Objectifs (en termes de compétences)

(A) La première partie [15-15-0] du cours vise à développer les principales réactions de synthèse organique et à comprendre leurs mécanismes en vue de leur application à la synthèse des monomères et des matériaux organiques. Les réactions de synthèse organiques sont brièvement décrites en faisant appel aux déplacements électroniques puis illustrés par des exemples dans le domaine de la synthèse des monomères et des matériaux organiques.
(B) La seconde partie du cours [30-15-0] explique les mécanismes des grandes voies de synthèse de chimie macromoléculaire, et les relations entre la synthèse des chaînes et leurs caractéristiques moléculaires. Les relations entre ces caractéristiques d'une part, et la microstructure et les propriétés des polymères d'autre part, sont également brièvement évoquées. Le cours nécessite une bonne connaissance de la fonction chimique et des principaux mécanismes rencontrés en chimie organique.

Objet de l'activité (principaux thèmes à aborder)

Synopsis
(A) Brefs rappels théoriques
Déplacements des électrons dans les molécules organiques.
Réactions de la fonction carbonyle.
Substitutions sur cycles aromatiques.
Oxydation et réduction
(B) Généralités
Principales réactions de polyaddition
Réactions de polycondensation

Résumé : Contenu et Méthodes

Contenu A:
Liaison chimique, groupes fonctionnels, isomères
Déplacements des électrons dans les molécules organiques : application à l'acidité, à la basicité et aux réactions de substitution nucléophile aliphatique, d'addition sur carbone insaturé et d'élimination
Réactions de la fonction carbonyle; substitutions sur cycles aromatiques; oxydation et réduction

Contenu B:
1. Réactions de polyaddition
a. radicalaire
Mécanisme; cinétique en milieu homogène; transfert avec exemples (éthylène - propylène); inhibition; polym. en milieux homogènes et hétérogènes (masse, suspension, émulsion)
b. copolymérisation statistique
Mécanisme, réactivité, exemples (copo. éthylène, SAN)
c. polymérisation et copolymérisation des diènes
Caoutchouc SBR, PS chocs et ABS
d. ioniques
Cationique : isobutène; anionique : polym. vivante à masse moléc. réglée; copos multiséquencés
e. par complexes des métaux de transition
Ziegler-Natta (PE branché court - PP isotactique à H élevés; LLDPE; EPR); Phillips (HDPE), métallocènes (H diminue, Tf PP diminue)
f. réseaux tridimensionnels
Vinyl-divinyl (1 étape); vulcanisation des caoutchoucs (2 étapes : SBR / réticulation)

2. Réactions de polymérisation par étapes ("Step polymerisation")
Définitions, caractéristiques générales, Equation de CAROTHERS
Equilibres, Contrôle de la masse moléculaire,
Distributions des masses moléculaires,
Cinétique,
Eléments de dégradation, cyclisation, abaissement de la masse moléculaire, cinétique.
Procédés de polymérisation par étapes,
Thermodurcissables.

Autres informations (Pré-requis, Evaluation, Support, ...)

Une première introduction aux concepts de base de la chimie organique, telle que donnée dans les cours de chimie de la seconde candidature ingénieur civil, est requise pour suivre le cours.