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Chimie des polymères de condensation d'aldéhyde

Chimie des polymères de condensation d'aldéhyde
Chimie des polymères de condensation d'aldéhyde

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Polymère de condensation aldéhyde, l'une quelconque d'un certain nombre de substances polymères produites industriellement (substances composées de molécules extrêmement grosses) qui s'accumulent dans des réactions de condensation impliquant un aldéhyde. Dans presque tous les cas, l'aldéhyde particulier utilisé est le formaldéhyde, un gaz hautement réactif qui est couramment polymérisé avec du phénol, de l'urée ou de la mélamine pour produire une série d'importantes résines synthétiques. Les réactions par lesquelles ces composés s'accumulent dans les polymères sont appelées réactions de condensation car elles s'accompagnent généralement de la libération d'eau et d'autres sous-produits. Les polymères résultants - connus sous le nom de résine phénol-formaldéhyde, résine urée-formaldéhyde et résine mélamine-formaldéhyde - sont largement utilisés comme adhésifs dans le contreplaqué et d'autres produits de bois structuraux. Dans la première moitié du 20e siècle, ils ont été transformés en plastiques très importants tels que la bakélite et la coccinelle.

principaux polymères industriels: polymères de condensation d'aldéhyde

Les polymères de condensation d'aldéhyde sont des composés produits par la réaction du formaldéhyde avec du phénol, de l'urée ou de la mélamine. le

Le phénol, l'urée, la mélamine et le formaldéhyde ont les structures moléculaires suivantes:

Les aldéhydes sont des composés chimiques contenant un groupe carbonyle (C = O), un arrangement hautement réactif dans lequel un atome de carbone et un atome d'oxygène sont liés par une double liaison. Le formaldéhyde (formule chimique HCHO) est structurellement le membre le plus simple de cette famille. Produit par l'oxydation du méthane, il s'agit d'un gaz incolore à l'odeur âcre qui est généralement stocké et manipulé dans une solution liquide. Le phénol (C 6 H 5 OH) est un alcool phénylique constitué d'un groupe hydroxyle (OH) ajouté à un groupe phényle en forme d'anneau à six côtés (C 6 H 5). Dérivé du cumène, qui à son tour est produit par une réaction entre le benzène et le propylène, le phénol est un liquide toxique qui doit être stocké et manipulé selon des procédures de sécurité clairement établies.

L'urée (également appelée carbamide) et la mélamine (également appelée cyanuramide) sont toutes deux des solides cristallins incolores contenant un groupe amino (NH 2). À un moment donné, les deux composés ont été obtenus à partir de cyanamide de calcium (et finalement de carbure de calcium). L'urée est maintenant produite par réaction du dioxyde de carbone avec l'ammoniac et la mélamine est obtenue par déshydratation de l'urée.

Ces composés sont appelés monomères, un terme général pour une classe de composés, principalement organiques, qui peuvent se lier ensemble en présence d'un catalyseur pour produire des polymères. Les polymères de condensation d'aldéhyde ont les structures générales suivantes:

Dans les trois polymères, les groupes méthylène (CH 2) connectés aux unités répétitives (et les reliant à d'autres unités pour produire des molécules géantes) sont fournis par le formaldéhyde. La formation des liaisons CH 2 suit généralement un processus en deux étapes. Dans la première étape, le formaldéhyde est mis à réagir avec l'un des autres monomères pour produire un prépolymère de faible poids moléculaire constitué de petites molécules dans lesquelles un nombre limité d'unités répétitives sont liées entre elles par des groupes méthylol ou hydroxyméthyle (CH 2 OH). À ce stade, le composé peut être modifié avec des charges, des pigments et d'autres additifs et stocké pour un traitement ultérieur. Dans la deuxième étape, le prépolymère est durci (généralement sous chaleur et pression et en présence d'un catalyseur), et les groupes CH 2 OH sont «condensés» en CH 2 avec perte d'eau. Les polymères sont ainsi thermodurcis, ou interconnectés en réseaux tridimensionnels permanents parfaitement adaptés à la production de résines synthétiques.