Les polymérisations
Il n’est pas nécessaire d’insister sur le terme « matières plastiques » pour avoir une idée
de leur importance, aussi bien économique que dans la vie courante. La production
mondiale actuelle de polyéthylène par voie catalytique est d’environ 50 Mt/an.
1. Généralités
Les polymérisations étudiées ici portent sur des alcènes terminaux du type R-CH=CH2.
Elles sont catalysées par un complexe métallique que nous notons L^M. Les ligands L
(substituants) ne participent pas à la réaction, ils sont dits « spectateurs :> > .
Toute polymérisation procède selon trois phases successives :
1. Initiation Le catalyseur proprement dit est généralement formé in situ à partir du précurseur L^M. Il est modifié par greffage d’un groupe X labile qui remplace un ligand
L et va effectuer la première étape de la polymérisation (figure).
2. Propagation L’alcène complexé subit l’addition interne de X. Le nouveau groupe
formé s’additionne à son tour sur une nouvelle molécule d’alcène, complexée au métal.
Le processus se poursuit alors un très grand nombre de fois (par exemple, les masses
molaires moyennes des polyéthylènes usuels sont comprises entre 200 000 et 500 000).
3. Terminaison La chaîne qui se forme s’interrompt par coupure de la liaison métalcarbone. Il existe plusieurs mécanismes possibles, décrits au bas de la figure suivante
pour la polymérisation des alcènes :
Précurseur Catalyseur
L n M -------- ► L „ M - x —
^ Г
L„M-*— X
Etc.
Propagation
•a
O
c
3
Q
Ю
t H
O
f N J
x:
C T >
>.
C L
O
U
-----R
LnNU-rm -CH2---P - é lim in a lio n
R
/
L„M—
H---- R
— LnM +
c
H
H 2 T r a n s fe r t in te r n e
^
H,C
L „ M — C H 2 + H 2 ------. L „ M — H
+ H jC -------- R
V .
h y d ro g é n a tio n
Trois modes de terminaison
Les deux premiers modes de terminaison mettent en jeu des transferts internes d’hydrogène. Le troisième mode est initié par l’hydrogène qui provient par différents mécanismes des deux processus précédents. Il peut également être ajouté en faible quantité
au milieu.
2. La polymérisation de l’éthylène et du propène
Ces deux polymères interviennent de façon constante dans la vie courante, que ce soit
sous forme de sachets, de sacs poubelles ou de bouteilles en tous genres, pour ne donner
que quelques exemples.
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Il n’est pas nécessaire d’insister sur le terme « matières plastiques » pour avoir une idée
de leur importance, aussi bien économique que dans la vie courante. La production
mondiale actuelle de polyéthylène par voie catalytique est d’environ 50 Mt/an.
1. Généralités
Les polymérisations étudiées ici portent sur des alcènes terminaux du type R-CH=CH2.
Elles sont catalysées par un complexe métallique que nous notons L^M. Les ligands L
(substituants) ne participent pas à la réaction, ils sont dits « spectateurs :> > .
Toute polymérisation procède selon trois phases successives :
1. Initiation Le catalyseur proprement dit est généralement formé in situ à partir du précurseur L^M. Il est modifié par greffage d’un groupe X labile qui remplace un ligand
L et va effectuer la première étape de la polymérisation (figure).
2. Propagation L’alcène complexé subit l’addition interne de X. Le nouveau groupe
formé s’additionne à son tour sur une nouvelle molécule d’alcène, complexée au métal.
Le processus se poursuit alors un très grand nombre de fois (par exemple, les masses
molaires moyennes des polyéthylènes usuels sont comprises entre 200 000 et 500 000).
3. Terminaison La chaîne qui se forme s’interrompt par coupure de la liaison métalcarbone. Il existe plusieurs mécanismes possibles, décrits au bas de la figure suivante
pour la polymérisation des alcènes :
Précurseur Catalyseur
L n M -------- ► L „ M - x —
^ Г
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Etc.
Propagation
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H,C
L „ M — C H 2 + H 2 ------. L „ M — H
+ H jC -------- R
V .
h y d ro g é n a tio n
Trois modes de terminaison
Les deux premiers modes de terminaison mettent en jeu des transferts internes d’hydrogène. Le troisième mode est initié par l’hydrogène qui provient par différents mécanismes des deux processus précédents. Il peut également être ajouté en faible quantité
au milieu.
2. La polymérisation de l’éthylène et du propène
Ces deux polymères interviennent de façon constante dans la vie courante, que ce soit
sous forme de sachets, de sacs poubelles ou de bouteilles en tous genres, pour ne donner
que quelques exemples.
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