La polymérisation du propylène synthétise le polypropylène.
Les macromolécules de polypropylène contiennent de 5000 à 20 000 unités monomères. L’arrangement stérique du groupe méthyle joint dans chaque atome de carbone secondaire peut varier. Si tous les groupes méthyles sont orientés du même côté de la chaîne moléculaire, le produit est appelé polypropylène isotactique. C’est seulement le polypropylène isotactique celui qui remplit toutes les conditions nécessaires pour être utilisé dans la production d’articles solides.
La structure stéréorégulière facilite le développement de segments cristallins. Selon les conditions de prétraitement, on obtient une cristallinité de 50 à 70 % dans les pièces moulées. Les chaînes moléculaires sont rarement totalement intégrées aux segments cristallins car elles contiennent des parties non isotactiques et, par conséquent, elles ne sont pas capables de cristalliser. Ainsi, le terme « partiellement » cristallin est utilisé pour ces chaînes. Alors que les segments amorphes désorganisés conservent une grande mobilité, la structure cristalline produit une résistance et une rigidité élevées face aux forces secondaires. Le polypropylène isotactique est alors un matériau thermoplastique qui présente une rigidité et une résilience relativement élevées, même au-delà de la température de transition du second ordre.
Le polypropylène fait partie d’un plus grand groupe de matériaux connus sous le nom de polymères. Un polymère est une grande molécule composée de nombreuses unités chimiques simples généralement appelées unités structurelles ou monomères.
Le polypropylène est l’un des polymères thermoplastiques les plus polyvalents du marché. Il remplit deux rôles : celui de plastique et celui de fibre. De plus, il est inclus dans le groupe des polymères considérés comme des commodités en raison de son niveau élevé de consommation et de son faible prix.
Dans le cas du Cuyolen, chaque unité structurelle est liée aux deux autres. Le résultat est un polymère linéaire:
L’unité estructurale du polypropylène est asymétrique. Ses chaînes peuvent former trois structures de base selon la position correspondante du groupe méthyle et de l’atome d’hydrogène : isotactique, syndiotactique et atactique comme le montre l’image suivante.
La structure isotactique prévaut dans nos produits Cuyolen et Cuyotec. La proportion d’atactiques varie de 1% à 5% de la matière. La raison de cette prédominance repose sur son processus de production (Novolen) à partir duquel un large spectre de produits (homopolymères, copolymères séquencés, copolymères aléatoires et terpolymères) est obtenu. Lesdits produits permettent une combinaison de propriétés qui les rendent appropriés pour de nombreuses et diverses applications.
Types de polypropylène
A- Homopolymère (propylène) :
Ils sont composés de chaînes polymériques qui ont la même composition chimique (formées uniquement de molécules de propylène). La molécule de propylène étant asymétrique, son incorporation et sa disposition ultérieure dans la chaîne peuvent générer trois types de structures de base, selon la position correspondante des groupes méthyles (CH3) et des atomes d’hydrogène (H) : isotactique, atactique et syndiotactique.
La structure isotactique prévaut dans les homopolymères Cuyolen et Cuyotec, générant une cristallinité moyenne de haut degré qui se traduit par une grande rigidité.
B- Copolymère aléatoire (propylène-éthylène) :
La chaîne de polymère a une composition chimique différente. Elle est formée de segments de polypropylène reliés par des molécules de comonomère (éthylène) qui sont placées au hasard dans la chaîne. Ainsi, la cristallinité du matériau est réduite, ce qui entraîne une grande transparence et un point de fusion plus bas.
C- Copolymère choc (propylène-éthylène) :
Dans le procédé Novolen, la production de ces matériaux est perfomée au moyen d’une cascade de deux réacteurs verticaux en séquence. Dans le premier réacteur, la matrice copolymère (ou homopolymère de PP) est produite puis déversée dans le second réacteur où le propylène non réactif du premier réacteur copolymérise avec l’éthylène ajouté dans le second réacteur. Le caoutchouc produit dans le second réacteur à la suite de la réaction de copolymérisation confère au matériau une ténacité élevée, même à très basse température.
D- Terpolymères (propylène-éthylène-1, butane) :
Dans ce type de matériaux, comme dans les copolymères séquencés et aléatoires, la chaîne polymérique a une composition chimique différente. Elle est composée de segments de propylène unis par des molécules de n’importe lequel des comonomères (éthylène et 1 butane) qui participent à la thermopolymérisation et qui sont placés au hasard dans la chaîne. Ainsi, le degré de cristallinité du matériau est réduit du fait de l’incorporation des comonomères dans les chaînes polymériques de manière à améliorer significativement les propriétés d’étanchéité.
