​Le polyuréthane, un polymère

a) Le polyuréthane

Le polyuréthane est un polymère composé d'unités répétées d’uréthane qui sont liées entre elles par des liaisons amide : il s’agit d’un polyamide.
On appelle uréthane, ou plus couramment carbamate, tout composé produit par la réaction d’un isocyanate et d’un alcool (souvent du polyol) conformément à la réaction suivante :



Le polyuréthane, matériau proche du néoprène, de formule C25H42N2O6 a une masse molaire de 446,61078 g/mol.
Les polyuréthanes peuvent être fabriqués avec une grande variété de textures et de duretés en variant les monomères utilisés et en ajoutant d’autres substances.
Ils sont utilisés pour les colles, peintures, élastomères (caoutchouc),  mousses, fibres,…
Ainsi ces plastiques aux vastes applications sont utilisés dans un grand nombre d‘industries.



 

Qu'est-ce qu'un polymère ?

Le polyuréthane est un polymère. Il est crée synthétiquement, par polymérisation : c'est une réaction chimique qui permet la transformation de monomères en polymères. Celui-ci est construit à partir de molécules : les monomères. Ils forment une chaine à partir d'un motif qui est répété. Ces monomères sont reliés pas des liaisons covalentes. Au final, ils forment une marcomolécule : c'est le polymère. Le polyuréthane est donc un polymère de la molécule d'uréthane (ou carbamate), on dit alors que ce polymère est un homopolymère puisqu'il est formé d'une seule sorte de monomère : l'uréthane ou le carbamate. De part ses qualités de matériau élastomère, hydrophobe et de flottaison, le polyuréthane permet d'optimiser au maximum les performances des nageurs en quête d'hydrodynamisme.

    L'uréthane (sur l'image de gauche) est une molécule venant de la réaction entre un composé de type alcool (de la forme R-OH) et un isocyanate (de la forme R-N=C=O).
Soit la réaction entre un alcool et un isocyanate "donne" de l'uréthane
                 R-OH     +        R-N=C=O       ===>       R-NH-CO-O-R

Ainsi, le polyuréthane est créé à partir de la réactions des polyols (au moins deux fonctions alcools par molécule) avec des polyisocyanates (au moins deux fonctions isocyanates par molécule).
Soit, la réaction entre un diol et un diisocyanate "donne" du polyuréthane (ici, un polyuréthane dit "linéaire")
        HO-R-OH     +    O=C=N-R-N=C+O     ===>     -[-O-R-O-CO-NH-R-NH-CO-]-

Cette macromolécule de polyuréthane est formée grâce à une réaction de polymérisation qui interagit sur des monomères au minimum di-fonctionnels (ici diol et diisocyanate) : c'est la polycondensation. Lors de cette réactions, des chaines qualifiées de macromoléculaires, se forment.
-[-O-R-O-CO-NH-R'-NH-CO-]- est le motif qui sera répété "n fois" afin de former du polyuréthane.
Les " R " sont des radicaux alkyle qui sont, dans notre cas une molécule de méthylène (CH2) répété "n fois", soit n un nombre indéterminé.