UE Chimie et matériaux / Chemistry and materials

Présentation des différents types de liaisons chimiques pour conduire à  la compréhension des états condensés de la matière. Cours réalisé par une méthode APP (Apprentissage Par Problème) en connexion avec le cours de Physique du solide.

1 La liaison chimique : Les molécules diatomiques homo-nucléaires
   1.1 L'ion moléculaire H2+
   1.2 Méthode variationnelle, OM-CLOA
   1.3 La molécule de dihydrogène
   1.4 Introduction aux spectroscopies photoélectroniques XPS, UPS, ESCA
2 La liaison chimique : Les molécules diatomiques hétéro-nucléaire
   2.1 Les molécules CO et HF
   2.2 La liaison ionique: cas extrême de la liaison covalente
   2.3 Moments dipolaires et différence d'électronégativité
3 Les molécules polyatomiques
   3.1 Comparaison des approches par OM-CLOA et par hybridation des orbitales atomiques: molécules BeH2, BH3, CH4, H2O
   3.2 Approximation des électrons pi appliquée aux hydrocarbures conjugués ou aromatiques, stabilisation par délocalisation électronique

Presentation of the different types of chemical bonds to lead to an understanding of the condensed states of matter. Course realized by an APP (Problem Learning) method in connection with the Solid State Physics course.

1 The chemical bond: The homonuclear diatomic molecules
   1.1 The molecular ion H2 +
   1.2 Variational method, OM-CLOA
   1.3 The dihydrogen molecule
   1.4 Introduction to XPS, UPS, ESCA Photoelectron Spectroscopies
2 The chemical bond: The diatomic molecules heteronuclear
   2.1 The CO and HF molecules
   2.2 The ionic bond: extreme case of the covalent bond
   2.3 Dipolar moments and difference of electronegativity
3 Polyatomic molecules
   3.1 Comparison of OM-CLOA and atomic orbital hybridization approaches: BeH2, BH3, CH4, H2O molecules
   3.2 Approximation of pi electrons applied to conjugated or aromatic hydrocarbons, stabilization by electronic delocalisation

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Ce cours est une introduction à  la science des matériaux polymères.   L'objectif est d'une part de donner une culture générale sur les réactions et les procédés industriels de polymérisation et d'autre part de définir les grandeurs physico-chimiques caractéristiques de ces matériaux.

1 Synthèse : Élaboration des matériaux polymères
   1.1 Introduction
   1.2 Polycondensation
   1.3 Polymérisation en chaine
      A - Radicalaire
      B - Ionique
   1.4 techniques de polymérisation
   1.5 Synthèses stéréospécifiques
   1.6 Points à  retenir
2 Caractérisation des polymères
   2.1 Les principaux polymères
   2.2 Viscosimétrie et chromatographie : détermination des masses molaires moyennes et des dimensions des chaînes
   2.3 Introduction aux  études morphologique

This course is an introduction to the science of polymer materials.   The objective is on the one hand to give a general knowledge on reactions and industrial polymerization processes and on the other hand to define the physico-chemical quantities characteristic of these materials.

1 Synthesis: Preparation of polymeric materials
   1.1 Introduction
   1.2 Polycondensation
   1.3 Chain polymerization
      A - Radical polymerization
      B - Ionic polyrization
   1.4 Polymerization techniques
   1.5 Stereospecific Synthesis
   1.6 Main points
2 Characterization of polymers
   2.1 Main polymers
   2.2 Viscometry and chromatography: determination of average molecular weights and dimensions of the chains
   2.3 Introduction to morphological studies

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Illustration des concepts théoriques développés dans le cours de synthèse et caractérisation des polymères dispensé en première année.

1 Synthèse de polymères
   - Polymérisation en masse du PS. Étude de la cinétique de la réaction par dilatométrie
   - Synthèse d'un polyamide par polycondensation interfaciale

2 Caractérisation de la distribution des masses molaires des PS synthétisés au TP 1, et de PS commerciaux par chromatographie d'exclusion stérique.

3 Étude de l'impact de la température de cristallisation sur la morphologie et la cinétique de cristallisation des polymères (ici PEG) par microscopie optique en lumière polarisée avec contrôle de la température dans platine chauffante).

4 Mise en œuvre, caractérisation et identification de matières plastiques.
Mise en œuvre d'échantillons de PCL. Impact de la masse molaire et de la température de cristallisation sur la morphologie du polymère, et donc sur ses propriétés mécaniques et optiques. Identification de polymères de commodité à  l'aide de tests simples.

Illustration of the theoretical concepts developed in the synthesis and characterization of polymers course given in the first year.

1 Synthesis of polymers
   - PS Bulk polymerization. Kinetics studied by dilatometry
   - Synthesis of a polyamide by interfacial polycondensation

2 Characterization of the molecular weight distribution of PS synthesized in TP1, and of packaging PS samples by size exclusion chromatography.

3 Study of the impact of crystallization temperature on the morphology and crystallization kinetics of polymers (PEG here) by polarized light microscopy with temperature control by heating stage.

4 Processing, characterization and identification of plastics.
Processing of PCL samples. Impact of molecular weight and crystallization temperature on the morphology of the polymer, and therefore its mechanical and optical properties. Identification of commodity polymers using simple tests.

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