Polymérisation
Les polymères sont des composés organiques dont les molécules sont composées de nombreuses unités égales qui se répètent en séquence et qui se forment par réaction de polymérisation à partir de substances plus simples (appelées monomères). Les produits polymères ont acquis une énorme importance industrielle au fil des ans, ils jouent en fait un rôle primordial dans la préparation des matières plastiques, des caoutchoucs, des fibres synthétiques et des revêtements protecteurs et adhésifs.
Il existe différents mécanismes de polymérisation, et chacun a besoin, en fonction de multiples variables, de certaines conditions nécessaires.
Il existe différents types de polymérisation, dont la classification peut être basée sur les mécanismes de réaction ou sur les phases mises en œuvre (polymérisation en masse, en solution, en suspension, en émulsion).
Une première distinction a été faite en 1929 par Wallace Hume Carothers en polymères d’addition et polymères de condensation, selon que la réaction de polymérisation ne produit respectivement que le polymère ou aussi un composé de faible poids moléculaire (par exemple de l’eau), appelé « condensat ».
Plus tard, en 1953, Paul Flory distingua les polymères en fonction du mécanisme de réaction. Le processus d’assemblage des polymères se fait à travers deux mécanismes chimiques possibles :
- polymérisation en chaîne (en anglais chain polymerization)
- polymérisation par étapes (en anglais step polymerization).
Les polymères obtenus par polymérisation en chaîne sont généralement des polymères d’addition tandis que ceux qui sont obtenus par polymérisation par étapes sont généralement des polymères de condensation. Il existe toutefois des exceptions : le polyuréthane, par exemple, est un polymère d’addition, mais sa production est réalisée par polymérisation par étape. Les classes de polymères selon la classification de Carothers et selon la classification de Flory ne coïncident donc pas.
Polymérisation par addition : avec ce procédé, des polymères sont obtenus par addition successive d’un monomère à l’autre selon une modalité répétitive. Dans cette réaction, aucune molécule simple n’est éliminée, seul un réarrangement d’atomes se produit.
La polymérisation par addition peut concerner deux monomères différents ou plus, obtenant ainsi des copolymères.
Polymérisation par condensation : deux monomères ou plus réagissent pour former une nouvelle liaison, et des molécules simples (telles que H2O, NH3, HCl) sont éliminées dans la réaction ; la composition du polymère est donc différente de celle des produits de départ (contrairement au cas de la polymérisation par addition).
Polymérisation en chaîne : la réaction est déclenchée par une espèce chimique active (radical, carbocation ou carbanion), appelée initiateur. L’initiateur ajoute récursivement une molécule de monomère à lui-même, déplaçant le centre de réactivité au bout de la chaîne au fur et à mesure qu’elle grandit.
Le processus de production de la chaîne polymère est divisé en trois phases : activation, propagation et terminaison.
Un exemple de polymère obtenu par polymérisation en chaîne est le polyéthylène.
Polymérisation par étapes : elle se fait entre des espèces chimiques ayant deux extrémités réactives ou plus (groupes fonctionnels), qui sont donc capables de se lier les unes aux autres. De longues chaînes se forment en joignant des chaînes plus courtes.
Un exemple de polymère produit par polymérisation par étape est le nylon.
AMARC produit des étuves servant à la polymérisation de poudres, vernis, résines et revêtements, et cette réaction se fait à travers la circulation d’air chaud à l’intérieur de l’étuve.
Les étuves produites par AMARC peuvent être personnalisées en termes de dimensions, de températures d’utilisation, de cycles thermiques, de circulation forcée (la masse d’air chaud est canalisée dans la chambre de l’étuve et acheminée par des déflecteurs réglables, de manière à permettre un flux optimal) et possibilité de polymérisation en cycle continu.
Un panneau électrique et les instruments s’y rattachant permet, tout d’abord, de programmer, puis de maintenir et de vérifier qu’à l’intérieur de la chambre advient ce qui a été défini. Le système informatique permet également à l’étuve d’être connectée aux systèmes de l’usine, avec un contrôle en temps réel du processus de polymérisation et signaux d’alerte en cas de dysfonctionnement.
