Modification chimique d'un polymère

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La modification chimique des polymères consiste en une modification de la nature des groupements réactifs portés par une chaîne polymère. La modification peut avoir lieu sur les groupes fonctionnels ou les insaturations en bout de chaîne, sur les chaînes latérales ou au niveau du squelette principal des polymères.

Buts[modifier | modifier le code]

Les principaux buts des modifications chimiques des polymères sont :

  • créer des polymères avec des propriétés spécifiques ;
  • fabriquer des polymères dont les monomères n'existent pas ou sont peu stables.

Processus[modifier | modifier le code]

La modification chimique des polymères peut avoir lieu avec une augmentation de la masse molaire du polymère (copolymérisation…), avec diminution de cette masse (dépolymérisation, dégradation des polymères, coupure de chaîne, etc.) ou sans variation de cette masse (quelques cyclisations, quelques réticulations, etc.).

Les principaux processus de modifications chimiques des polymères sont :

  • la cyclisation[1] : la cyclisation des polymères est une réaction chimique qui mène à :
    • la formation de cycles dans les chaînes polymères. La réaction de cyclisation a lieu quand il y a deux unités voisines qui peuvent réagir ensemble pour former des cycles. Exemples :
    • la transformation de tout le polymère en un seul cycle. La réaction de cyclisation a lieu quand il y a deux unités en bout de chaîne qui peuvent réagir ensemble pour former un cycle. Exemple : cyclisation du polydiméthylsiloxane ;
  • la fonctionnalisation[2] : la fonctionnalisation des polymères est l'introduction de groupes chimiques dans des polymères pour créer un produit avec des propriétés spécifiques ;
  • la copolymérisation qui a lieu par greffage (grafting onto) ou par rayonnement (grafting from) ;
  • la réticulation ;
  • la dépolymérisation : processus de conversion d'un polymère en un monomère ou en un mélange de monomères ;
  • la coupure de chaîne : réaction chimique entraînant la rupture de liaisons du squelette[3].

Exemples[modifier | modifier le code]

Les modifications chimiques des polymères peuvent avoir lieu en utilisant ou pas des réactifs de post-modification. Ces réactifs peuvent être :

Les polymères modifiés peuvent être naturels ou synthétiques.

Sans réactif de post-modification[modifier | modifier le code]

La modification chimique des polymères peut avoir lieu grâce à une augmentation de la température ou à la présence d’un catalyseur.

Modification des polymères synthétiques[modifier | modifier le code]

  • Cyclisation du polyacrylonitrile.
  • Cyclisation des polyalcadiènes ayant des diènes conjugués.

Réactifs de post-modification monofonctionnels[modifier | modifier le code]

Le polymère formé ne change pas d'architecture.

Modification des polymères naturels[modifier | modifier le code]

Modification des polymères synthétiques[modifier | modifier le code]

  • La modification chimique du poly(alcool vinylique) peut donner :
Exemple de modification chimique de la polyvinyleformamide pour donner la polyvinyleamine.

Réactifs de post-modification polyfonctionnels[modifier | modifier le code]

Ce type de molécule va provoquer une réticulation en reliant les groupes réactifs entre eux. On parle alors de post-réticulation.

Modification des polymères naturels[modifier | modifier le code]

Modification des polymères synthétiques[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  1. (en) « polymer cyclization », IUPAC, Compendium of Chemical Terminology (« Gold Book »), 2e  éd. (1997). Version corrigée en ligne :  (2006-).
  2. (en) « polymer functionalization », IUPAC, Compendium of Chemical Terminology (« Gold Book »), 2e  éd. (1997). Version corrigée en ligne :  (2006-).
  3. Dans cet article, les définitions de dépolymérisation et de coupure de chaîne proviennent du Glossaire des termes de base en science des polymères
  4. Qi H (2017) Platforms for Functionalization of Cellulose. In Novel Functional Materials Based on Cellulose (pp. 11-23). Springer, Cham. |résumé