cours polymere 3

Document de cours MathSpé PC 2011 2012
3. Températures de changement d’état
3.1 Thermoplastiques et thermodurcissables
Les thermoplastiques, formés de macromolécules linéaires ou ramifiées, mais sans liaisons chimiques
entre elles, peuvent fondre si on les chauffe. Cette propriété est intéressante pour leur recyclage. Si TgTA =thermodurcissable
Les thermodurcissables, au contraire, ont une structure réticulée, ou réticulable par la chaleur. Le
chauffage ne permet pas de les fondre. Ils sont intéressants dans les applications à hautes températures
(queues de casseroles...)
Les thermoplastiques sont définis par deux températures : transition vitreuse, où le caractère cristallin
diminue brusquement quand la température augmente, et fusion, où le polymère devient plus ou moins
franchement liquide (ne pas oublier que c’est un mélange de molécules de différentes masses molaires, ça n’a
pas une fusion nette comme un corps pur).
Pour les polymères amorphes : qui n’ont qu’une T transition vitreuse : Si TgTA
=thermodurcissable
3.2 Température de fusion
Influence du monomère :
Si dans le motif restent des groupes susceptibles de s’associer par liaison hydrogène, les liaisons entre
les chaînes sont fortes et Tf élevée.
Exemple : Tf polyamides > Tf polyéthylène.
Si la chaîne principale porte des groupes latéraux volumineux, le rapprochement des chaînes est plus
difficile, elles se lient moins fortement.
Exemple : Tf du polyéthylène basse densité ramifié = 110-115°C,
Tf polyèthylène linéaire = 140°C.
Si la chaîne principale contient des fonctions flexibles (étheroxyde), l’empilement est moins facile et Tf
est plus faible
Document 9 : Evolution des températures de transition vitreuse et températures
de fusion
T(fusion) 140°C 110-115°C 255°C
Structure Polyéthylène linéaire
Polyéthylène ramifié
(basse densité)
Polyamide6,6
3.3 Transition vitreuse (présentée sur l’exemple le plus simple du polymère amorphe)
Définition
Quand on refroidit une matière « plastique » (polyéthylène, chewing-gum) il se produit un changement de
comportement vis-à-vis des contraintes mécaniques, et la substance devient cassante. C’est l’état vitreux. On
définit la température de transition vitreuse Tg comme la température en dessous de laquelle le polymère ne
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