Polymérisation par étapes vivantes: mécanismes et applications

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Description

Cette séance de cours explore les défis de la réalisation de polymères à dispersion étroite grâce à la polymérisation par étapes conventionnelles et au concept de polymérisation par étapes vivantes. Il traite de l'évolution linéaire du poids moléculaire, de la fonctionnalité finale et de l'ampleur de la distribution du poids moléculaire dans les polymérisations vivantes. La présentation se penche sur la synthèse et le contrôle des architectures polymères, l'effet substituant dans la polycondensation de la croissance en chaîne et le transfert du catalyseur en polymérisation. Diverses approches et techniques pour réaliser des procédés de polymérisation contrôlée sont examinées, y compris la croissance en chaîne initiée en surface et le développement du poids moléculaire dans les polymérisations en chaîne et en étape. La séance de cours se termine en décrivant les objectifs d'apprentissage liés à la compréhension des mécanismes et des applications de la polymérisation par étapes vivantes.

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Concepts associés (41)

vignette|Fibres de polyester observées au Microscopie électronique à balayage. vignette|La fabrication d'une éolienne fait intervenir le moulage de composites résines/renforts. Les polymères (étymologie : du grec polus, plusieurs, et meros, partie) constituent une classe de matériaux. D'un point de vue chimique, un polymère est une substance composée de macromolécules et issue de molécules de faible masse moléculaire. Un polymère est caractérisé par le degré de polymérisation.

La polymérisation vivante est une polymérisation en chaîne où les centres actifs sont pérennes. Cela implique l'absence de réactions de transfert de chaîne ou de terminaison. Cette propriété particulière est notamment utilisée pour synthétiser des copolymères à blocs. La polymérisation vivante peut être : une polymérisation ionique vivante : une : ou NMP de l'anglais nitroxide-mediated (radical) polymerization ; Polymérisation radicalaire par transfert d'atomes ou ATRP de l'anglais atom-transfer radical polymerization ; Utilisation d’agents de fragmentation réversible ou RAFT polymerization de l'anglais reversible-addition-fragmentation chain-transfer polymerization.

vignette|Le latex de ce ballon de baudruche est synthétisé par polymérisation. vignette|Structure du UHMWPE, un haut polymère avec n supérieur à . La polymérisation désigne la réaction chimique ou le procédé par lesquels des petites molécules (par exemple des hydrocarbures de deux à dix atomes de carbone) réagissent entre elles pour former des molécules de masses molaires plus élevées. Les molécules initiales peuvent être des monomères ou des pré-polymères ; la synthèse conduit à des polymères.

La polymérisation (par voie) radicalaire est un processus de polymérisation en chaîne qui, comme son nom l'indique, fait intervenir comme espèce active des radicaux. Elle fait intervenir des réactions d'amorçage, de propagation, de terminaison et de transfert de chaîne. Le site actif qui propage est un radical possédant une structure quasi plane au carbone terminal qui porte l'électron non apparié. L'assemblage du maillon suivant peut alors se faire par-dessus ou dessous aléatoirement.

La polymérisation anionique est un type de polymérisation ionique dans lequel le centre actif est de nature anionique. Elle est constituée de l'amorçage, la propagation, éventuellement de transfert et de terminaison. Les monomères concernés sont ceux qui possèdent des groupements électro-attracteurs. Ce mode de polymérisation est utilisé avec les alcènes substitués comme le méthylpropène. La réaction de propagation est la suivante (pour le méthylpropène): R− + CH2=C(CH3)2 → R-CH2-C−(CH3)2 La polymérisation anionique présente un certain nombre de difficultés.