Chimie des polymères

Libellé du cours :	Chimie des polymères
Département d'enseignement :	CMA / Chimie et Matière
Responsable d'enseignement :	Monsieur KEDAFI BELKHIR
Langue d'enseignement :
Ects potentiels :	0.0
Grille des résultats :	Grade de A à F
Code et libellé (hp) :	ENSCL_CI_M6_1_3_1 - Intro. chimie des polymères

Equipe pédagogique

Enseignants : Monsieur KEDAFI BELKHIR / Madame FABIENNE SAMYN / Monsieur FREDERIC CAZAUX / Monsieur PATRICE WOISEL
Intervenants extérieurs (entreprise, recherche, enseignement secondaire) : divers enseignants vacataires

Résumé

L’enseignement comprend un cours magistral (14,7 heures), des travaux dirigés (6,7 heures) et des travaux pratiques (8 heures). Il propose une introduction générale aux polymères. La première partie traite l’historique des évènements marquants dans la science des polymères avec une mise en avant des avancées scientifiques relatives à la compréhension de la chimie et de la physique des polymères au cours du temps. La nomenclature et les définitions des différentes notions sont détaillées (monomère, polymère, macromolécule, chaîne, motif etc…) Le cours aborde également les différentes classifications des polymères, les architectures macromoléculaires des polymères et les méthodes de synthèse permettant de les contrôler. Des exemples illustrant les relations structure-propriétés des matériaux polymères son étudiés, comme les propriétés thermoplastiques, thermodurcissables et la cristallinité des polymères. Une partie de cet enseignement est consacrée aux propriétés pondérales des polymères (poids moléculaires, degré de polymérisation, indice de polymolécularité, etc…). Les enchaînements des motifs sur une chaîne polymères et la notion de tacticité sont étudiées. La polymérisation radicalaire est étudiée dans cette partie, les mécanismes de synthèse par cette voie sont abordés en détail, avec une étude des cinétiques de polymérisation et des différents paramètres qui les influencent. Les aspects thermodynamiques de cette voie de synthèse sont également étudiés. La deuxième partie du cours est consacrée à la synthèse des polymères par polycondensation, les mécanismes réactionnels mis en œuvre dans cette voie sont détaillés, tout comme l’étude cinétique et thermodynamique de la polycondensation. Le contrôle des architectures macromoléculaires et des caractéristiques pondérales, par cette voie de synthèse, est également étudié. Les deux séances de TP de 4h consistent en la mise en pratique des connaissances acquises en cours et en travaux dirigés sur la synthèse de polymères par polycondensation et polyaddition, leurs spécificités, le calcul des grandeurs associées aux réactions (rendement, masses molaires, paramètres cinétiques …) ainsi que les propriétés des polymères synthétisés.

Objectifs pédagogiques

A l’issue de ce cours, l’étudiant(e) doit : Connaissances : -Connaître la nomenclature relative aux polymères - Savoir à quelles classes appartiennent les polymères selon un contexte donné. - Connaître les mécanismes de polymérisation radicalaire et savoir les expliquer. - Connaître la polycondensation linéaire et tridimensionnelle. Compétences : - Pouvoir représenter un polymère en fonction du niveau de structure qu’il convient d’illustrer (architecture macromoléculaire, formule chimique etc…) - Relier la structure d’un polymère à ses propriétés thermoplastiques et thermiques. - Être capable de déterminer les propriétés pondérales des polymères à partir de données expérimentales - Être capable de calculer les paramètres cinétiques lors d’une polymérisation radicalaire. - Prédire les propriétés pondérales des polymères en se basant sur les conditions de leur synthèse et sur les variables cinétiques. - Être capable de différencier les mécanismes de polyaddition et polycondensation Objectifs des travaux pratiques : Connaissances : - Comprendre les mécanismes mis en jeu lors des réactions de polyaddition et de polycondensation. - Comprendre les différences entre les polycondensations en phase homogène et de manière interfaciale. - Savoir déterminer l’ordre d’une réaction de polycondensation. Compétences : - Savoir faire la différence entre réactions de polyaddition et de polycondensation. - Savoir faire la relation protocole de synthèse / structure obtenue / propriété du polymère.

Objectifs de développement durable

Modalités de contrôle de connaissance

Contrôle Continu
Commentaires: Les connaissances et les compétences acquises durant les cours magistraux et durant les séances de TD feront l’objet d’un examen écrit d’une durée d’une heure 30 min. Les connaissances et les compétences acquises durant les Travaux Pratiques seront évaluées par un compte-rendu par TP. - La partie relative au cours peut être sous forme de questions visant à restituer les connaissances, démontrer les formules mathématiques abordées, décrire et expliquer des mécanismes réactionnels, représenter des structures polymères etc. - La partie relative au TD se présente en général comme des calculs à effectuer. Les deux parties (cours et TD) traitant le même contenu, elles figurent généralement au sein de chaque exercice, elles ne sont pas forcément séparées dans des exercices différents.

Ressources en ligne

-Polycopié de cours -Polycopié d’exercices de TD - Polycopié de TP Autres références: -Initiation à la Chimie et la Physico-chimie Macromoléculaire, Vol. 3 et Vol. 8, Edition GFP -La Polymérisation – Principes et applications Georges ODIAN ISBN 2-84054-028-2

Pédagogie

Les cours sont dispensés en amphi, avec projection (PowerPoint et vidéos). Les travaux dirigés sont encadrés dans des groupes d’élèves de la taille d’un tiers de promotion. Les supports de cours, les séries d’exercices de TD, avec exercices supplémentaires corrigés, sont disponibles sur la page Moodle de cet enseignement. Le fascicule de TP est disponible sur moodle (version papier disponible en séance sur les paillasses), ainsi que les trames de feuilles de résultats utiles à la préparation des TP et des compléments d’information sur les produits utilisés. Un accompagnement par les enseignants au cours de la séance de TP. Points clés expliqués aux étudiants en fin de séance.

Séquencement / modalités d'apprentissage

Nombre d'heures en CM (Cours Magistraux) :	15
Nombre d'heures en TD (Travaux Dirigés) :	7
Nombre d'heures en TP (Travaux Pratiques) :	8
Nombre d'heures en Séminaire :	0
Nombre d'heures en Demi-séminaire :	0
Nombre d'heures élèves en TEA (Travail En Autonomie) :	0
Nombre d'heures élèves en TNE (Travail Non Encadré) :	0
Nombre d'heures en CB (Contrôle Bloqué) :	0
Nombre d'heures élèves en PER (Travail PERsonnel) :	0
Nombre d'heures en Heures Projets :	0

Pré-requis

Principes de base de chimie organique

Nombre maximum d'inscrits

Remarques