Klassificering af en polymer

I henhold til deres oprindelse

• Naturlige polymerer : biopolymerer  : disse er polymerer dannet af levende organismer;
• Kunstige polymerer: disse polymerer opnås ved kemisk modifikation af en naturlig oprindelsespolymer:
  • plante: det cellulose er afledt bl.a. træ og bomuld og derefter omdannet til celluloseestere , celluloseethere ,  etc.  ;
  • dyr: kasein fra mælk blandet med formaldehyd giver Galalith ,
• Syntetiske polymerer: polymerer fremstillet ved polymerisation af monomere molekyler  : polystyren , syntetisk polyisopren ,  etc.

I henhold til den kemiske sammensætning af deres skeletkæde

En polymer kan være:

• økologisk ;
• uorganisk: uorganiske polymerer er polymerer, hvis rygrad ikke indeholder carbonatomer;
• hybrid: Hybridpolymerer er polymerer, der inkluderer organiske og uorganiske forbindelser.

En polymer kan også være:

• homokæder: en homokæde-polymer har en hovedkæde bygget med atomerne i et enkelt element;
• hetero-kæder: en hetero-kædepolymer har en hovedkæde bygget med atomer af mere end en type element.

Eksempler på organisk carbon - carbon- homokæde- polymerer:

• De polyolefiner (eller polyalkener)
• polymer polyalkadiener af diener  :
  • den polybutadien (BR) og dets copolymerer  : hydroxytelechelic polybutadien (HTPB), poly (acrylonitril-co-butadien) (NBR, "nitrilgummi"), poly (styren-co-butadien) (SBR), poly (styren-block- butadien) (SBS), poly (acrylonitril-co-butadien-co-styren) (ABS),
  • syntetisk polyisopren (IR), polychloropren (CR), poly (styren-co-acrylonitril) (SAN), polyacetylen (PAC), poly (isobuten-co-isopren) (IIR, "butylgummi"),
• akrylpolymerer  :
  • polyacryler  : [(ROCO) CHCH 2 ] n  : poly ( acrylsyre ) (PAA), polyacrylater , polyacrylamid (PAM), poly (alkylacrylater) (poly (methylacrylat) (PMA), poly (acrylat) ethyl) (PEA poly (butylacrylat) (PBA)),
  • polymethacrylics  : [(ROCO) C (Me) CH 2 ] n  : poly ( methacrylsyre ) (PMA) og polymethacrylater ,
• vinyl polymerer  :
  • polyvinylethere: [ROCHCH 2 ] n  : polyvinylmethylether (PMVE), polyvinylethylether, polyvinylisobutylether,
  • polyvinylalkoholer: polyvinyl alkohol (PVAL) [HOCHCH 2 ] n ,
  • polyvinyl ketoner: [RCOCHCH 2 ] n  : polyvinylmethylether keton,
  • halogenerede polyvinyler: [CR 2 CR 2 ] n med R eventuelt være en H eller en X ( halogen ):
    • chlorerede polyvinyler  : poly (vinylchlorid) (PVC), superchlorerede poly (vinylchlorid) (PVC-C), poly (vinylidenchlorid) (PVDC),
    • fluorerede polyvinyler  : polytetrafluorethylen (PTFE), poly (vinylfluorid) (PVF), poly (vinylidenfluorid) (PVDF), ethylentetrafluorethylen (ETFE), perfluoralkoxy (PFA),
  • nitril polyvinyler: polyacrylnitril (PAN) [NCCHCH 2 ] n ,
  • polyvinylestere: [RCOOCHCH 2 ] n  : poly (vinylacetat) (PVAc),
  • polyvinyl acetaler  : poly (vinylbutyral) (PVB), poly (vinylformal), poly (vinylacetal),
  • polyvinylpyridin ,
  • polyvinylpyrrolidon (PVP),
• de styreniske polymerer ,
• polyarylènealkylener  : [Ar- (CH 2 )] n …

Eksempler på hetero-carbon- heteroatom organiske polymerer  : de mest kendte familier af polymerer er anført nedenfor i henhold til den funktionelle gruppe, der udgør deres skeletkæde:

• ilt  : polyethere , polyestere , polycarbonater , polyanhydrider  ;
• nitrogen  : polyaminer, polyiminer , polyamider , polyurinstoffer , polyimider  ;
• ilt-nitrogen: polyurethaner  ;
• ilt-svovl: polysulfoner ...

Ifølge deres gennemsnitlige molære masse

For at en polymer skal have interessante mekaniske egenskaber, skal dens gennemsnitlige molære masse nå og overstige en bestemt kritisk værdi. Denne værdi afhænger af polymerens beskaffenhed, men den er ca. mellem 2000 og 10.000  g / mol . Under denne værdi taler vi om en oligomer .

I henhold til antallet af gentagne enheder

• De homopolymerer  : de er polymerer sammensat af en enkelt type repetitionsenhed . Tilstedeværelsen af en enkelt enhed oftest resulterer fra polymerisation af en enkelt type monomer  : polyethylen , polystyren ,  etc.
• De copolymerer  : de er polymerer består af mindst to typer af gentagelsesenheder. Disse materialer har fysisk-kemiske og mekaniske egenskaber, der er mellemliggende med dem, der opnås på de tilsvarende homopolymerer: ABS osv.

I henhold til deres termomekaniske egenskaber

• Termoplastiske polymerer  : disse er lineære polymerer (eller endimensionalt) , som stammer fra polymerisation af to- værdsatte monomerer . De monomere enheder er kovalent bundet. De bliver formbare, når de opvarmes, hvilket gør det muligt for dem at blive formet .
• Polymerer, der er termohærdende  , hærder så irreversible under påvirkning af varme og / eller ved tilsætning af et reagens, kovalente bindinger udvikles i tre dimensioner, er polymerer dimensionelle .
• Elastomere  : afhængigt af typen af tværbinding klassificeres elastomerer i to familier:
  • termohærdende elastomerer  : lav tværbinding med kovalente bindinger;
  • termoplastiske elastomerer (TPE): lav tværbinding med ikke-kovalente bindinger som hydrogenbindinger .

I henhold til arkitekturen i deres kæde

I henhold til typen af ​​kæde af gentagne enheder kan polymerer klassificeres i:

• lineære polymerer;
• forgrenede polymerer  ;
• tværbundne polymerer .

I henhold til deres fysiske tilstand

En polymer kan være til stede ved stuetemperatur i væske (mere eller mindre viskøs) eller fast tilstand.

I henhold til deres krystallinitet

• Amorfe polymerer  : det hyppigste tilfælde.
• Halvkrystallinske polymerer .

Den følgende tabel sammenligner disse to familier af polymerer.

Indstillinger	Amorfe polymerer	Halvkrystallinske polymerer
Polymerstruktur	Uorganiseret: meget forgrenede kæder, uordnede eller i bolde	Organiseret: justerede, ordnede og symmetriske kæder
Mekaniske egenskaber	Holdes ved krybning og stød, vanskeligt at strække (korte fibre eller film)	Modstandsdygtighed over for dynamisk træthed, gode strømningsegenskaber (mulighed for at fremstille fibre og film)
Optiske egenskaber	Gennemsigtig, når den ikke er modificeret, indlæst eller farvet	Gennemsigtig eller uigennemsigtig
Termiske egenskaber	Gradvis blødgøring ved temperaturstigning	Interval smp. , Der muliggør en hurtig overgang fra fast eller pastaagtig tilstand til en flydende tilstand ved temperaturstigning
Kemiske egenskaber		God kemisk resistens, især over for kulbrinter og opløsningsmidler
Anvendelsesområde for temperatur	<eller> T v ( glasovergangstemperatur )	<T f ( smeltetemperatur )
Deformationstemperaturområde	> T v	> T f
Eksempler	PMMA , polycarbonat af bisphenol A, PS og dets copolymerer	PE , PPi , PA

I henhold til antallet af forbindelser mellem de indbyggede enheder

• Mono- køreledningsanlæg polymerer  : de tilstødende konstituerende enheder er forbundet til hinanden ved to atomer, en på den ene side og en på den anden side af hver bestanddel enhed.
• Dobbeltstrengede polymerer: tilstødende bygningsenheder er forbundet med hinanden med tre eller fire atomer, to på den ene side og en eller to på den anden side af hver bygningsenhed.
  • Spiran-polymerer: Tilstødende bygningsenheder er forbundet med hinanden med tre atomer, to på den ene side og en på den anden side af hver bygningsenhed.
  • Stigepolymerer: Tilstødende bygningsenheder er forbundet med hinanden med fire atomer, to på den ene side og to på den anden side af hver bygningsenhed.
• Flerstrengede polymerer ( n- kabler): Tilstødende bygningsenheder er forbundet med hinanden med mere end fire atomer, mere end to på mindst den ene side af hver bygningsenhed.

I henhold til aromatiteten af ​​deres skeletkæde

• Alifatiske polymerer  : fremstillet af alifatiske monomerer.
• Semi-aromatiske polymerer: fremstillet af en blanding af alifatiske og aromatiske monomerer.
• Aromatiske polymerer (polyaromater): fremstillet af aromatiske monomerer.

Forøgelsen af ​​aromatiseringen af ​​polymerer øger deres modstand:

• mekanisk: stød, slid, krybning , friktion  osv.  ;
• termisk:
  • reduktion i udvidelseskoefficient , dermed reduktionen i støbning krympning ,
  • forøget brandmodstandsdygtighed ,
  • stigning i glasovergangstemperaturen ,
  • stigning i nedbrydningstemperatur
• kemikalie: opløsningsmidler ...

Semiaromatiske polymerer har høje smeltetemperaturer , så deres behandling udføres ved højere temperaturer end dem, der anvendes til alifatiske polymerer.

Aromatiske polymerer har generelt ikke et smeltepunkt, hvilket gør deres behandling endnu vanskeligere.

I henhold til stereoselektivitet

Berører kun polymerer, der stammer fra kædepolymerisation . Polymerer kan have følgende taktik:

• Stereo-uregelmæssige eller ataktiske polymerer: substituenterne er placeret tilfældigt.
• Stereoregulære polymerer:
  • isotaktiske polymerer: alle substituenter er på den samme side af kæden;
  • syndiotaktiske polymerer: substituenterne er skiftevis fordelt på den ene side og den anden af ​​kæden.

I henhold til regioselektivitet

Berører kun polymerer, der stammer fra kædepolymerisation. Sekvensen af ​​mønstre kan gøres ved:

• Hoved til hale: CH 2 -CH-R - CH 2 -CH-R: det hyppigste tilfælde.
• hale til hale: R-CH-CH 2 - CH 2 -CH-R.
• Hoved til hoved: CH 2 -CH-R - R-CH-CH 2 .

Ifølge cis - trans isomerisme

Kun vedrører polymerer, der er resultatet af polymerisation af 1,3-diener. Polymererne kan være cis , trans eller en kombination af begge.

I henhold til deres ioniske ladning

• Ulastede polymerer: det hyppigste tilfælde.
• Ioniske polymerer .

I henhold til deres elektriske egenskaber

• Isolerende polymerer: det hyppigste tilfælde.
• Halvleder polymerer .
• Ledende polymerer .

I henhold til deres termiske egenskaber

• Varme- labile polymerer  : det hyppigste tilfælde.
• Termostabile polymerer .

I henhold til deres optiske egenskaber

• Uigennemsigtige polymerer.
• Gennemsigtige polymerer.
• Transparente polymerer: organiske briller: bisphenol A polycarbonat, polymethylmethacrylat.

Referencer

1. (i) "  biopolymerer  " Compendium of Chemical Terminology [ "  Gold Book  "], IUPAC 1997 korrigeret udgave online (2006-), 2 th  ed.
2. Serge Étienne, Laurent David, Émilie Gaudry, Philippe Lagrange, Julian Ledieu og Jean Steinmetz, "Materialer fra A til Z - 400 poster og eksempler at forstå", Dunod, 2008
3. [PDF] Ordliste over Basic Polymer Science Betingelser

Relaterede artikler

• Polymerisering
• Kemisk modifikation af en polymer
• Polymeriseringsproces