Polymère - Définition et Explications

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Introduction

Fibres de polyester observées au MEB
La fabrication d'une éolienne fait intervenir le moulage de composites résines/renforts.

Un polymère (étymologie : du grec pollus, plusieurs, et meros, partie) est un système formé par un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) de macromolécules de même nature chimique. Les termes « polymère » et « macromolécule » sont fréquemment confondus.

Un polymère est organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande...) (le plus souvent) ou inorganique.

Il est issu de l'enchaînement covalent d'un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de motifs monomères identiques ou différents.

Un polymère peut être naturel (exemples : polysaccharides, ADN) ; artificiel, obtenu par modification chimique d'un polymère naturel (exemples : acétate de cellulose (L'acétate de cellulose est une matière plastique inventée en 1865. C'est l'ester...), méthylcellulose, galalithe) ; ou synthétique, préparé par polymérisation de molécules monomères (exemples : polystyrène (Le polystyrène (PS en abrégé) est le polymère -(CH2-CH(Ph))n-, obtenu par la...), polyisoprène synthétique).

Les polyoléfines, représentées principalement par les polymères thermoplastiques de grande consommation polyéthylène (Le polyéthylène, ou polyéthène (sigle générique PE), est un des...) et polypropylène (Le polypropylène (ou polypropène) isotactique, de sigle PP (ou PPi) et de formule...), constituent la plus importante famille de polymères.

Les polymères sont devenus l'élément essentiel d'un nombre très important d'objets de la vie (La vie est le nom donné :) courante, dans lesquels ils ont souvent remplacé les substances naturelles. Ils sont présents dans de nombreux domaines industriels.

Généralités

Un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) polymère peut se présenter sous forme liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) (plus ou moins visqueux) ou solide à température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) ambiante.
Les polymères ont un comportement viscoélastique. En effet, ils démontrent simultanément des propriétés élastiques et un caractère visqueux.

L'enchaînement des motifs monomères peut se faire de façon linéaire (polymères linéaires), présenter des ramifications aléatoires (polymères branchés) ou systématiques et régulières (dendrimères).

Du fait des degrés de liberté de la conformation (En chimie, la conformation d'une molécule est l'arrangement spatial des atomes qui la composent....) (disposition dans l'espace) de chaque motif monomère, la conformation du polymère résulte de cet enchaînement mais également des interactions entre motifs.

Les polymères fabriqués à partir d'un seul type de monomère sont désignés par homopolymère (exemples : polyéthylène, polystyrène). Dès qu'au moins deux types de monomère participent à la formation des macromolécules, on parlera de copolymères (cas du styrène-butadiène). La variété des copolymères est très importante. Ces matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) possèdent des propriétés physico-chimiques et mécaniques intermédiaires avec celles obtenues sur les homopolymères correspondants.

On distingue deux grandes catégories de réactions chimiques permettant la préparation des polymères : la polymérisation en chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :) ou polyaddition (pour produire par exemple le polyéthylène, le polypropylène, le polystyrène) et la polymérisation par étapes ou polycondensation (pour synthétiser par exemple le polyéthylène téréphtalate).

Le terme « polymère » désigne des matières abondantes et variées : des protéines les plus ténues aux fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se...) de Kevlar haute résistance. Certains polymères sont utilisés en solution comme par exemple dans les shampooings ; d'autres forment des matériaux solides.
Pour ces applications, les polymères sont généralement mélangés à d'autres substances - des charges telles la craie, des additifs tels les antioxydants - dans des opérations de formulation (La formulation est une activité industrielle consistant à fabriquer des produits...). La fabrication des objets eux-mêmes résulte la plupart du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) d'une opération de mise en œuvre dans un procédé industriel qui relève du domaine de la plasturgie.

Les polymères sont souvent classés d'après leurs propriétés thermomécaniques. Citons notamment :

  • les polymères thermoplastiques, qui deviennent malléables quand ils sont chauffés, ce qui permet leur mise en forme ;
  • les polymères thermodurcissables, qui durcissent de façon irréversible, le plus souvent sous l'action de la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent :...) en présence de réactifs ;
  • les élastomères, qui sont déformables de manière réversible.

La description des polymères en tant qu'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) permettant de comprendre leurs propriétés relève de la physique statistique (La physique statistique a pour but d'expliquer le comportement et l'évolution de systèmes...).

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