Les polymères : qu'est-ce donc ?

Dans le langage courant, il est habituel d'utiliser le terme « plastiquesplastiques » pour désigner les polymères. En réalité, il faudrait parler de thermoplastiques. Suivant leurs propriétés physiques, les polymères peuvent être classés en trois grands groupes : les thermoplastiques, les thermodurcissablesthermodurcissables et les élastomères. Les thermodurcissables, une fois mis en forme (réaction chimique, température) ne peuvent être remodelés sous l'effet de la température.

Les thermoplastiques se ramollissent sous l'effet de la température et leur mise en forme est réversibleréversible. Les élastomères peuvent être étirés et reprendre leur taille initiale à l'arrêt de la traction. Le polypropylènepolypropylène (PP), le polyéthylènepolyéthylène (PE), le polychlorure de vinylepolychlorure de vinyle (PVC), et le polystyrènepolystyrène (PS) font partie des thermoplastiques les plus utilisés.

Le but premier de ce dossier n'est pas de présenter tous les polymères de la synthèse au recyclagerecyclage en passant par les utilisations. Il faudrait sûrement un livre pour cela. Seuls certains polymères d'usage très courant seront présentés. Il existe des polymères dits « techniques » mais ceux-ci ne seront pas abordés ici. Les polymères « techniques » sont des polymères à forte valeur ajoutée et d'utilisation très restreinte.

Le cellophanecellophane est issu de la cellulosecellulose et non de la pétrochimie.

Les polymères sont principalement constitués de macromoléculesmacromolécules. Les macromolécules sont de longues chaînes d'atomesatomes assemblés par des liaisons covalentesliaisons covalentes. La formation de ces longues chaînes est appelée polymérisationpolymérisation. A titre d'exemple, une chaîne de PE peut contenir en moyenne 50000 atomes. Les macromolécules sont reliées entre elles par des liaisons secondaires d'énergieénergie plus faibles. L'énergie des liaisons secondaires est comprise entre 4 et 40 kJ/mol. Pour comparaison, l'énergie d'une liaison covalente C-C est de l'ordre de 345-355 kJ/mol. Ces liaisons secondaires assurent la cohésion du matériaumatériau et lui confèrent ses propriétés. Ainsi, un polymère solidesolide ayant des liaisons secondaires de grande énergie et des chaînes rigides pourra être un verre organique amorpheamorphe ou un polymère semi cristallin. Lorsque ces liaisons secondaires sont faibles, si les chaînes sont très flexibles, le matériau obtenu est un élastomère dont les propriétés mécaniques d'utilisation sont apportées par la vulcanisationvulcanisation (introduction d'un faible taux de ponts covalents entre les chaînes).

Les macromolécules peuvent être définies comme la répétition d'une unité constitutive (UCR). L'UCR est le plus petit motif représentatif contenant un nombre entier de groupements. Dans le cas des homopolymères linéaires, cet UCR correspond au monomèremonomère. Par exemple, dans le polypropylène (PP), -(CH₂-C(CH₃)H-)n, l' UCR est -CH₂-C(CH₃)H- correspondant au monomère propylène H₂C=C(CH₃)H.