Motif de répétition
Une macromolécule ou un polymère est un assemblage covalent, linéaire ou non, d'un nombre élevé de motifs de répétition.
- Les macromolécules formées d'un seul motif de répétition sont appelées homopolymères.
- Lorsqu'au moins deux motifs de répétition (de structure moléculaire différente) constituent les chaînes polymères, on parle de copolymères.
Le degré de polymérisation est égal au nombre de motifs de répétition constitutifs d'une chaîne polymère.
Le terme « motif de répétition » a plusieurs synonymes dans la littérature chimique, y compris motif monomère, unité répétitive et unité monomère.
Exemples
Un des motifs de répétition les plus simples est celui du polyéthylène. Le motif se trouve à l'intérieur des parenthèses à la figure, et il se répête n fois à la molécule entière :
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De même, le motif de répétition du polychlorure de vinyle est répêté n fois à ce polymère :
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Un polymère plus complexe est le polyéthylène téréphtalate, de la famille des polyesters : Motif. Il peut être considéré soit comme un homopolymère du motif de répétition indiqué, soit comme un copolymère alterné des deux « motifs de répétition --OC-C6H4-CO-- et --O-CH2-CH2-O--. Ces deux motifs sont formés par le perte respective de deux -OH et de -H à partir des deux monomères d'origine qui sont l'acide téréphtalique (HOOC-C6H4-COOH) et l'éthylène glycol (HO-CH2-CH2-OH), lorsque le polymère est formé par la polycondensation avec perte d'eau.
Annexe : distinction entre fonctionnalité et valence d'une molécule réactive
Pour le polyéthylène téréphthalate qui est formé par polycondensation, chaque monomère porte deux groupes fonctionnels (diacide carboxylique ou diol impliqués) et est donc bifonctionnel.
Les fonctions sont caractérisées par leur valence ou nombre de liaisons formées dans une réaction donnée. Les monomères impliqués dans les réactions précédentes forment deux liaisons et sont donc divalents (ou bivalents).
D'autres valeurs de fonctionnalité ou de valence existent. Hors cyclisation de molécule, les fonctions monovalentes, chacune liée à un motif, se trouvent à chacune des extrémités de la chaîne polymère. Pour les polymères ramifiés, les fonctions trivalentes sont présentes aux points de ramification où les chaînes latérales sont attachées. Concernant le polyéthylène téréphthalate, il est possible de remplacer une petite fraction d'éthylène glycol par du glycérol (triol). Cette molécule trifonctionnelle s'insère dans la chaîne et peut se lier à trois fonctions acide carboxylique pour former un point de ramification.
Enfin, concernant les polymères réticulés, un groupement tétravalent peut s'insérer dans deux chaînes et donc former un lien transversal entre deux chaînes. Par exemple, pour la synthèse du polystyrène réticulé, une petite fraction du monomère styrène (ou vinylbenzène) est remplacée par du 1,4-divinylbenzène (ou paradivinylbenzène). Chacun des deux groupes vinyl s'insère dans une chaîne polymère. Ainsi cette molécule bifonctionnelle est tétravalente et s'insère dans deux chaînes qu'elle relie ensemble.
