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Description illustration de l'article Responsable de l’UE : Alain Fradet, Professeur UPMC
Coordinateur de l’UE : Nicolas Sanson

1. Descriptif de l’UE

Volumes horaires globaux : CM 30 h, TD 18 h, TP 12 h
Nombre de crédits de l’UE : 6 ECTS
Barème total/100 : Ecrit / 70, TP /30

 

2. PrÉsentation pÉdagogique de l’UE

 

Description de l’UE

Cette UE complète les notions de base acquises précédemment sur la synthèse et les propriétés des matériaux polymères. Les idées développées intéressent de nombreux domaines d’applications contemporaines (transports, revêtements, emballage …) mettant en jeu la synthèse, la mise en œuvre et les propriétés mécaniques des matériaux polymères : polymérisations et copolymérisations, conformation et configuration des chaînes, organisation à l’état solide, comportement thermomécanique, viscoélasticité et relations générales structure–propriétés sont décrits en  détail. Le principe de superposition temps-température est également présenté.

Mots clÉs

Synthèse macromoléculaire, contrôle des polymérisations, caractérisation structurale, organisation à l'état solide, comportement thermomécanique, viscoélasticité, rhéologie, relations structure–propriétés.

Objectifs d’apprentissage

L’objectif du cours est de donner aux étudiants des bases solides sur la chimie des polymérisations et sur les propriétés des matériaux polymères à l’état solide leur permettant d’aborder les unités spécialisées du M2 dans les meilleures conditions. À la fin du cours, les étudiants devraient être capables :

  • de comprendre les grands principes des polymérisations (condensation, addition, radicalaire, anionique, cationique et par coordination) et de savoir associer une ou des méthodes de polymérisation à un monomère, un polymère ou une architecture macromoléculaire donnés,
  • de prévoir les masses molaires moyennes, les distributions des masses  molaires et la conversion au point de gel dans les cas simples,
  • de comprendre le principe des copolymérisations et d’utiliser les rapports de réactivité pour prévoir la composition des copolymères,
  • de prédire la morphologie et le comportement mécanique des polymères à l’état solide en fonction de leur structure et de leur histoire thermique,
  • de maîtriser les instruments de  base de la caractérisation à l’état solide des polymères tels que l’analyse enthalpique différentielle et les mesures thermomécaniques,
  • d’amorcer une réflexion sur le vieillissement des matériaux à l'aide des relations temps-température.

ThÈmes abordÉs

Synthèse des polymères
Polymérisations radicalaires, anioniques et cationiques : Chimie des étapes d’amorçage, de propagation, de transfert et de terminaison. Aspects cinétiques et thermodynamiques. Introduction à la polymérisation par coordination (Ziegler-Natta). Exemples industriels. Copolymérisation et rapports de réactivité.
Polycondensations et polyadditions : Chimie utilisée et applications industrielles. Relations conversion-masses molaires moyennes dans les cas simples. Cinétique. Point de gel et réticulation, polymères thermodurcissables.
Construction d’architectures macromoléculaires : Copolymères statistiques, copolymères à blocs, polymères hyperramifiés, polymères réticulés.

Propriétés des polymères à l'état solide
Propriétés mécaniques : Viscoélasticité linéaire, modèles analogiques, rhéogrammes, superposition temps-température, courbes maîtresses, propriétés mécaniques aux grandes déformations.
Les différents états des polymères en masse : (i) Polymères amorphes : conformation des chaînes dans les polymères amorphes, transition vitreuse. (ii) Polymères semi-cristallins : aptitude des polymères à cristalliser, température de fusion, diagrammes d’état.

Langue d’enseignement

 

  • Cours, TP, TD : Français
Documents de cours : Français. Quelques documents en anglais.

PLANNING DES ENSEIGNEMENTS

Début des cours le lundi 6 janvier de 8h30 à 12h45 et de 14h00 à 18h15 T45/55 salle 203

Toutes les informations (planning, doc...) seront disponibles sur SAKAI