Clasificarea unui polimer

După originea lor

• Polimeri naturali: biopolimeri  : aceștia sunt polimeri formați de organisme vii;
• Polimeri artificiali: acești polimeri sunt obținuți prin modificarea chimică a unui polimer natural de origine:
  • plantă: a celulozei este derivată, printre altele, de lemn și de bumbac și apoi convertiți în esteri de celuloză , eteri de celuloză ,  etc.  ;
  • animal: cazeina din lapte amestecat cu formaldehidă dă Galalith ,
• Polimerii sintetici: polimeri preparați prin polimerizarea de monomer molecule  : polistiren , poliizopren sintetic ,  etc.

Conform compoziției chimice a lanțului lor scheletic

Un polimer poate fi:

• organic;
• anorganici: polimerii anorganici sunt polimeri a căror coloană vertebrală nu conține atomi de carbon;
• hibrid: polimerii hibrizi sunt polimeri care includ compuși organici și anorganici.

Un polimer poate fi, de asemenea:

• homo-lanțuri: un polimer homo-lanț are un lanț principal construit cu atomii unui singur element;
• hetero-lanțuri: un polimer hetero-lanț are un lanț principal construit cu atomi de mai mult de un tip de element.

Exemple de polimeri organici - carbon homo-lanț :

• a poliolefinelor (sau polialchenele)
• polialcadienele polimerice ale dienelor  :
  • polibutadienă (BR) și săi copolimeri  : polibutadiena hydroxytelechelic (HTPB), poli (acrilonitril-co-butadienă) (NBR, "cauciuc nitril"), poli (stiren-co-butadienă) (SBR), poli (stiren-bloc- butadienă) (SBS), poli (acrilonitril-co-butadienă-co-stiren) (ABS),
  • poliizopren sintetic (IR), policloropren (CR), poli (stiren-co-acrilonitril) (SAN), poliacetilenă (PAC), poli (izobutil-co-izopren) (IIR, „cauciuc butilic”),
• polimeri acrilici  :
  • poliacrilice  : [(ROCO) CHCH 2 ] n  : poli ( acid acrilic ) (PAA), poliacrilate , poliacrilamidă (PAM), poli (alchil acrilate) (poli (metil acrilat) (PMA), poli (acrilat) etil) (PEA ), poli (butil acrilat) (PBA)),
  • polimetacrilice  : [(ROCO) C (Me) CH 2 ] n  : poli ( acid metacrilic ) (PMA) și polimetacrilate ,
• polimeri de vinil  :
  • polivinileteri: [ROCHCH 2 ] n  : polivinilmetil eter (PMVE), polivinil etil eter, polivinil izobutil eter,
  • polivinilalcooli: alcool polivinilic (PVAL) [HOCHCH 2 ] n ,
  • polivinil cetone: [RCOCHCH 2 ] n  : polivinilmetil cetonă,
  • polyvinyls halogenate: [CR 2 CR 2 ] n cu R fiind , eventual , un H sau un X ( halogen ):
    • polivinili clorurați  : poli (clorură de vinil) (PVC), poli (clorură de vinil) superclorurată (PVC-C), poli (clorură de viniliden) (PVDC),
    • polivinili fluorurați  : politetrafluoretilenă (PTFE), poli (fluorură de vinil) (PVF), poli (fluorură de viniliden) (PVDF), etilen tetrafluoretilenă (ETFE), perfluoroalcoxi (PFA),
  • polivinili nitrilici: poliacrilonitril (PAN) [NCCHCH 2 ] n ,
  • polivinilesteri: [RCOOCHCH 2 ] n  : poli (acetat de vinil) (PVAc),
  • polivinil acetali  : poli (vinil butiral) (PVB), poli (vinil formal), poli (vinil acetal),
  • polivinilpiridina ,
  • polivinilpirolidonă (PVP),
• a polimerilor stirenici ,
• poliarilenealchilene  : [Ar- (CH 2 )] n ...

Exemple de polimeri organici hetero-carbon- heteroatom  : cele mai cunoscute familii de polimeri sunt enumerate mai jos în funcție de grupul funcțional care constituie lanțul lor scheletic:

• oxigen  : polieteri , poliesteri , policarbonati , polianhidruri  ;
• azot  : poliamenele, polyimines , poliamide , poliuree , poliimide  ;
• oxigen-azot: poliuretani  ;
• oxigen-sulf: polisulfone ...

Conform masei lor molare medii

Pentru ca un polimer să aibă proprietăți mecanice interesante, masa sa molară medie trebuie să atingă și să depășească o anumită valoare critică. Această valoare depinde de natura polimerului, dar este aproximativ între 2000 și 10.000  g / mol . Sub această valoare, vorbim despre un oligomer .

În funcție de numărul de tip de unități repetate

• Cele homopolimerilor  : ele sunt polimeri compuse dintr - un singur tip de unitate repetitivă . Prezența unei singure unități , cel mai adesea rezultă din polimerizarea unui singur tip de monomer  : polietilenă , polistiren ,  etc.
• De copolimeri  : ele sunt polimeri compuse din cel puțin două tipuri de unități repetitive. Aceste materiale au proprietăți fizico-chimice și mecanice intermediare cu cele obținute pe homopolimerii corespunzători: ABS etc.

După proprietățile lor termomecanice

• Polimeri termoplastici  : aceștia sunt polimeri liniari (sau unidimensionali) , rezultați din polimerizarea monomerilor cu două valori . Unitățile monomer sunt legate covalent. Devin maleabile atunci când sunt încălzite, ceea ce le permite să fie modelate .
• Polimerii termorezistenți  se întăresc atât de ireversibili sub acțiunea căldurii și / sau prin adăugarea unui reactiv, legăturile covalente se dezvoltă în trei dimensiuni, sunt polimeri dimensionali .
• Elastomeri  : în funcție de tipul de reticulare , elastomerii sunt clasificați în două familii:
  • elastomeri termorezistenți  : reticulare redusă cu legături covalente;
  • elastomeri termoplastici (TPE): reticulare scăzută cu legături necovalente precum legături de hidrogen .

Conform arhitecturii lanțului lor

În funcție de tipul lanțului de unități repetate, polimerii pot fi clasificați în:

• polimeri liniari;
• polimeri ramificați  ;
• polimeri reticulati .

După starea lor fizică

Un polimer poate fi prezent la temperatura camerei în stare lichidă (mai mult sau mai puțin vâscoasă) sau solidă.

După cristalinitatea lor

• Polimeri amorfi  : cel mai frecvent caz.
• Polimeri semi-cristalini .

Tabelul următor compară aceste două familii de polimeri.

Setări	Polimeri amorfi	Polimeri semi-cristalini
Structura polimerului	Neorganizat: lanțuri foarte ramificate, dezordonate sau în bile	Organizat: lanțuri aliniate, ordonate și simetrice
Proprietăți mecanice	Ținut la fluaj și impact, dificil de întins (fibre scurte sau filme)	Rezistență la oboseală dinamică, proprietăți bune de curgere (posibilitatea de a face fibre și pelicule)
Proprietati optice	Transparent când nu este modificat, încărcat sau colorat	Translucid sau opac
Proprietati termice	Înmuiere treptată prin creșterea temperaturii	Interval p.t. îngust care permite o tranziție rapidă de la starea solidă sau pastoasă la starea fluidă prin creșterea temperaturii
Proprietăți chimice		Rezistență chimică bună, în special la hidrocarburi și solvenți
Gama de temperatură de utilizare	<sau> T v ( sticlă temperatură de tranziție )	<T f ( temperatura de topire )
Intervalul de temperatură de deformare	> T v	> T f
Exemple	PMMA , policarbonat de bisfenol A, PS și copolimerii săi	PE , PPi , PA

În funcție de numărul de legături dintre unitățile constitutive

• Polimeri monocatenari  : unitățile constitutive adiacente sunt conectate între ele prin doi atomi, unul pe o parte și unul pe cealaltă parte a fiecărei unități constitutive.
• Polimeri bicatenari: unitățile de construcție adiacente sunt conectate între ele prin trei sau patru atomi, doi pe o parte și unul sau doi pe cealaltă parte a fiecărei unități de construcție.
  • Polimeri Spiran: Unitățile de construcție adiacente sunt conectate între ele prin trei atomi, doi pe o parte și una pe cealaltă parte a fiecărei unități de construcție.
  • Polimeri Ladder: Unitățile de construcție adiacente sunt conectate între ele prin patru atomi, doi pe o parte și doi pe cealaltă parte a fiecărei unități de construcție.
• Polimeri multi-catenari ( n -catenari): Unitățile de construcție adiacente sunt conectate între ele prin mai mult de patru atomi, mai mult de doi pe cel puțin o parte a fiecărei unități de construcție.

Conform aromaticității lanțului lor osos

• Polimeri alifatici  : fabricați din monomeri alifatici.
• Polimeri semi-aromatici: obținuți dintr-un amestec de monomeri alifatici și aromatici.
• Polimeri aromatici (poliaromatici): fabricați din monomeri aromatici.

Creșterea aromaticității polimerilor crește rezistența acestora:

• mecanic: șocuri, uzură, fluaj , frecare  etc.  ;
• termic:
  • reducerea coeficientului de expansiune , deci reducerea contracției turnării,
  • rezistență crescută la foc ,
  • creșterea temperaturii de tranziție a sticlei ,
  • creșterea temperaturii de degradare;
• chimice: solvenți ...

Polimerii semi-aromatici au temperaturi de topire ridicate, astfel încât prelucrarea lor se face la temperaturi mai ridicate decât cele utilizate pentru polimerii alifatici.

Polimerii aromatici nu au, în general, un punct de topire, ceea ce îngreunează prelucrarea lor.

Conform stereoselectivității

Se referă doar la polimeri rezultați din polimerizarea în lanț . Polimerii pot avea următoarele tactici:

• Polimeri stereo-neregulați sau atactici: substituenții sunt poziționați aleatoriu.
• Polimeri stereoregulari:
  • polimeri izotactici: toți substituenții sunt pe aceeași parte a lanțului;
  • polimeri sindiotactici: substituenții sunt distribuiți alternativ pe o parte și pe cealaltă a lanțului.

Conform regioselectivității

Se referă doar la polimeri rezultați din polimerizarea în lanț. Secvența de modele poate fi realizată prin:

• Cap la coadă: CH 2 -CH-R - CH 2 -CH-R: cel mai frecvent caz.
• coadă la coadă: R-CH-CH 2 - CH 2 -CH-R.
• Față în față: CH 2 -CH-R - R-CH-CH 2 .

Conform izomerismului cis - trans

Se referă doar la polimeri rezultați din polimerizarea 1,3-dienelor. Polimerii pot fi cis , trans sau o combinație a ambelor.

Conform sarcinii lor ionice

• Polimeri descărcați: cel mai frecvent caz.
• Polimeri ionici .

După proprietățile lor electrice

• Polimeri izolați: cel mai frecvent caz.
• Polimeri semiconductori .
• Polimeri conductivi .

După proprietățile lor termice

• Polimeri labili la cald  : cel mai frecvent caz.
• Polimeri termostabili .

După proprietățile lor optice

• Polimeri opaci.
• Polimeri translucizi.
• Polimeri transparenti: pahare organice: policarbonat de bisfenol A, metacrilat de polimetil.

Referințe

1. (in) "  biopolymers  " Compendium of Chemical Terminology ["  Gold Book  "], IUPAC 1997, versiune corectată online (2006-), ediția a II- a  .
2. Serge Étienne, Laurent David, Émilie Gaudry, Philippe Lagrange, Julian Ledieu și Jean Steinmetz, „Materiale de la A la Z - 400 de intrări și exemple de înțeles”, Dunod, 2008
3. [PDF] Glossary of Basic Polymer Science Terms

Articole similare

• Polimerizare
• Modificarea chimică a unui polimer
• Procesul de polimerizare