Un polymère est une molécule très large (macromolécule) formée par la répétition d'entités chimiques simples (les mères) reliées par des liaisons covalentes.
Les polymères sont synthétisés en reliant des molécules de monomère entre elles par des liaisons chimiques covalentes: ce sont les réactions de polymérisation. Il existe essentiellement deux classes de réactions de polymérisation qui se différencient par leur cinétique réactionnelle:
1. La polymérisation en chaîne ou polyaddition, dans laquelle les unités monomères sont additionnées une à une à un centre actif. Plus de 90% en poids de la production mondiale des matières plastiques, qui est de 180·106 tonnes/an, sont synthétisés par cette méthode. La majorité des polymères vinyliques, comme les polyoléfines (polyéthylène, polypropylène, polybutadiène), le polystyrène, le poly(méthyl méthacrylate), le poly(chlorure de vinyle), le poly(acétate de vinyle) et le polyacrylonitrile, sont produits par polymérisation en chaîne.
2. La polymérisation par étapes ("step growth" polymerization) ou polycondensation, dans laquelle des espèces réactives comportant des groupes fonctionnels réagissent entre elles de manière aléatoire. Bien que représentant <10% en poids de la production mondiale des matières plastiques, les polycondensats fournissent un ensemble de molécules dotées de propriétés nouvelles et à grande valeur ajoutée: matériaux à haute résistance thermique ou chimique, fibres à haute tenacité, mousses rigides à porosité contrôlée, etc. La plupart des polymères techniques ou "nobles" comme les polyesters, polyamides, polyuréthannes, polycarbonates, polyimides et polysiloxanes, les polymères de spécialité (polymères "cristaux liquides", polysulfones, PEEK) et la plupart des thermodurcissables (époxides, phénol-formaldéhyde) sont produits par polycondensation.
En voici un aperçu historique pour les application des polymère :
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