Polymérisation coordinative
Lapolymérisation coordinativeest un type depolymérisation en chaîne.L’amorçagea lieu grâce à un complexeorganométalliquedesmétaux de transition,tel letitaneou lezirconium,et lapropagationse fait au niveau d’uncentre actifqui est un complexe de coordination entre lemonomèreet le métal de transition[1],[2].Le centre actif est généralementanioniqueet plus rarementcationique.
Le développement de cette méthode depolymérisationa débuté dans les années 1950 avec lacatalyse hétérogènedeZiegler-Nattabasée sur lecatalyseurtétrachlorure de titaneet un co-catalyseur d’aluminiumcomme leméthylaluminoxane.
Monomères et polymères[modifier|modifier le code]
Les monomères typiquement utilisés sont desmonomères non polairescomme l’éthylèneet lepropylène.Le développement de polymérisations coordinatives permettant descopolymérisationsavec desmonomères polairesest plus récent[3].Des exemples de ce type de monomères sont le méthyle vinyle cétone[4],leméthyle acrylate[5]et l'acrylonitrile[6].
Les polymères fabriqués par polymérisation coordinative sont différents types depolyéthylèneet despolymères vinyliquescomme lepolypropylèneet lepolystyrène.
Typologie[modifier|modifier le code]
Les polymérisations coordinatives
| Catalyse | Polyéthylène[7] | Polypropylène | Polystyrène |
|---|---|---|---|
| Ziegler-Natta | Polyéthylène haute densité(PE-HD),polyéthylène à basse densité linéaire(PE-LLD),polyéthylène à très basse densité(PE-VLD) | Polypropylène isotactique (iPP) | Polystyrène isotactique (iPS) |
| Métallocène | Polyéthylène haute densité, polyéthylène à très basse densité | Polypropylène syndiotactique (sPP) | Polystyrène syndiotactique (sPS) |
| Phillips | Polyéthylène moyenne densité(PE-MD) | ||
| Métathèse |
Caractéristiques des polymères[modifier|modifier le code]
La polymérisation coordinative a un impact très important sur les propriétés des polymères formés:
- linéarité etmasse molaire:contrairement aupolyéthylène basse densitéqui est obtenu parpolymérisation radicalaireet qui est trèsramifié,les polymères fabriqués par polymérisation coordinative comme le PE-HD et le PE-LLD sont linéaires ou très peu ramifiés et peuvent avoir une masse molaire élevée;
- stéréorégularité:contrairement aux polypropylènes et polystyrènes fabriqués par polymérisation radicalaire et qui sont atactiques, les polymères fabriqués par polymérisation coordinative comme les iPP, sPP, iPS et sPS sont stéréoréguliers et peuvent donc être isotactiques ou syndiotactiques.
La linéarité et la stéréorégularité permettent la formation de polymèressemi-cristallins.
Références[modifier|modifier le code]
- (en)Robert Oboigbaotor Ebewele,Polymer science and technology,CRC Press,,483p.(ISBN978-0-8493-8939-9)
- (en)Emil Raymond RiegeletJames Albert Kent,Kent and Riegel's handbook of industrial chemistry and biotechnology,vol.1, Springer US,,1875p.(ISBN978-0-387-27842-1,lire en ligne)
- (en)Akifumi Nakamura,Shingo ItoetKyoko Nozaki,«Coordination−Insertion Copolymerization of Fundamental Polar Monomers»,Chemical Reviews,vol.109,no11,,p.5 215(PMID19807133,DOI10.1021/cr900079r)
- (en)Lynda K. Johnson,Stefan MeckingetMaurice Brookhart,«Copolymerization of Ethylene and Propylene with Functionalized Vinyl Monomers by Palladium(II) Catalysts»,Journal of the American Chemical Society,vol.118,,p.267(DOI10.1021/ja953247i)
- (en)Eite Drent,Rudmer Van Dijk,Roel Van Ginkel,Bart Van OortetRobert I. Pugh,«Palladium catalysed copolymerisation of ethene with alkylacrylates: polar comonomer built into the linear polymer chainElectronic supplementary information (ESI) available: NMR data for entries 1, 9, 10, 12 and size exclusion chromatographic data for entries 1, 3, 8, 12»,Chemical Communications,no7,,p.744(DOI10.1039/b111252j),voirles données supplémentaires
- (en)Takuya Kochi,Shusuke Noda,Kenji YoshimuraetKyoko Nozaki,«Formation of Linear Copolymers of Ethylene and Acrylonitrile Catalyzed by Phosphine Sulfonate Palladium Complexes»,Journal of the American Chemical Society,vol.129,no29,,p.8 948(PMID17595086,DOI10.1021/ja0725504)
- Marc Carrega, « Aide-mémoire - Matières plastiques »,coll.« Aide-Mémoire », Dunod/L'Usine nouvelle,2009,2eéd.,256p.
