Monomère

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En chimie, un monomère est une substance le plus souvent organique utilisée dans la synthèse des oligomères et des polymères au cours d'une réaction d'oligomérisation ou de polymérisation[1]. Le mot monomère vient du grec monos, un seul ou une seule, et meros, partie.

En biologie, un monomère (ou sous-unité) est l'élément constitutif des protéines multimériques telles l'hémoglobine. L'agencement des monomères les uns par rapport aux autres est décrit par la structure quaternaire de la protéine.

Cet article s'intéresse aux monomères selon leur définition en chimie.

Fonctionnalité des monomères[modifier | modifier le code]

Un monomère peut contenir une ou plusieurs fonctions chimiques susceptibles de participer à la réaction de polymérisation. Chaque groupe fonctionnel d'une molécule de monomère contient un ou plusieurs sites réactifs (ou sites actifs) capables de former une liaison chimique avec une autre molécule de monomère. La fonctionnalité d'un monomère est égale au nombre de sites réactifs que comporte chacune de ses molécules[2].

  • Si la fonctionnalité des monomères est égale à deux, on parle de monomères bifonctionnels. La polymérisation fournit des polymères linéaires (monodimensionnels) ou cycliques (macrocycles).
Exemple : la molécule de chlorure de vinyle (nom systématique : chloroéthène) possède deux sites réactifs :
site réactifPVC.PNGsite réactif
La double liaison peut s'ouvrir pour former deux liaisons carbone-carbone simples avec deux autres molécules de chloroéthène, ce qui conduit à la formation d'une molécule de poly(chlorure de vinyle).

Nombre de monomères impliqués dans une polymérisation[modifier | modifier le code]

Une polymérisation ayant lieu avec un seul type de monomère s'appelle une homopolymérisation et donne un homopolymère.

Une polymérisation ayant lieu avec au moins deux types de monomères s'appelle une copolymérisation et donne un copolymère. Les monomères utilisés lors d'une copolymérisation sont appelés comonomères[3]. La copolymérisation peut donner :

  • un copolymère, lorsque ce n'est pas spécifié, issu de la copolymérisation de deux comonomères ;
  • un terpolymère, issu de la copolymérisation de trois comonomères ;
  • un quaterpolymère, issu de quatre comonomères.

Classification des monomères[modifier | modifier le code]

Selon leur origine, les monomères peuvent être synthétiques ou naturels. Les principaux monomères naturels sont :

Selon leur composition, les monomères peuvent être :

Selon leur état physique, les monomères peuvent se présenter à température ambiante à l'état :

  • solide - poudre ;
  • liquide : dans ce cas le monomère (exemple : le styrène) peut servir à diluer une résine polyester pour la rendre liquide (présente de 5 à 50 % en masse) pour faciliter le laminage de matériel composite ;
  • gazeux : dioxyde de carbone, dioxyde de soufre.

Monomères utilisés en polymérisation radicalaire[modifier | modifier le code]

Le tableau suivant classe les monomères utilisés en polymérisation radicalaire du plus réactifs au moins réactifs. Cette réactivité diminue avec l'augmentation de l'encombrement stérique.

Monomère Formule Exemples de monomères Exemples de polymères
Non substitué CH2=CH2 Éthylène PE
Mono-substitué CH2=CHR Propylène, styrène, chlorure de vinyle, fluorure de vinyle La majorité des polymères résultants de polymérisation radicalaire : PP, PS, PVC, PVFetc.
1,1- di-substitué CH2=CRR/ 1,1-dichloroéthène, 1,1-difluoroéthène PVDC, PVDF
1,2- di-substitué CHR=CHR/
Tri-substitué CHR=CR/R//
Tétra-substitué CRR/=CR//R/// Tétrafluoroéthylène, chlorotrifluoroéthylène PTFE, PCTFE

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Dans cet article, les définitions d'oligomérisation, de polymérisation, d'homopolymérisation et de copolymérisation proviennent du Glossaire des termes de base en science des polymères
  2. Jean-Pierre Mercier, Philippe Godard, Chimie organique - Une initiation, PPUR 1995, p. 240-241 (ISBN 2-88074-293-5). Pour la dénomination « sites actifs », voir par exemple : [PDF] Georges Mazura, Les matières plastiques, Bulletin de l'union des physiciens, no 790, vol. 91, janvier 1997, p. 93-94.
  3. (en) Définition de comonomer sur le Wiktionary.
  4. (en) The University of Southern Mississippi
  5. Inoue, S.; Koinuma, H.; Tsuruta, T. Polym. Lett., 1969, 7, 287
  6. (en) [PDF] Wouter J. van Meerendonk, CO2 as a Monomer for the Phosgene-free Synthesis of New Polycarbonates, 2005
  7. (en) R.E. Cais, J.H. O'Donnell, F.A. Bovey, Copolymerization of Styrene with Sulfur Dioxide. Determination of the Monomer Sequence Distribution by Carbon-13 NMR, Macromolecules, 1977, 10 (2), p. 254-260, DOI:10.1021/ma60056a008, mars 1977, sur ACS Publications

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]