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Polycondensation
Caroline De leener

2 ème candi chimie à l'université de Mons-Hainaut

novembre 2001 16:54

définition

Il s'agit d'une réaction au cours de laquelle un polymère se forme par condensation de blocs moléculaires ou à partir de monomères différents.

Ces réactifs étant porteurs de 2 (ou 3) groupements fonctionnels , cette réaction de proche en proche édifie progressivement de très longues chaînes.

deux cas peuvent se présenter :

a) les fonctions "antagonistes" (représentées par x ou y) peuvent être portées par des molécules différentes.

b) les fonctions "antagonistes" sont présentes aux deux extrémités d'une même molécule.

Produits formés

Les produits formés qui sont des "polycondensats" sont souvent appelés "polymères" , bien que cette expression n'est pas correcte puisqu'ils ne résultent pas d'une réaction de polymérisation.

deux types de produits peuvent être formés selon leur structure :

1) les produits à structure linéaire

ils sont thermoplastiques (lors d'une élévation de la température , les chaînes peuvent glisser les unes par rapport aux autres et elles acquièrent une certaine plasticité).

Ils servent principalement à la production de fibres textiles synthétiques .

2) les produits à structure tridimensionnelle

Ils sont thermodurcissables. En fait, un des réactifs possède 3 fonctions (ou sites réactionnels).

La réaction du réactif trifonctionnel par ses deux fonctions terminales forme d'abord des chaînes linéaires. Celles-ci sont ensuite réunies par des "ponts" qui s'établissent entre elles grâce à la fonction centrale.

Ce schéma est bidimensionnel, mais ces ponts peuvent aussi relier des chaînes ne se trouvant pas toutes dans un même plan, pour former un réseau en 3D.

Ils constituent des "résines " thermodurcissables, elles sont utilisées dans les colles, peintures,...

Application : La méthode SOL-GEL

La méthode SOL-Gel est une méthode très utilisée pour la préparation de membranes polymères, à base de polysiloxane par exemple.

Elle se fait à des températures relativement basses, ce qui diminue les pertes en réactifs et l'énergie mise en jeu.

Le précurseur utilisé dans cette méthode est un alcoxyde métallique : l'alcoxyde de silicium.

Par réactions d'hydrolyse et de condensation, cet alcoxyde conduit à la formation de réseaux tridimensionnels d'oxydes.

RÉACTION D'HYDROLYSE : Si-OR + H2O —> Si -OH + ROH

Par hydrolyse de l'alcoxyde, il y a formation de fonction silanol Si-OH. Cette réaction est faite en présence de l'alcool R-OH correspondant à l'alcoxyde de silicium afin d'homogénéiser la solution, car l'alcoxyde n'est pas miscible dans l'eau. La solution ainsi préparée est appelée SOL

RÉACTION DE CONDENSATION :

Il y a formation de liaison siloxane Si-O-Si

Si-OH + RO-Si —> Si-O-Si + ROH

Si-OH + HO-Si —> Si-O-Si + H2O

Par polycondensation, il y a formation d'un réseau tridimensionnel appelé Gel. La densité du matériau augmente par évaporation du solvant restant : on obtient un xérogel de formule générale SiO2.

Le passage du SOL au xérogel peut durer plusieurs semaines.

Il est important que le solvant s'évapore très lentement afin d'éviter la fragmentation des xérogels, rendant la membrane inutilisable.

Pour cela, la membrane est placée dans une capsule en Téflon recouverte d'un parafilm qui est progressivement percé par un, puis 2, puis 5 à 6 trous afin que la formation du réseau tridimensionnel se fasse lentement.

De plus, la fragilité des membranes est accrue lors de la densification du matériau à cause d'un phénomène de retrait.

Cependant, la méthode SOL-GEL, permet d'obtenir des xérogels constitués d'un réseau inorganique, rigide et indéformable, idéaux pour l'étude d'une électrode à membrane.

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