Base de données des propriétés des polymères

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Principes de polymérisation par condensation

Une polymérisation par condensation est une forme de polymérisation par étapes dans laquelle des monomères et / ou des oligomères réagissent les uns avec les autres pour former des unités structurelles plus grandes tout en libérant des molécules plus petites sous forme de sous-produit tel que de l’eau ou du méthanol. Un exemple bien connu de réaction de condensation est l’estérification des acides carboxyliques avec des alcools. Si les deux motifs sont difonctionnels, le produit de condensation est un polymère linéaire, et si au moins l’un des motifs est tri- ou tétra-fonctionnel, le polymère résultant est un polymère réticulé (c’est-à-dire un réseau tridimensionnel). L’ajout de monomères avec un seul groupe réactif mettra fin à une chaîne de croissance et, par conséquent, abaissera le poids moléculaire (moyen). Ainsi, le poids moléculaire moyen et la densité de réticulation dépendront de la fonctionnalité de chaque monomère impliqué dans la polymérisation par condensation et de sa concentration dans le mélange.

Une condensation par étape classique est la réaction entre un acide dibasique et un glycol, illustrée ci-dessous:

HOOC-(CH2) n–COOH + HO– (CH2) m–OH →
HOOC–(CH2) n–COO–(CH2) m–OH + H2O

Le polymère résultant est appelé polyester. L’eau est continuellement retirée du système réactionnel car elle est réactive avec des liaisons ester pour inverser la réaction.
L’un des polyesters thermoplastiques les plus courants est le poly (éthylène téréphtalate), souvent abrégé en PET ou PETE:

D’autres réactions de condensation importantes sont l’échange d’ester1, l’éthérification et l’amidisation. Par example, des polyamides linéaires peuvent être produits en faisant réagir des diamides avec des acides dicarboxyliques :

HOOC-(CH2) 4–COOH + H2N–(CH2) 6–NH2 →

Dans cet example, le produit est du poly(hexaméthylène adipamide), également appelé Nylon 6-6, qui est l’un des polyamides thermoplastiques les plus courants. Sa structure chimique est illustrée ci-dessous

Le nylon et le PETE n’ont pas besoin de catalyseur car les monomères acides catalysent la réaction. Cependant, les acides forts tels que l’acide sulfurique accélèrent davantage la réaction. Au lieu des diacides, des chlorures de diacyle peuvent également être utilisés. Ils présentent l’avantage qu’il n’y a généralement pas de réaction d’inversion, car le sous-produit HCl n’est pas réactif avec les liaisons de l’ester.

Notes:

  1. Une réaction d’échange d’ester est une réaction entre un ester et un autre composé tel qu’un alcool, un acide ou un autre ester (transestérification), pour former un ester de composition différente.2

  2. La transestérification des esters méthyliques avec des glycols au lieu de l’estérification directe des diacides avec des dialcohols est parfois préférée en raison de la purification facile des diesters par distillation.