation du polyacrylonitrile ;
Cyclisation des polyalcadiènes ayant des diènes conjugués.

Réactifs de post-modification monofonctionnels

Le polymère formé ne change pas d'architecture.

Modification des polymères naturels

Modification de la cellulose :
- Estérification : esters de cellulose
- Ethérification : éthers de cellulose
Modification de l'amidon : amidons modifiés :
- Estérification : phosphates, acétates et adipates d'amidon ;
- Ethérification : amidon hydroxypropylique, hydroxyéthylique.
Désacétylation de la chitine : chitosane.

Modification des polymères synthétiques

La modification chimique du polyacétate de vinyle peut donner :
- l'alcool polyvinylique : le polyacétate de vinyle est partiellement ou totalement hydrolysé pour donner l'alcool polyvinylique.
- le polyacétate phthalate de vinyle (PVAP) : le polyacétate de vinyle est partiellement hydrolysé puis estérifié avec l'acide phtalique.

La modification chimique de l'alcool polyvinylique peut donner :
- le polynitrate de vinyle (PVN) : c'est un ester inorganique de l'acide nitrique et l'alcool polyvinylique.
- les polyacétals de vinyle : les polyacétals de vinyle sont préparés par la réaction entre un aldéhyde et l'alcool polyvinylique. Le polyvinyle de butyral (PVB) et le polyvinyl formal (PVF) sont des exemples de cette famille de polymères. Ils sont préparés respectivement par la réaction de l'alcool polyvinylique avec du butyraldéhyde et du formaldéhyde.

L'hydrolyse de l'éthylène-acétate de vinyle (EVA) donne l'éthylène-alcool de vinyle (EVOH).

La surchloration du polychlorure de vinyle (PVC) donne le polychlorure de vinyle surchloré (CPVC)

Réactifs de post-modification polyfonctionnels

Ce type de molécule va provoquer une réticulation en reliant les groupements réactifs entre eux. On parle alors de post-réticulation.

Modification des polymères naturels

La caséine du lait mélangée au formaldéhyde donne la galalithe
Vulcanisation du caoutchouc naturel à chaud en présence de soufre.

Modification des polymères synthétiques

La réticulation des polyesters insaturés (UP) avec des monomères vinyliques surtout le styrène donne des polymères thermodurs.

Références

Modèle:Palette matériaux polymères

[1] ttp://goldbook.iupac.org/PT07143.html

[2] ttp://goldbook.iupac.org/PT07145.html

[1]

[2]

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-La '''modification chimique des polymères''' consiste en une modification de la nature des groupements réactifs portés par une chaîne.
+La '''modification chimique des polymères''' consiste en une modification de la nature des groupements réactifs portés par une chaîne [[polymère]]. La modification peut avoir lieu sur les [[Groupe fonctionnel|groupes fonctionnels]] ou les [[Composé insaturé|insaturations]] en bout de chaîne, sur les [[chaîne latérale|chaînes latérales]] ou au niveau du squelette principal des polymères.
+==Buts des modifications==
-Les [[polymère]]s modifiés peuvent être naturels ou synthétiques.
+Les principaux buts des modifications chimiques des polymères sont :
+* créer des polymères avec des propriétés spécifiques ;
+* fabriquer des polymères dont les [[monomère]]s n'existent pas ou sont peu stables.
+==Processus de modification==
-Ces modifications peuvent avoir lieu en utilisant des réactifs de post-modification :
+Les principaux processus de modifications chimiques des polymères sont :
-* monofonctionnels : le polymère ainsi formé ne change pas d'architecture ;
+* '''La cyclisation'''<ref>http://goldbook.iupac.org/PT07143.html</ref> : la cyclisation des polymères est une réaction chimique qui mène à :
-* polyfonctionnels : ce type de molécule va provoquer une [[réticulation]] en reliant les groupements réactifs entre eux. On parle alors de '''post-réticulation'''.
+** la formation de [[Composé cyclique|cycles]] dans les chaînes polymères. La réaction de cyclisation a lieu quand il y a deux unités voisines qui peuvent réagir ensemble pour former des cycles. Exemples :
+*** cyclisation du [[polyacrylonitrile]], la cyclisation implique les groupes CN du polyacrylonitrile ;
+*** cyclisation de l'[[alcool polyvinylique]] avec un [[aldéhyde]] pour donner par exemple le [[polyvinyle de butyral]] ;
+*** cyclisation des polyalcadiènes ayant des [[diène]]s [[Système conjugué|conjugués]], c’est le cas du [[polyisoprène]] et du [[polybutadiène]].
+** la transformation de tout le polymère en un seul cycle. La réaction de cyclisation a lieu quand il y a deux unités en bout de chaîne qui peuvent réagir ensemble pour former un cycle. Exemples :
+*** cyclisation du [[polydiméthylsiloxane]].
+* '''La fonctionnalisation'''<ref>http://goldbook.iupac.org/PT07145.html</ref> : la fonctionnalisation des polymères est l'introduction de groupes chimiques dans des polymères pour créer un produit avec des propriétés spécifiques.
-Les réactifs de post-modification peuvent être des molécules ou des polymères.
+* '''La [[copolymère|copolymérisation]]''' qui a lieu par greffage (grafting onto) ou par rayonnement (grafting from) ;
-La modification peut avoir lieu sur les fonctions ou les insaturations en bout de chaîne, sur les [[chaîne latérale|chaînes latérales]] ou au niveau du squelette principal des polymères.
+* '''La [[réticulation]]'''.
-Les modifications ont lieu pour :
-* transformer les polymères naturels en polymères artificiels ayant des propriétés différentes ;
-* fabriquer des polymères dont les [[monomère]]s n'existent pas ou sont peu stables ;
-* réticuler le polymère ;
-* [[copolymère|copolymériser]] le polymère par greffage (grafting onto) ou par rayonnement (grafting from).
+==Exemples de modification==
+Les modifications chimiques des polymères peuvent avoir lieu en utilisant ou pas des réactifs de post-modification. Les réactifs de post-modification sont des molécules ou des polymères. Les polymères modifiés peuvent être naturels ou synthétiques.
+===Sans réactif de post-modification===
+La modification chimique des polymères peut avoir lieu grâce à une augmentation de la température ou à la présence d’un catalyseur.
+====Modification des polymères synthétiques====
+* Cyclisation du polyacrylonitrile ;
+* Cyclisation des polyalcadiènes ayant des diènes conjugués.
-==Modification des polymères naturels==
 ===Réactifs de post-modification monofonctionnels===
+Le polymère formé ne change pas d'architecture.
+====Modification des polymères naturels====
 * Modification de la [[cellulose]] :
 ** Estérification : [[cellulose#Principaux dérivés |esters de cellulose]]
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 * Désacétylation de la [[chitine]] : [[chitosane]].
+====Modification des polymères synthétiques====
-===Réactifs de post-modification polyfonctionnels===
-* La [[caséine]] du [[lait]] mélangée au [[formaldéhyde]] donne la [[galalithe]]
-* [[Vulcanisation]] du [[Caoutchouc (matériau)|caoutchouc naturel]] à chaud en présence de [[soufre]].
-==Modification des polymères synthétiques==
-===Réactifs de post-modification monofonctionnels===
 * La modification chimique du [[polyacétate de vinyle]] peut donner :
-** l'[[alcool polyvinylique]] : le polyacétate de vinyle est partiellement ou totalement hydrolysé pour donner l'alcool polyvinylique.
+** l'alcool polyvinylique : le polyacétate de vinyle est partiellement ou totalement hydrolysé pour donner l'alcool polyvinylique.
 ** le [[polyacétate phthalate de vinyle]] (PVAP) : le polyacétate de vinyle est partiellement hydrolysé puis estérifié avec l'[[acide phtalique]].
 * La modification chimique de l'alcool polyvinylique peut donner :
 ** le [[polynitrate de vinyle]] (PVN) : c'est un [[ester]] inorganique de l'[[acide nitrique]] et l'alcool polyvinylique.
-** les poly[[acétal]]s de vinyle : les polyacétals de vinyle sont préparés par la réaction entre un [[aldéhyde]] et l'alcool polyvinylique. Le [[polyvinyle de butyral]] (PVB) et le [[polyvinyl formal]] (PVF) sont des exemples de cette famille de polymères. Ils sont préparés respectivement par la réaction de l'alcool polyvinylique avec du [[Butanal|butyraldéhyde]] et du [[formaldéhyde]].
+** les poly[[acétal]]s de vinyle : les polyacétals de vinyle sont préparés par la réaction entre un aldéhyde et l'alcool polyvinylique. Le polyvinyle de butyral (PVB) et le [[polyvinyl formal]] (PVF) sont des exemples de cette famille de polymères. Ils sont préparés respectivement par la réaction de l'alcool polyvinylique avec du [[Butanal|butyraldéhyde]] et du [[formaldéhyde]].
 * L'hydrolyse de l'[[éthylène-acétate de vinyle]] (EVA) donne l'[[éthylène-alcool de vinyle]] (EVOH).
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 ===Réactifs de post-modification polyfonctionnels===
+Ce type de molécule va provoquer une réticulation en reliant les groupements réactifs entre eux. On parle alors de '''post-réticulation'''.
+====Modification des polymères naturels====
+* La [[caséine]] du [[lait]] mélangée au [[formaldéhyde]] donne la [[galalithe]]
+* [[Vulcanisation]] du [[Caoutchouc (matériau)|caoutchouc naturel]] à chaud en présence de [[soufre]].
+====Modification des polymères synthétiques====
 * La réticulation des [[colle polyester|polyesters insaturés]] (UP) avec des [[Vinyle|monomères vinyliques]] surtout le [[styrène]] donne des [[thermodurcissable|polymères thermodurs]].
+== Références ==
+<references />