Les matériaux polymères sont composés d’unité monomères de nature chimique et de taille extrêmement diversifiés. De plus, ils peuvent prendre plusieurs formes, linéaires, ramifiés, ou réticulés. Chacune de ses caractéristiques vont induire des propriétés différentes sur le matériau final. Afin d’assurer la conformité des polymères au cahier des charges client, leur caractérisation est nécessaire. Pour définir un polymère, les critères suivants doivent être connus :

• Nature chimique :
  • Analyse des fonctions chimiques présentes sur la chaine polymères : alcool, uréthane, amine, acrylique …
  • Définition de la structure du polymère : homopolymère, copolymère, tri bloc etc…
  • Identification des bouts de chaine du polymère
• Chaine polymère :
  • Détermination de la distribution des masses molaires, du nombre de population, de l’indice de polydispersité
  • Observation de la densité de réticulation
  • Mesure du taux de ramification
• Données thermiques :
  • Caractérisation des températures spécifiques (température de fusion, de transition vitreuse, de cristallisation et de dégradation)
• Propriétés mécaniques et rhéologiques :
  • Analyse des propriétés mécaniques en traction, en compression et en dynamique
  • Détermination des propriétés viscoélastiques
  • Mesure d’indice de thixotropie

Pour obtenir ses informations, divers équipements analytiques peuvent être utilisés. Il est peut être nécessaire de corréler plusieurs résultats pour déterminer l’ensemble des informations attendues.

Dans un premier temps, une analyse IRTF (Spectroscopie infrarouge à Transformée de Fourrier) peut être utilisée pour remonter aux fonctions chimiques présentes sur le polymère. Cette technique spectroscopique permet de mesurer la quantité de lumière absorbée par le polymère dans la région infrarouge du spectre électromagnétique.

Les liaisons chimiques entre les atomes absorbent la lumière différemment selon la longueur d’onde à laquelle elles sont sollicitées. Ainsi, un spectre infrarouge présentant des pics caractéristiques est obtenu. L’opérateur utilise ensuite des tables de corrélation pour déterminer quelles sont les fonctions chimiques visibles dans ce spectre.

Ensuite une analyse par résonance magnétique nucléaire (RMN) est réalisée. Cette technique spectroscopique repose sur les propriétés magnétiques des noyaux atomiques. Cette analyse est principalement réalisée sur les atomes d’hydrogène (RMN du proton ¹H) et sur les atomes de carbone (RMN ¹³C).

Ces atomes sont composés de particules dont certaines sont sensibles à des champs magnétiques. En effet, lorsque ces particules sont soumises à champs magnétique, elles vont passer dans un état excité provoquant ainsi une résonnance. Cette fréquence de résonnance est propre à chaque atome relié de façon identique à un autre.