La plupart des polymères utilisés par l'homme sont synthétiques et possèdent de larges domaines d'applications. Mais bien avant l'homme, la nature utilisait déjà les polymères. Les polymères naturels les plus connus sont le caoutchouc, la cellulose et l'amidon, le glycogène ou encore le dolichol. Parmi les polymères synthétiques, on distingue les élastomères qui possèdent les propriétés élastiques du caoutchouc, les polymères thermoplastiques qui peuvent être ramollis par la chaleur et reprendre leur dureté normale au refroidissement, les polymères thermodurcissables qui une fois moulés, ne peuvent plus être ramollis par la chaleur, les polymères conducteurs ou semi-conducteurs qui conduisent le courant électrique....
L'industrie des polymères est très importante (nitrate de cellulose, acétate de cellulose, polyacrylonitrile, polyéthylène, poly(méthacrylate de méthyle), polystyrène, polytétrafluoroéthylène, poly(acétate de vinyle), poly(chlorure de vinyle), bakélite, poly(éthylène téréphtalate), polypropylène, polyhydroxybutirate, polybutadiène, polychloroprène, nylon 6/6, nylon 6, rilsan, kevlar, polyuréthanes, polycarbonates...) et leurs applications sont très vastes.
Le caoutchouc naturel (latex) est la sève de l'hévéa. Il est également présent dans d'autres arbres et végétaux. C'est un polyisoprène (ou polyterpène) qui est constitué de 1000 à 5000 motifs isopréniques. Il est extrait de l'arbre par incisions dans le tronc. Il possède de fabuleuses propriétés élastiques. Il est utilisé dans les ciments et les adhésifs. Il durcit avec le froid et se ramollit à la chaleur. Pour palier ce dernier point, on vulcanise le caoutchouc naturel pour le rendre plus résistant à la chaleur et pouvoir l'utiliser comme constituant des pneus par exemple. La vulcanisation découverte par Goodyear en 1839, consiste à créer des liaisons interchaînes par l'insertion d'atomes de soufre. Ces réticulations se font soit par combustion du caoutchouc en présence de soufre à des températures de 135-160°C ou en le traitant à froid par une solution de S2Cl2. La vulcanisation rend le caoutchouc plus résistant à la chaleur, moins élastique, de durée de vie plus courte, et une fois moulé, il ne peut plus être modifié sans une destruction de ses propriétés chimiques.
La cellulose est un des constituants polysaccharidiques de la paroi des cellules végétales. C'est la substance organique la plus abondante à la surface de la terre. Elle est constituée par un enchaînement de résidus b-D-glucopyranose. Le carbone anomère en position b d'un des résidu se lie au carbone 4 de l'autre résidu b-D-glucopyranose. La cellulose du coton qui possède 98 % de pureté contient environ 3500 motifs et, alors que celle du bois à peu près 1000. On utilise la fibre de cellulose pour faire du papier et des textiles. Elle est également modifiée pour donner du nitrate ou de l'acétate de cellulose. La cellulose est difficile à décomposer, certains herbivores qui la consomme possède des bactéries dans leur système digestif capables de le faire. L'hydrolyse à chaud en présence d'un acide dilué de la cellulose conduit au b-cellobiose qui peut être lui-même transformé en glucose.
Il est stocké comme réserve glucidique dans les cellules végétales (graines et racines) et constitue une source potentielle de glucose. Il est soluble dans l'eau et abondant dans le riz (c'est la raison pour laquelle il faut mieux laver le riz si vous n'avez pas besoin de nouvelles réserves de glucides). Il est formé par l'amylose (20 % environ) et l'amylopectine (80 % environ). La structure de l'amylose qui est semblable à celle de la cellulose, est un enchaînement de résidus a-D-glucopyranose (environ 200). Le carbone anomère en position a d'un des résidu se lie au carbone 4 de l'autre résidu a-D-glucopyranose. Son hydrolyse conduit à l'a-maltose qui peut-être lui même transformé en glucose. La structure de l'amylopectine est aussi un enchaînement de résidus a-D-glucopyranose mais diffère de l'amylose par des ramifications interchaînes : à certains carbones des chaînes d'amylose en position 6, viennent se greffer d'autres chaînes d'amylose. Par contre les chaînes sont beaucoup plus courtes (20 à 25 motifs) que dans l'amylose, et adoptent une structure en hélice. Son hydrolyse conduit également à l'a-maltose qui peut-être lui même transformé en glucose.
Il est stocké comme réserve glucidique notamment dans le cytoplasme des cellules animales et humaines. Sa structure est très semblable à l'amylopectine mais le nombre de ramifications est beaucoup plus important et le nombre de motifs est inférieur que pour l'amylopectine. Mais sa masse moléculaire est bien plus importante que celle de l'amylopectine. Son hydrolyse conduit à l'a-maltose qui peut-être lui même transformé en glucose.
Ce polyterpène qui comprend 20 motifs isopréniques, est localisé dans les membranes du réticulum endoplasmique et de l'appareil de Golgi. Il intervient dans la synthèse des glycoprotéines et des glycolipides. Grâce à son hydroxyle terminal, il peut se lier à un glucide et le transférer sur une protéine ou un lipide.
Obtenu à partir de la cellulose à partir d'acide nitrique et d'acide sulfurique, il est extrêmement inflammable. Il était en grande partie utilisé pour faire des explosifs et n'est plus disponible de nos jours.
Obtenu à partir de la cellulose du coton ou de la pulpe de papier, à partir d'anhydrique acétique et d'acide acétique, il est utilisé pour faire des films photographiques, des films d'emballage (cellophane), des fibres textiles ("rayonne acétate"), des bandes magnétiques, des laques, des filtres de cigarette...
C'est un polymère thermoplastique. Il est utilisé comme fibres textiles (Orlon, Dralon, Courtelle). Sa carbonisation contrôlée conduit à des matériaux de carbone que l'on appelle fibres de carbone et que l'on utilise dans beaucoup d'équipements sportifs comme les raquettes de tennis, les clubs de golf, les bâtons de ski, ou les perches de saut.
C'est un polymère thermoplastique. Il est utilisé pour élaborer des sacs plastiques, des récipients, des ustensiles de cuisine, des objets moulés, des jouets, des films pour emballage, comme isolant électrique... il existe 2 sortes de polyéthylènes : le polyéthylène basse densité (LDPE), produit sous haute pression qui est mou et le polyéthylène haute densité (HDPE), produit sous pression inférieure en présence de catalyseur et qui est plus rigide et donc moins déformable.
C'est un polymère thermoplastique. Il est utilisé pour élaborer des objets et des panneaux transparents, comme le Plexiglas, l'Altuglas, le Perspex, la Lucite ou pour élaborer des lentilles, des dentiers...
C'est une résine thermoplastique. Il est utilisé pour élaborer des emballages antichoc, des isolations thermiques et phoniques, des mousses, des cartons légers, des isolants électriques...
Il est utilisé pour élaborer des revêtements thermorésistants, des revêtements pour les poêles et les ski, du matériel à haute résistance chimique...
C'est un polymère thermoplastique. Il est utilisé pour élaborer des peintures, des gobelets en papier...
C'est un polymère thermoplastique. Il est utilisé pour élaborer des tuyaux, des gouttières (c'est un thermoplastique très imperméable), des gaines électriques, des bouteilles, des adhésifs, des cadres de fenêtres, des jouets, des films d'emballage, des revêtements de sol, des pièces de voiture, des vêtements, des disques vinyles, des peintures...
Cette résine thermodurcissable a été découverte par Leo Baekeland (d'où son nom), c'est un copolymère de phénol et de formaldéhyde qui est rigide, résistant et un bon isolant électrique, ce qui en fit un plastique idéal pour les appareils électriques.
Il est utilisé pour élaborer des bouteilles plastiques, des films, des récipients transparents, des fibres textiles (Térylène, Dacron, Tergal)...
C'est un polymère thermoplastique. Il est utilisé pour élaborer du matériel de cuisine...
Il est présent naturellement dans certains micro-organismes et leur sert de source d'énergie. Il est biodégradable et commercialisé sous le nom de Biopol par "ICI".
Il est utilisé dans l'élaboration de pneus, de tuyaux ...il peut être également vulcanisé pour en faire des pneus. Le copolymère du butadiène avec le styrène est aussi très utilisé dans l'industrie pneumatique.
Cet élastomère a été inventé en 1931, il est utilisé dans l'élaboration de pneumatiques, chambre à air, tuyaux...
C'est un polymère thermodurcissable. Ce polyamide est utilisé dans l'élaboration de fibres textiles, les cordes, les sangles, les chapes de pneus. Il est obtenu par condensation de l'acide adipique et de l'hexaméthylènediamine. La notation 6 / 6 signifie que ses deux précurseurs possèdent 6 atomes de carbone chacun.
C'est un polymère thermoplastique. Ce polyamide est utilisé dans l'élaboration de fibres textiles. Il est obtenu par condensation sur lui-même de l'acide 6-aminocaproïque. Le chiffre 6 de nylon 6 signifie que son précurseur possède 6 carbone.
Ce polyamide est utilisé dans l'élaboration de fibres textiles. Il est obtenu par condensation sur lui-même de l'acide 11-aminoundécanoïque.
Ce polyaramide est utilisé dans l'élaboration de matériaux résistants au feu. Il est beaucoup plus résistant que l'acier.
Ce sont des polymères thermodurcissables obtenus par condensation de dialcools sur des diisocyanates. Ils servent à la fabrication d'objets moulés comme les chaussures de ski.
Ce sont des polymères résultants de la condensation de phosgène avec des composés organiques possédant 2 groupements hydroxyles. Ce sont des matériaux résistants, transparents et sont utilisés pour faire des vitres de sécurité et pare-balle.
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