polycondensations - chimie-pce

POLYCONDENSATIONS
1.
On se propose de réaliser une synthèse du polyamide 6-10 par polycondensation entre une solution
molaire d'hexaméthylènediamine et une solution d’acide sébacique (acide decan-1,10-dioïque) de même
concentration.
a) Écrire le motif de répétition.
b) Calculer les degrés de polymérisation lorsque le degré d'avancement p de la réaction a les valeurs
suivantes : 0,950, 0,980, 0,985, 0,990
c) Calculer les masses moléculaires correspondantes. Par définition la masse moléculaire du motif
monomère est : M = ½ [M(acide sébacique) + M(hexaméthylènediamine) – 36]
d) Le degré d'avancement de la réaction est suivi par dosage des groupements terminaux et les
manipulations sont conduites à 160 °C et 185 °C. Les résultats suivants ont été trouvés lorsque les
réactifs sont introduits en proportion stœchiométrique :
160 °C
Avancement
t (min)
%
100
70,6
300
87,8
600
93,5
1000
96,0
1700
97,6
185 °C
Avancement
t (min)
%
75
90,0
200
96,0
300
97,3
500
98,4
800
99,0
La réaction étant supposée d’ordre 2, établir la
relation
DPn = 1 / (1 – p) = a0kt + 1
(a0
concentration initiale de l’un des deux
monomères).
Calculer les constantes de vitesse de la
polycondensation
aux
deux
températures
considérées, ainsi que l’énergie d’activation si
a0 = 1 mol.L–1.
2.
On effectue une polycondensation de l'acide aminé H2N–(CH2)10–COOH. Après un certain temps, on
détermine la concentration des groupements acides résiduels. L'eau est supposée éliminée dans sa totalité.
Il faut 0,17 millimole de KOH pour neutra1iser 1,005 g du prélèvement. La polycondensation est
poursuivie et après un certain temps on dose la concentration des groupements acides résiduels sur un
nouveau prélèvement de 1,005 g : il faut 0,05 millimole de KOH pour le neutra1iser.
a) Quel est le degré d'avancement de la réaction et le degré de polymérisation pour chaque
prélèvement ?
b) Si l'on mélangeait les échantillons isolés plus haut en proportions égales, quel serait le DPn du
mélange ?
3.
Calculer la fonctionnalité d’un système constitué par :
a) 2 moles de glycérol et 3 moles d’acide phtalique ;
b) 3 moles de toluènediisocyanate, 1,5 mole de triméthylolpropane* et 0,78 mole de poléthylèneglycol
de bas DPn .
* triméthylolpropane = 3-(hydroxyméthyl)pentan-1,5-diol
c) Relier cette fonctionnalité à la réticulation du système.
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