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Synthèse d'une espèce chimique n'existant pas dans la nature : le nylon

Pourquoi les chimistes cherchent-ils de nouvelles molécules ?
Réponse : les chimistes cherchent tous les jours de nouvelles molécules pour améliorer le confort de vie de l'Homme. Ainsi ils découvrent de nouveaux parfums ou arômes, des nouveaux médicaments pour vaincre les maladies… Les scientifiques ont découvert vers le milieu du xxe siècle un nouveau procédé de fabrication et une nouvelle molécule : le nylon.
I. Histoire du nylon
•  Aujourd'hui, nos vêtements sont faits avec des matières plastiques comme le polyester, le nylon, l'acrylique… Ils coûtent peu cher à fabriquer. Cela n'a pas toujours été le cas. La science a permis d'améliorer le confort des vêtements.
•  Le chimiste allemand Hermann Staudinger a découvert en 1920 une nouvelle technique de synthèse : la polymérisation.
•  La société Dupont de Nemours se base sur cette technique pour fabriquer un textile proche de la soie mais évidemment moins coûteux. Ainsi né le nylon en 1930.
•  Le nylon a été commercialisé la première fois en 1938 sous la forme de poils de brosse à dents.
•  Il va surtout rester dans l'histoire lors de la création en 1940 du bas nylon où il rencontre un franc succès.
•  L'origine du nom Nylon est sujette à controverse : certains se sont emparés du nom pendant la Seconde Guerre mondiale pour en faire un acronyme de « Now you lose old nippon », d'autres ont pensé que les lettres du nylon étaient les initiales des prénoms des épouses des inventeurs. En réalité, ce nom a été choisi par la société Dupont qui a breveté le procédé de fabrication.
II. Fabriquer du nylon
Matériel :
  • 2 béchers ;
  • une pince ou un crochet ;
  • 2 feuilles de papier absorbant ;
  • un agitateur en verre.
Réactifs :
  • du chlorure de sébaçoyle ;
  • de l'hexane diamine.
Précautions à prendre : il faut utiliser des gants, une blouse et des lunettes car les produits ci-dessus sont irritants pour l'Homme.
Protocole opératoire :
  • 1. on met les lunettes, blouse et gants ;
  • 2. on ouvre doucement l'ampoule de chlorure de sébaçoyle et on la verse dans le bécher ;
  • 3. on ouvre doucement l'ampoule d'hexane diamine et on la verse très délicatement sur une paroi du bécher pour recouvrir le chlorure de sébaçoyle ;
  • 4. on observe ce qu'il se passe sans trop bouger le bécher ;
  • 5. on enfonce la tige métallique dans le fond du bécher puis on tire doucement le voile formé au voisinage de la séparation des deux liquides pour faire un fil ;
  • 6. on l'enroule autour de l'agitateur ;
  • 7. nettoyage et séchage : on coupe le fil puis on le plonge dans un bécher rempli d'eau et de liquide vaisselle. Enfin on rince le fil dans un bécher rempli d'eau ;
  • 8. pour finir, on laisse sécher le fil de nylon obtenu sur du papier absorbant.
Observations :
  • le chlorure de sébaçoyle et l'hexane diamine ne se mélangent pas, on obtient un mélange hétérogène ;
  • un voile se forme entre les deux composés et lorsque l'on tire, un fil apparait.
Interprétation :
  • Il y a une réaction chimique car un produit nouveau apparait : le nylon. Il s'est créé au point de rencontre entre les 2 réactifs : le chlorure de sébaçoyle et l'hexanediamine. On dit que le nylon se forme à l'interface.
  • Bilan de la réaction chimique : hexane diamine + chlorure de sébaçoyle → nylon.
  • Le nylon est une matière plastique, elle n'existe pas dans la nature. Il est composé de macromolécules : ce sont des molécules très grandes constitués de beaucoup d'atomes.
III. Les matières plastiques
•  Il existe de nombreuses matières plastiques. Elles ont un point commun : elles sont toutes issues au départ du pétrole et créées par des synthèses chimiques.
• On utilise la technique de la polymérisation : on assemble de très nombreuses fois des petites molécules appelées monomères, pour former une immense chaîne de molécules : un polymère (plusieurs monomères).
• Les monomères ont toutes des propriétés différentes car ce sont des molécules différentes : certaines sont opaques, d'autres transparentes…
•  Nous pouvons citer par exemple :
  • La bakélite : première matière plastique créée.
  • Le PVC ou polychlorure de vinyle : découvert en 1912 et utilisé dans les gouttières par exemple.
  • Le polystyrène (1933) : utilisé dans les cartons d'emballage par exemple.
  • Le polyéthylène : utilisé dans les bouteilles d'eau.
• Il n'est pas toujours simple de savoir quelle matière plastique est utilisée, il faut regarder attentivement les étiquettes. Parfois, la matière plastique est indiquée par un numéro dans un triangle.
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