Comment fabriquer des molécules géantes appelées polymères ?

Comment fabriquer des molécules géantes appelées polymères ?
1. Polymère
Un ______________ est une molécule géante (macromolécule), formée par la répétition d’un groupement d’atomes
appelé ________ : il est obtenu par ______________ de ______________.
Les ______________ sont formés par l’enchaînement d’une ou plusieurs molécule de base servant à la synthèse du
polymère, appelée ______________.
Les motifs se raccordent par ______________ au cours d’une réaction chimique de type ______________,
______________.
Le nombre de motif répété dans une macromolécule s’appelle _____________________________ noté DP ou n. Il
permet de déterminer la masse moléculaire moyenne du polymère :
2. Polymères obtenus par polyaddition
La ______________ est l’addition en chaîne d’un grand nombre de monomères ______________, au cours de
laquelle il y a ______________ des liaisons doubles carbone-carbone et formation de liaisons simples (ex : le PVC,
polyéthylène, polystyrène…)
Exercice :
1. Ecrire l’équation de polyaddition du PVC (Monomère : chlorure de vinyle (ou chloroéthylène) CH2=CH-Cl) et
l’équation de polyaddition du polyéthylène (Monomère : éthène CH2=CH2)
2. Connaissant le motif du polystyrène obtenu par polyaddition, retrouver la formule
monomère utilisé pour la synthèse du polystyrène.
du
3. Polymères obtenus par polycondensation
La ______________ est une polymérisation qui s’effectue entre des monomères ______________, au cours de cette
réaction il y formation de polymère avec ______________ de petites molécules.
Les polyamides (nylon) :
En faisant réagir une diamine avec un diacide ou un dichlorure d’acyle, on obtient un polyamide par polycondensation,
avec élimination d’une molécule d’eau ou de chlorure d’hydrogène.
Exercice : écrire l’équation de la réaction de synthèse du nylon (voir TP):
Les polyesters (tergal) :
En faisant réagir un dialcool avec un diacide, on obtient un polyester par polycondensation, avec élimination d’une
molécule d’eau :
Exercice : écrire l’équation de la réaction de synthèse du tergal :
Les monomères sont l’acide téréphtalique
et l’éthylène glycol C2O2H6:
A la maison : Exercices 5, 6 p 34 et 13 p 36
4. Propriétés des polymères
Activité documentaire : le géotextile
Liaisons intermoléculaires :
Les chaînes d’un polymère peuvent être reliées entre elles soit par des liaisons
______________ (liaison forte) soit par des liaisons de faible intensité, liaison
______________, comme la liaison ______________ : elle s’observe entre un
atome d’oxygène ou d’azote d’une molécule et un atome d’hydrogène d’une
molécule voisine. Cette interaction ______________ donne à la matière une plus
grande ______________.
A la maison : ex 2 page p 34
Propriétés thermiques :
Les thermoplastiques : PVC, polyamide, polyester, polystyrène…
Leurs chaines à structure linéaire sont reliées par des liaisons ______________. Ils peuvent se ramollir sous
l’effet de la chaleur par ______________ de ces liaisons faibles : ils deviennent alors souples et malléables et
prennent une nouvelle forme lors du refroidissement.
Les thermodurcissables : bakelite (ex : poignée de casserole)
Les chaines sont reliées par des liaisons ______________ leur donnant une structure réticulée
(tridimensionnelle). Ils vont prendre une forme ______________ lors de leur fabrication et ne
pourront ni être refondus ni remodelés.
Les elastomères : caoutchouc, silicone…
Ils sont soit thermodurcissables soit thermoplastiques
Propriétés mécaniques :
Les ______________ sont souvent rigides et cassants tandis que les ______________ et les ______________
possèdent une résistance thermique qui diminue quand la température s’élève.
Structure ______________ : l’arrangement des chaines est désorganisée (comme un plat de spaghettis cuits !) : le
matériau est résistant aux chocs, malléable et plastique
Structure ______________: l’arrangement des chaines est localement organisé et ordonné. Le matériau est plus rigide
et plus cassant (spaghettis crus)
Recyclage :
Tous les polymères ______________ (80 % des matières plastiques utilisées) sont recyclables.
A la maison : ex 10 page 35
Animation : http://www.physique-appliquee-renaudeau.net/
Exercice :
Ce qui donne à élasthanne ses propriétés spéciales est le fait qu'il a certains blocs souples et d’autres durs dans ses
motifs constitutifs. Le motif est le suivant :
O
O
O
[
O
]
CH2
(O CH2 CH2 )x O C N
N C O
N C N N C N
n
La chaîne courte, en général longue
H
H
H H
H
H
d'environ quarante motifs est molle et
Segment
caoutchouteuse.
caoutchouteux
Segment rigide
La seconde partie du motif est extrêmement rigide et permet aux différentes chaînes de s'agglomérer et s'aligner
pour former des fibres. Bien sûr, ce sont des fibres particulières, puisque les domaines fibreux formés par les groupes
rigides sont liés par les sections caoutchouteuses
1. Comment sont nommées les liaisons entre les atomes dans cette molécule ?___________________________
2. Ecrire la formule brute du motif qui donne les propriétés élastiques au fil : _____________________________
Des liaisons hydrogène se développent entre un atome hydrogène porté par un atome N et un autre groupement
moléculaire contenant un atome fortement électronégatif (O) :
[
O
O
(O
)
CH2 CH2 x O
C N
CH2
H
[
N
)
CH2 CH2 x O
CH2
H
[
N
)
CH2 CH2 x O
H H
H
CH2
N
H
H H
3. Mettre une croix dans le tableau si la réponse est satisfaisante :
Les liaisons hydrogène entre molécules sont sur le segment caoutchouteux
Les liaisons hydrogène entre molécules sont avec un atome d’oxygène
Les liaisons hydrogène entre molécules sont avec un atome d’azote
Les liaisons hydrogène entre molécules sont responsables de l’élasticité
n
H
O
H
]
N C O
O
C N N C N
n
H
O
H
]
N C O
O
O
C N
H
C N N C N
H
O
(O
H H
O
C N
O
C N N C N
H
O
(O
O
]
N C O
H
n