Des polymères : concours Agrégation interne 2011.

. Le PPD-T ( poly(paraphénylènetéréphtalamide ) est obtenu par réaction entre le chlorure d'acyle et la diamine présentés ci-dessous. Ecrire le mécanisme réactionnel de la réaction entre une monoamine et un monochlorure d'acyle, proposer un composé généralement ajouté au mélange de l'amine et du chlorure d'acyle et indiquer son rôle. Une base est ajoutée ( pyridine, amine tertiaire ). Ecrire le motif du PPD-T. La réaction en jeu est une polymérisation par étape. Justifier. Condensations successives ( par étapes indépendantes) entre une amine primaire et un chlorure d'acyle, conduisant au dimère, puis au trimère.... Définir le degré moyen de polymérisation d'un polymère. Nombre moyen de motifs élémentaires dans une macromolécule ( polymère ). Pour une polymérisation par étapes, comment évolue le degré moyen de polymérisation en fonction de l'avancement de la réaction ? Le degré de polymérisation reste faible tant que l'avancement est éloigné de 1. Le degré de polymérisation est élévé dès que le taux d'avancement se rapproche de 1. Indiquer si le polymère obtenu est linéaire ou ramifié. Le nombre de fonctions réactives présentes dans les monomères est égale à 2 ( fonctionnalite = 2 ) : le polymère est linéaire. Proposer un réactif à ajouter pour obtenir un polymère réticulé, sans pour autant changer notablement la composition chimique. Ajouter un monomère de fonctionnalité supérieure à 2, de formule chimique proche du monomère de fonctionnalité 2. Le PPD-T possède les propriétés suivantes : - bonne résistance à l'allongement; une très haute contrainte de rupture, un module d'élasticité élevé, une excellente stabilité thermique, y compris à très haute température, un isolant électrique. Définir le module d'Young d'un matériau et indiquer à laquelle des propriétés mentionnées ci-dessus il se réfère. Le module d'Young ou module d'élasticité est la constante reliant une contrainte de traction ou de compression à la déformation d'un matériau élastique isotrope. Ce module étant élévé pour le PPD-T, ce dernier présente une bonne résistance à l'allongement. On compare les températures de transition vitreuse du PPD-T et du polyamide 6,6. Pour l'un elle est d'environ 360°C, pour l'autre environ 20°C. Attribuer en justifiant la bonne tempréature de transition vitreuse à chacun. La chaîne du PPD-T possède des noyaux aromatiques : la mobilité de ce genre de chaîne demande une dépense énergétique importante, d'où :  PPD-T : 360°C et polyamide6,6 : 20°C. Indiquer si à 20°C, le PPD-T est amorphe ou fortement cristallin. Justifier. Les chaînes du PPD-T, très régulières, peuvent s'organiser en lamelles : le PPD-T est donc cristallin. Un inconvénient du PPD-T est qu'il a une forte reprise d'humidité, expliquer ce phénomène. Etablissement de liaisons hydrogène entre les molécules d'eau et les fonctions amides du PPD-T. .

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