Les polymères constituent une classe de matériaux. Un polymère est une macromolécule formée de l'enchaînement covalent d'un très grand nombre d'unités de répétition qui dérivent d'un ou de plusieurs monomères (qui sont également appelés motifs) et préparée à partir de molécules appelées monomère.
Exemple : $\rm -CH_2 - CH_2-$ est l'unité du polymère appelé polyéthylène.
Un polymère régulier est un polymère dont les molécules peuvent être décrites par un seul type d'unité constitutive dans un arrangement séquentiel unique. Si les molécules d'un polymère n'obéissent pas à cette loi, il est dit irrégulier.
Il existe des polymères naturels : la cellulose, constituant des végétaux, est un polymère du glucose ; le latex de l'hévéa, à l'origine du caoutchouc naturel, est un polymère de l'isoprène.
Il existe aussi des polymères artificiels : plastiques et élastomères composent des familles de matériaux de synthèse qui, dans nombre de secteurs domestiques ou industriels, se sont substitués à la pierre, aux métaux, au bois ou au verre, en raison des performances que leur confèrent leurs propriétés physiques et chimiques.
Le comportement mécanique relève de la réponse du matériau lorsqu'une force lui est appliquée.
Sous contrainte un matériau peut soit se déformer soit se rompre. Le type de déformation engendrée dépend de l'intensité de la contrainte.
Lorsqu'elle est faible la déformation est élastique : le matériau retrouve sa forme originale lorsque la contrainte est levée. Si le retour vers la forme initiale prend un certain temps après l'annulation de la contrainte on parle d'effet anélastique ou viscoélastique.
Des contraintes plus élevées peuvent mener à une déformation plastique: Le matériau ne retrouve pas sa forme originale lorsque la contrainte est supprimée.
A haute température, une déformation plastique peut se développer avec un certain retard suite à l'application de la contrainte, cet effet est appelé : fluage.
Le degré de polymérisation $\rm (DP)$ définit la longueur d'une chaîne polymère. $\rm DP$ est le nombre d'unités monomères (unités répétitives) constitutives de cette chaîne. Le degré de polymérisation est directement proportionnel à la masse molaire du polymère.
Il est égal au rapport de la masse molaire moyenne en nombre du polymère à la masse molaire de l'unité monomère.
La polymérisation désigne la réaction chimique ou le procédé par lesquels des petites molécules (par exemple des hydrocarbures de deux à dix atomes de carbone) réagissent entre elles pour former des molécules de masses molaires plus élevées. Les molécules initiales peuvent être des monomères ou des pré-polymères ; la synthèse conduit à des polymères.
On distingue :
- Les polycondensations : ces réactions portent sur des monomères polyfonctionnels. Elles se font avec départ de petites molécules souvent éliminées au fur et à mesure de leur apparition dans le milieu pour déplacer l'équilibre réactionnel : $\rm H_2O$ (souvent), $\rm HCl$, $\rm NH_3$, etc. On emploie parfois les catalyseurs classiques utilisés avec les petites molécules.
Exemples : polyestérifications, polyamidifications ; - Les polyadditions : ce sont des réactions de polymérisation ionique (anionique ou cationique) par ouverture de la double liaison d'un composé carbonylé ou par ouverture d'un hétérocycle. Elles se font sans élimination de petites molécules.
