21.2: Caractéristiques et nomenclature des copolymères

Les copolymères sont les produits obtenus à partir de la polymérisation de plusieurs espèces monomères. Ainsi, dans une chaîne polymère elle-même, il peut y avoir plusieurs unités répétitives provenant de différents monomères. Le processus de synthèse d'un polymère à partir de différentes espèces de monomères est appelé copolymérisation. Lorsque deux monomères sont impliqués, le polymère est appelé bipolymère. Les polymères avec trois et quatre monomères sont appelés respectivement terpolymères et quaterpolymères. La figure 1 représente la copolymérisation du styrène et de l'acrylonitrile pour donner le bipolymère poly (styrène-co-acrylonitrile) (résine styrène-acrylonitrile ou SAN). L'acrylonitrile butadiène styrène (ABS) est un exemple populaire de terpolymère, largement utilisé pour l'impression 3D.

Figure 1: Copolymérisation du styrène et de l'acrylonitrile

Dans les copolymères, puisqu'il existe plusieurs types d'unités répétitives, la formule chimique d'un copolymère est représentée en plaçant des parenthèses séparées et le degré de polymérisation correspondant pour chaque unité répétitive unique.

En fonction de la répartition de chaque comonomère dans la chaîne polymère, le copolymère peut être classé comme copolymère alterné, statistique, séquencé ou greffé. Si le monomère à l'extrémité de la chaîne polymère en croissance préfère réagir avec le monomère alternatif dans le mélange et vice versa, l'incorporation systématique de différents monomères donne des copolymères alternés.

Figure 2: Copolymère alterné issu de la polymérisation de deux monomères Lorsqu'un de ces monomères à l'extrémité de la chaîne polymère en croissance n'a de préférence envers aucun comonomère, une incorporation aléatoire du monomère se produit.

Figure 3: Copolymère aléatoire issu de la polymérisation de deux monomères Des blocs d'homopolymères peuvent être constitués d'un mélange de monomères avec des conditions de réaction appropriées pour l'homopolymérisation de chaque monomère. Ces blocs homopolymères peuvent se combiner à différents endroits. Si les homopolymères se rejoignent sur les bords, des blocs de différents homopolymères alternent dans la chaîne polymère.

Figure 4:Copolymère bloc issu de la polymérisation de deux monomères

Une autre possibilité est le greffage de chaînes homopolymères d'un monomère sur les atomes internes d'une chaîne homopolymère de l'autre monomère.

Figure 5: Copolymère greffé issu de la polymérisation de deux monomères

Les copolymères sont obtenus par la polymérisation de deux ou plusieurs monomères différents ensemble.

Envisagez la copolymérisation des monomères de styrène et d’acrylonitrile pour fabriquer du polystyrène-co-acrylonitrile. Ici, le nom du polymère contient les deux unités monomères, l'infixe 'co' et le préfixe 'poly'.

Les copolymères sont généralement représentés en plaçant des parenthèses ou des supports séparés et des degrés de polymérisation autour de chaque type d’unité répétitive.*

Alternativement, une expression simplifiée place les parenthèses autour des comonomères liés avec un degré commun de polymérisation.

Si chaque monomère se lie préférentiellement au comonomère plutôt qu’au même type, la polymérisation donnera un copolymère alternatif. D’autre part, l’absence de préférence entre l’homopolymérisation et la copolymérisation conduit à un copolymère aléatoire.

Des blocs d’homopolymères à partir d’un monomère unique peuvent être synthétisés en passant d’une condition de polymérisation favorable à chaque monomère.

Si les blocs d’homopolymère sont alternés, il s’agit d’un copolymère séquencé.

Si un homopolymère est greffé sur l’autre type de chaîne d’homopolymères, il s’agit d’un copolymère greffé.