Les Polymères


Ces molécules inconnues qui sont partout autour de nous



Note : ce document est un document de vulgarisation, je me permettrais quelques raccourcis et utiliserais quelques mots de vulgarisation, que les spécialistes du domaine ne m’en veuillent pas !

Les poly-quoi ? Jamais entendu parlé, ça ne doit pas être important. Si je vous dis « plastique », « élastique », « tissus », « papier », ça vous parle plus ? Eh bien tous ces matériaux sont des polymères.
Quelle serait notre vie sans les polymères ? Nous serions tous nus, les maisons n’auront plus que les murs et le sol, les voitures rouleraient sur les jantes, etc. Pourquoi ? Voyons cela plus en détail, mais avant quelqu’un demande la parole :
- PVC : Bonjour, je suis le PVC, Poly(Chlorure de Vinyle), je sais je devrais m’appeler PCV mais on utilise mon nom anglais (PolyVinylChloride).
-
Moi : Bonjour PVC, tu as quelque chose à nous dire ?
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PVC : Oui, on dit que moi et mes copains nous polluons l’environnement, mais ce n’est pas vrai. Moi je ne pollue pas, ce sont les humains qui nous jettent n’importe où qui polluent l’environnement. Si on me mettait dans la poubelle de recyclage (jaune), ou à la rigueur dans la poubelle de déchets banaux (noire), je ne polluerais pas. Est-ce que l’on dit que les métaux (canette, chaise, table, étagère, etc.) polluent l’environnement si on les jette n’importe où et est-ce qu’on va les interdire ?
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Moi : Donc pour toi c’est un mauvais procès et il vaudrait mieux éduquer les humains à un comportement plus citoyen et respectueux de l’environnement.
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PVC : Tout à fait.
Revenons maintenant à nos moutons, pardon, nos polymères. Dans « polymère », il y a « poly » qui signifie « plusieurs » et « mère » qui signifie « part » et représente la molécule de base. Un polymère est donc un enchainement plus ou moins long d’une molécule de base.
Exemple : le polyéthylène est un enchaînement de molécules éthylène.S'il y a très peu de monomères c'est un liquide (n<20, type huile), s'il y a un peu de monomères c'est un solide mou (n<50, type bougie), et s'il y a beaucoup beaucoup de monomères c'est un solide (n>10 000, type film d'emballage).
Polyéthylène

Ils existent trois catégories de polymères :
Les polymères naturels : coton, lin, cellulose, etc.
Les polymères artificiels : acétate de cellulose, celluloïd, etc.
Les polymères synthétiques : polyamide, polyester, etc.
Voyons cela plus en détail.

Les polymères naturels


Ce sont des polymères que l’on trouve naturellement dans la nature. Ils sont utilisés tel quel, enfin presque, parce qu’en général il y aura des opérations de lavage, purification ou blanchiment.
Par exemple, le papier est issue de la cellulose des arbres (principalement), mais s’il n’était pas blanchi, le papier ne serait pas blanc. A noter qu’ici le terme « blanchiment » ne consiste pas à colorer en blanc mais à laver le polymère avec une solution spécial à base de peroxyde ou de dérivés chlorés par exemple, pour le purifier. Cette étape est très polluante.

Les polymères artificiels


Ce sont des polymères naturels qui sont modifiés chimiquement pour obtenir un nouveau polymère avec des propriétés différentes du polymère naturel dont il est issus.
Par exemple, le celluloïd qui sert à fabriquer les balles de tennis de table (ping-pong) est issus de la cellulose qui est modifié par nitration entre autre.

Les polymères synthétiques


Ce sont des polymères issus entièrement de la synthèse chimique, par polymérisation d’une molécule de base, appelée monomère.
Par exemple, le polystyrène est le résultat de la polymérisation du styrène.

Exemple de polymères


Maintenant que l’on en sait un peu plus sur les polymères, voyons quelques exemples et usages pour bien comprendre l’importance qu’ils ont pris dans notre vie.
Le Nylon® (marque déposée de Du Pont de Nemours) est un polyamide utilisé par exemple dans l’habillement ou pour les fils de pêche.
Le Tergal® (marque déposée de Rhodiaséta) est un polyester utilisé par exemple dans l’habillement.
La paraffine est un polyéthylène utilisé par exemple pour faire des bougies (polymérisation moyenne) ou des huiles lubrifiantes (polymérisation plus faible).
L’élastique, vous savez ce petit truc rond qui sert à attacher tout et n’importe quoi, est un polyisoprène, aussi appelé caoutchouc, soit naturel issu de la sève des hévéas, soit synthétique.

Parlons un peu d’écologie


Le PVC a très mauvaise publicité principalement à cause de sa teneur en chlore. Mais regardons les choses de plus près en le comparant au polyéthylène.
Le polyéthylène est un polymère composé d’une suite de monomère d’alcanes (l’éthane plus précisément). D’où vient ces alcanes ? Des forages pétroliers, il faut donc 100% de « pétrole » pour fabriquer le polyéthylène. Lors de sa combustion (par exemple quand on brule une bougie), il dégage de la vapeur d’eau (H2O) et du gaz carbonique (CO2).
Le PVC est un polymère composé d’une suite de monomère d’alcènes (le chloroéthène plus précisément). Ce monomère est synthétisé à partir de pétrole (43%) et de… sel de mer (NaCl, 57%), ce qui représente un avantage par rapport au polyéthylène. Lors de sa combustion (il n’est pas sensé être brulé dans un usage normal), il va dégager de l’acide chlorhydrique ce qui lui fait mauvaise réputation, mais si le cycle de vie est respecté, il est sensé être soit recyclé soit brulé dans des déchetteries qui sont équipées pour piéger tous les gaz nocifs avant que les vapeurs de combustion ne soient rejetés dans l’environnement.

Les polymères avec des performances étonnantes


Les vitres des fenêtres et des pare-brises de voiture sont généralement en verre, et comme tout le monde le sait, le verre ça casse ! Pour éviter que la vitre ne se brise en morceaux et risque de blesser des personnes proche de la vitre, on peut utiliser une vitre en verre feuilleté, c’est-à-dire une succession de couches de verre et de couches d’adhésif. La couche adhésive permet de maintenir entre eux les morceaux de verre pour éviter de blesser quelqu’un. Un adhésif ? C’est quoi un adhésif ? Eh bien je vous laisse deviner… oui un adhésif ou une colle est un polymère (acrylique, uréthane, époxy, silicone ou caoutchouc selon les utilisations désirées).
Pour éviter les risques du verre, on peut utiliser du Plexiglass® (marque déposée de Rohm and Haas) qui est un poly(méthacrylate de méthyle). Ses avantages sont une résistance à l’impact plus élever que le verre et en cas de choc important, il ne se brise pas en morceaux. Mais si on veut aller plus loin, on peut utiliser une vitre pare-balles. Cette vitre est composé de polycarbonate, un matériaux ultra-résistant, capable de résister à l’impact des balles.
Le silicone (le polydiméthylsiloxane est le plus courant) a aussi des propriétés étonnantes. Ce matériaux souple en faible épaisseur va laisser passer les gaz mais être barrière aux liquides. En forte épaisseur, un ou deux centimètres, il est isolant vis-à-vis de la chaleur.
Enfin, revenons aux adhésif avec la colle à base de cyanoacrylate, couramment appelée super glue, qui est une colle capable de coller quasiment tous les matériaux, de manière instantanée et avec une résistance incroyable.
J’ajouterais des photos dès que je les aurais retrouvées :-)

En conclusion


Les polymères ont une place importante dans notre vie et il ne faut pas bannir unilatéralement le plastique mais agir de façon réfléchie.
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