Que sont les polymères thermoplastiques ?

Pour comprendre ce que sont les polymères thermoplastiques, la structure des polymères aidera. Une caractéristique de la structure de la molécule de polymère est la répétabilité des monomères qui sont polymérisés dans le composé. En bref, la structure du polymère peut être représentée par la formule: 2 radicaux à courte durée de vie du groupe méthylène sont polymérisés, créant un monomère d’éthylène fort (CH2 = CH2). Plusieurs monomères identiques sont également capables de créer une liaison forte, mais pas double.

n monomères peuvent participer à la polymérisation (leur nombre varie de 1 à plus de 1000), alors la formule de l’élément résultant sera représentée comme suit: (CH2-CH2) n est la formule du polymère le plus simple – le polyéthylène. Si un type de monomère est impliqué dans la structure du polymère, c’est un homopolymère, si deux types ou plus sont impliqués, c’est un copolymère.

Polymères: propriétés et classification

La classification la plus courante des polymères selon leur composition :

• organique de haut poids moléculaire;
• organoélément;
• poids moléculaire élevé inorganique.

Classification des polymères par origine :

• origine naturelle, dans l’environnement naturel des polymères naturels (fondamentaux sous cette forme sont les polymères protéiques, où le monomère est un acide aminé, les polysaccharides);
• origine artificielle dans les substances macromoléculaires – substances naturelles modifiées chimiquement (c’est ainsi que le plastique est fabriqué à partir de cellulose);
• obtenu synthétiquement par polymérisation ou polycondensation de différentes structures et longueurs. La propriété et l’application du polymère dépendent de la longueur de la chaîne .

Les monomères peuvent être localisés dans l’espace de différentes manières, d’où les différences de structures. Elle peut être :

• linéaire;
• escalier;
• spatial.

Regardez une vidéo sur ce que sont les polymères.

La structure linéaire peut être une chaîne droite, s’étirant en zigzag ou en spirale. Les sections de la chaîne sont répétées et fermement connectées entre des sections similaires de la même chaîne.

Le trait caractéristique de la première structure est la possession de flexibilité. D’où la particularité des produits – élasticité élevée et faible instabilité de la structure à basse température, il n’y a pas de fragilité, de fragilité au froid. (Par exemple, polyéthylène).

La deuxième structure implique deux chaînes liées chimiquement l’une à l’autre. Propriétés de ce type de polymères: Rigidité, endurance aux hautes températures et insolubilité dans les solvants organiques.

Un composé spatial est formé non pas de petits monomères, mais de molécules entières transversalement. Extérieurement, cette structure ressemble à une grille avec des cellules de différentes tailles. La rigidité et la résistance à la chaleur à cet égard sont bien supérieures à celles d’une structure linéaire.

Les polymères et leurs caractéristiques

Lorsqu’elles sont chauffées, différentes substances se comportent différemment. Certains ont une réaction thermodurcissable. La structure linéaire initiale, sous l’influence de la température élevée, transforme la structure en une structure spatiale, devenant une substance solide, conservant une dureté élevée à l’avenir. Le composé résultant ne peut pas être fondu et dissous. Les joints résultants ne sont pas soumis à un réchauffage. Leurs exemples sont diverses résines, époxy, phénol-formaldéhyde, etc.

Contrairement aux composés thermodurcissables, les composés thermoplastiques peuvent être chauffés plusieurs fois. A chaque fois qu’ils fondent en refroidissant, ils se solidifient à nouveau. La raison en est leur structure originale. Une connexion linéaire n’est pas alourdie par des liaisons chimiques fortes. Le chauffage détruit les liaisons faibles existantes et, une fois refroidies, elles sont restaurées dans leur forme précédente ou modifiée.

Une substance à caractère thermoplastique (par exemple, polyéthylène, polyamide, polystyrène, etc.) devient amorphe lorsqu’elle est chauffée, voire liquide lorsque la température est élevée. Cette propriété est souvent utilisée pour le moulage par injection, l’extrusion, l’extrusion, le soufflage, pour fusionner plusieurs pièces par soudage.

Polymères thermoplastiques

En pratique, la capacité à devenir liquide ou mou à tout moment est appliquée très efficacement. Mais pour que le processus se déroule sans difficulté, il est nécessaire de comprendre la température de décomposition thermique de la substance. Pour différents polymères, c’est différent, cela dépend directement de la structure de la molécule de la substance.

Pour l’efficacité du processus d’adoucissement, des technologies sont utilisées qui réduisent la faible viscosité de la substance ou augmentent la température de réduction en conduisant le processus dans des pièces avec un gaz inerte.

Le thermoplastique est capable de gonfler et de se déchiqueter dans le solvant. La raison est la même – la structure linéaire de sa molécule et sa grande taille. Lorsque le solvant s’évapore, la structure moléculaire du thermoplastique reprend sa forme originale. Cette propriété est utilisée dans la création de la colle, un composant liant du mastic, des colorants à base de polymères.

Caractéristiques négatives des polymères ayant une caractéristique thermoplastique :

• faible résistance à la chaleur;
• fragilité accrue à basse température;
• fluidité accrue, à haute température;
• perte de propriétés lorsqu’il est exposé aux rayons ultraviolets;
• oxydation à l’air;
• dureté superficielle réduite.

Exemples d’application des propriétés thermoplastiques

Les thermoplastiques les plus populaires sur les chantiers de construction et à usage domestique sont les polyéthylènes, les polypropylènes et les polystyrènes.

La création de polyéthylène est possible lors de la polymérisation de l’éthylène. En maintenant la pression à un niveau élevé, le gaz pétrolier est traité à très haute température ou le produit pétrolier extrait est hydrolysé. Pour le processus, il est important de maintenir le degré Celsius optimal, d’ajouter une substance favorisant le processus et d’introduire de l’oxygène.

Caractéristiques négatives du polyéthylène :

Produits utilisés dans la vie quotidienne – tuyaux, films, isolation électrique, acoustique, thermique, etc., autres polymères et plastiques.

Le polypropylène est obtenu par polymérisation gazeuse à l’aide d’un solvant. Plus dur et plus résistant que le polyéthylène, mais devient déjà cassant à – 20. Il est utilisé sous forme de bitume, de caoutchouc. Et le polystyrène est obtenu à partir de styrène et est utilisé comme couche d’isolation thermique, pour créer des carreaux de parement et de petits raccords. Dans des variantes avec des solvants, des adhésifs peuvent également être obtenus.