Polymère inorganique

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Les polymères inorganiques sont des polymères dont le squelette ne comporte pas d'atomes de carbone[1]. Les polymères, tels les polymères modifiés silane, comprenant des composants organiques et inorganiques sont nommés des polymères hybrides[2] ou polymères organo-minéraux[3],[4]. Un des exemples les mieux connus est le polydiméthylsiloxane. Il a un motif de répétition basé sur le silicium et l'oxygène : —[O-Si(CH3)2]n—.

Le polythiazyle (polymère de nitrure de soufre), de formule (SN)x, est, ce qui est hautement inhabituel, un polymère métallique supraconducteur à −272,89 °C[5].

Polymères naturels[modifier | modifier le code]

L'enchaînement covalent -Si-O-Si-O-Si-O- (appelé chaîne polysiloxanique), présent dans le polydiméthylsiloxane, est également la base de structures polymères inorganiques naturelles, uni-, bi- ou tridimensionnelles, dans la famille des silicates[6].

Les sites libres de la chaîne polysiloxanique, au lieu d'être occupés par des groupes organiques pour former des polymères hybrides, peuvent l'être par des atomes d'oxygène liés aux atomes de silicium de la chaîne par une liaison covalente polaire pour donner des macro-anions[7] qui s'associent à des cations minéraux (Na+, Mg2+, Al3+etc.) pour former des polymères minéraux, par exemple, avec les ions Mg2+, un pyroxène de formule [MgSiO3]n[3].

Les chaînes polysiloxaniques peuvent être également reliées entre elles par l'intermédiaire de liaisons covalentes polaires, ce qui conduit à la silice, macromolécule tridimensionnelle (SiO2)n[3],[8].

Le remplacement de certains atomes de silicium de la chaîne polysiloxanique par des atomes d'aluminium conduit à d'autres silicates polymères minéraux naturels, bi- ou tridimensionnels, les aluminosilicates.

Parmi les autres structures polymères minérales, il faut mentionner le diamant et le graphite[7],[8],[3].
1. Le diamant. Dans le réseau du diamant, chaque atome de carbone est entouré de quatre autres atomes de carbone. Ces tétraèdres s'enchaînent pour donner une macromolécule tridimensionnelle (C3D).
2. Le graphite a une structure en feuillets. Les atomes de carbone sont unis suivant un pavage hexagonal plan, l'ensemble formant une macromolécule bidimensionnelle (C2D).

Polymères synthétiques[modifier | modifier le code]

Exemples[modifier | modifier le code]

  • Certains polymères minéraux peuvent être produits par synthèse.
On en trouve par exemple dans une famille d'aluminosilicates appelés zéolithes.
Le silicium n'existe pas à l'état de corps simple dans la nature[7]. On peut produire par synthèse un silicium cristallin dont la structure est analogue à celle du diamant[3].

Polymérisation[modifier | modifier le code]

Les polymères sont formés, comme les polymères organiques, par :

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) « inorganic polymer », IUPAC, Compendium of Chemical Terminology (« Gold Book »), 2e éd. (1997). Version corrigée en ligne:  (2006-).
  2. (en) « hybrid polymer », IUPAC, Compendium of Chemical Terminology (« Gold Book »), 2e éd. (1997). Version corrigée en ligne:  (2006-).
  3. a, b, c, d et e Jean-Pierre Mercier, Gérald Zambelli, Wilfried Kurz, Traité des matériaux, vol. 1, 3e éd., Introduction à la science des matériaux, Presses polytechniques et universitaires romandes (1999), p. 93, 95, 96 (ISBN 2880744024) - Présentation en ligne - Lire en ligne.
  4. Hélène Goudket, Study of organic and organo-mineral dye-doped polymers - Application to integrated lasers, LCFIO, 27 juillet 2004
  5. (en) M. M. Labes, P. Love et L. F. Nichols, « Polysulfur nitride - a metallic, superconducting polymer », Chem. Rev., vol. 79, no 1,‎ 1979, p. 1–15 (DOI 10.1021/cr60317a002)
  6. Jacques Angenault, La Chimie – dictionnaire encyclopédique, 2e édition, Éditions Dunod, 1995 (ISBN 2100024973), p. 318, 510-516.
  7. a, b et c Maurice Bernard, Cours de chimie minérale , 2e éd., Premier cycle universitaire, Éditions Dunod (1994), p. 244, 248, 259, 261 (ISBN 2100020676).
  8. a et b Raymond Quelet, Précis de chimie, Tome 1 - Chimie générale, 9e éd., Presses universitaires de France, 1966, p. 188.

Article connexe[modifier | modifier le code]