Copolymérisation en solution : application à la fabrication d'un réseau polyacrylamide

Résumé du document

Rapport de travaux pratiques de Chimie organique (Polymères) concernant la copolymérisation radicalaire. Des notions de cours sont abordées, et l'effet de gel des réseaux 3D est la notion principale étudiée.

Extraits

[...] MODE OPERATOIRE Nous avons réalisé trois copolymérisations, représentées par les schémas suivants : Les solutions B et C sont les solutions de monomères de compositions respectives suivantes : acrylamide / méthylènebisacrylamide (180/2 ; 180/6 ; 180/18). La quantité de méthylènebisacrylamide augmente donc de la solution A à la solution C On verse d'abord les 5 cm3 de la solution de monomère dans le bécher, puis le DMAPN, et enfin les quelques gouttes d'indicateur coloré. La solution est alors bleu nuit. [...]

[...] On peut trouver dans The Merck Index Ninth Edition page 1214, qu'il y a 2 virages pour cet indicateur coloré. Il y a passage du jaune au rouge pour des valeurs de pH comprises entre 1,2 et 2,8 et passage du jaune au bleu pour des valeurs de pH comprises entre 8 et 9,6. Dans notre cas, on passe du bleu au jaune. La solution s'acidifie donc au cours de la réaction, et passe d'un pH supérieur à 9,6 à un pH compris entre 2,8 et 8. [...]

[...] CONCLUSION Nous avons pu mettre en évidence dans ce TP un phénomène particulier aux polymères réticulés, le gonflement. Nous avons surtout étudié un des paramètres régissant le gonflement : le nombre de nœuds de réticulation. Plus celui-ci est important, moins le polymère gonfle. Le nombre de nœuds de réticulation influe également sur la viscosité du polymère obtenu, à l'issu de la réticulation. Nous aurions également pu observer comment le solvant influe sur le gonflement, en faisant varier ce solvant, et en utilisant par exemple d'autres solvants protiques polaires, et des solvants aprotiques. [...]

[...] Ces derniers sont issus de la polymérisation de monomères de valence supérieure ou égale à ou de la réticulation de polymères linéaires, et permettent d'obtenir des réseaux. Nous avons fabriqué lors de ce TP, un réseau polyacrylamide. L'emploi d'un monomère monovalent, tel que l'acrylamide, permet d'obtenir un polymère linéaire, et non un réseau : L'emploi d'un mélange de bisacrylamide et d'acrylamide permet d'obtenir un réseau tridimensionnel. On peut donner le mécanisme suivant (de type radicalaire) : Cette dernière molécule possède deux points susceptibles de croître davantage. Ce mécanisme illustre le fait que l'on puisse obtenir un réseau. [...]

[...] On note également que le taux de gonflement est d'autant plus grand que la quantité de N,N-méthylènebisacrylamide dans la solution de monomère est faible. Ceci signifie que le polymère gonfle d'autant plus que le nombre de ponts dans le réseau est faible. Ceci est logique, car, comme on l'a déjà dit, il y a plus d'espace dans le réseau pour l'insertion de molécules d'eau. Il faut cependant être vigilant, car moins on introduit de N,N-méthylènebisacrylamide, moins le gel est consistant et plus on sera rapproche d'une solution Le cas limite correspond au cas où l'on n'introduit pas de N,N-méthylènebisacrylamide dans la solution de monomères. [...]