Je voudrais pouvoir vous dire quelles choses merveilleuses on fait avec les polycétones, mais ce n'est pas possible. Voyez-vous, ces polymères sont si récents qu'on n'en fait encore rien. Mais les polycétones, qui sont des thermoplastiques au fait, ont beaucoup de qualités et nous pensons qu'il faudra peu de temps pour leur trouver beaucoup d'applications.

Alors qu'est-ce que ces polycétones ont de si extraordinaire? Commençons par les regarder un peu. Une polycétone est bien sûr un polymère avec un groupe cétone dans sa chaîne principale. Les polycétones dont nous allons parler ici sont basées sur ce qu'on voit sur la figure du haut de la page, où R' est un groupe éthylène, -CH₂CH₂-. Shell vient de mettre cette famille de polymères sur le marché et les vend sous le nom de Carilon. Il ne faut pas confondre avec un carillon, qui est un instrument de musique avec des cloches, souvent commandées par un clavier comme celui d'un piano. Voyons à quoi ressemble ces polymères, en comparaison d'une chaîne de ce bon vieux polyéthylène:

Ce n'est pas si différent. La seule différence c'est que la polycétone a des groupes carbonyles. Mais ces carbonyles ont une grande importance. Les groupes carbonyles sont très polaires. C'est parce que l'oxygène est électronégatif et prend les électrons de l'atome de carbone. Donc l'oxygène a une charge légèrement négative et le carbone une charge légèrement positive. Ces groupes carbonyles polaires sont attirés les uns par les autres, et même très fortement. Cette attraction est si forte que le polyéthylène fond à 140 ^oC, et la polycétone ne fond pas en-dessous de 255 ^oC!

Ces polycétones ont une autre propriété intéressante. Elles ne se dissolvent dans pratiquement rien. Pour les dissoudre il faut utiliser quelque chose de vraiment bizarre comme l' hexafluoroisopropanol. C'est pratique si on veut faire une partie d'une voiture avec ce matériau, car il est préférable qu'elle ne se dissolve pas quand on verse de l'essence dessus. On n'a pas ce genre de problème avec les polycétones!

Tout ça c'est très bien, mais pourquoi en faire tout un plat? Il existe beaucoup de polymères hautes performances, comme les polyéther sulfones, polysulfure de phénylène, polyimides... . Que font les polycétones de si spécial?

Voici ce qui rend les polycétones si spéciales. Pour fabriquer les polycétones on prend de l'éthylène gazeux et du monoxyde de carbone et on les fait réagir à l'aide d'un catalyseur palladium(II):

L'éthylène n'est vraiment pas cher; c'est le monomère du polyéthylène. Le monoxyde de carbone est très bon marché lui aussi. On fabrique du monoxyde de carbone à chaque fois que l'on brûle du bois ou une bougie, ou quoi que ce soit qui contient du carbone. La réaction est très facile à réaliser. La plupart des polymères haute performance sont difficiles à faire car les réactions ne marchent que dans des conditions très précises. Des monomères peu onéreux et une chimie simple rendent les polycétones relativement peu chères, beaucoup moins chères que les autres plastiques hautes performances. Dans quelque temps le prix pourrait être inférieur à deux dollars par kilo! C'est pourquoi nous pensons que bientôt beaucoup de choses seront faites en polycétones.

Voici des modèles des monomères si vous voulez jouer avec. L'éthylène est à gauche et le monoxyde de carbone à droite.

Un dernier détail

Il  y avait un problème avec cette polycétone quand Shell a commencé à la faire. Ces polymères sont très cristallins, c'est-à-dire que les chaînes sont arrangées de façon très ordonnées. Cela rend les polycétones très résistantes, mais en même temps très fragiles. Les chimistes ont travaillé et ont trouvé une solution. Ils ont décidé de mettre un peu de propylène avec l'éthylène et le monoxyde de carbone. Le propylène réagit de la même façon que l'éthylène, et on termine avec un polymère qui ressemble à ça:

De temps à autre on a un groupe méthyle supplémentaire attaché à l'un des motifs d'éthylène. Ces groupes méthyles se mettent en travers quand les chaînes essaient de cristalliser. Elles cristallisent donc toujours, mais pas aussi bien qu'avant. L'inconvénient est que la température de fusion chute à 220 ^oC. Mais l'avantage est que le polymère est plus solide et moins fragile. Cette polycétone faite avec de l'éthylène, du monoxyde de carbone et un peu de propylène est le Carilon que l'on peut acheter.

Continuez à regarder cette page. Dès que nous aurons trouvé quelque chose qui se fabrique avec les polycétones nous l'écrirons ici!

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