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Auteur(s)
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Jean-Louis LOCATELLI : Ancien responsable Recherche et développement EniChem Élastomères France
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Lire l’articleINTRODUCTION
Si, historiquement, la découverte et le développement du polychloroprène ont été liés à la synthèse du monomère par la voie acétylène, seule, aujourd’hui, la synthèse à partir du butadiène est industriellement pratiquée.
Le présent article décrit successivement les différentes étapes de fabrication du chloroprène monomère, puis sa polymérisation en émulsion (principe, mécanismes réactionnels, procédé industriel). Ensuite sont présentées les techniques de coagulation du latex et d’isolation du caoutchouc, la structure des différents polychloroprènes modifiés au soufre et au mercaptan, leur mise en œuvre et leurs propriétés à l’utilisation.
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Procédé industriel de polymérisation3. Obtention du polychloroprène
Parmi les différents modes de polymérisation existants, seule la polymérisation radicalaire en émulsion (figure 3) a été retenue pour la fabrication industrielle des polychloroprènes.
3.1 Principe de la polymérisation en émulsion
Cette technique met en jeu de l’eau et des tensioactifs (savons).
Les molécules de savon s’assemblent par groupes d’une centaine pour constituer des agrégats ou micelles d’une cinquantaine d’angströms de diamètre (soit 5 × 10–6 mm). Si l’on ajoute à cette suspension un composé hydrophobe, tel que le chloroprène monomère, celui-ci se rassemble dans la micelle (par affinité) et cette dernière augmente sensiblement de volume (gonflement).
Le nombre de micelles peut atteindre 100 milliards par mm3. Le monomère étant en trop grande concentration pour qu’il puisse être complètement occlus dans les micelles, l’excès reste sous forme de gouttelettes de diamètre de l’ordre de 10 µm (soit 10– 2 mm), entourées par des molécules de savon.
L’agent d’amorçage utilisé est soluble dans l’eau (système Redox) et les radicaux produits par sa décomposition se forment dans la phase aqueuse.
Les gouttelettes de monomère présentent une surface de contact avec l’eau considérablement moins importante que les micelles et ce sont, par conséquent, ces dernières qui capturent surtout les radicaux libres issus de la phase aqueuse.
Le radical libre amorce la polymérisation au niveau de la micelle. Le monomère consommé est renouvelé par une rapide diffusion du monomère des gouttelettes vers les micelles dont le volume croît.
La vitesse de polymérisation ne dépend pas de la concentration en amorceur. Elle est élevée tant que les gouttelettes n’ont pas complètement diffusé vers les micelles en croissance. Quand toutes les gouttelettes ont disparu, la vitesse de réaction décroît, mais la polymérisation se poursuit jusqu’à la conversion de tout le monomère contenu dans les micelles.
Par rapport aux autres techniques de polymérisation, la polymérisation en émulsion est caractérisée par la faible probabilité de terminaison des chaînes, d’où une vitesse de polymérisation et un degré de polymérisation...
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Obtention du polychloroprène
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - JOHNSON (P.R.) - Polychloroprene Rubber. - Rubber Chemistry and Technology, vol. 49, p. 650-702.
-
(2) - HOLLIS (C.E.) - Chloroprene and Polychloroprene Rubbers. - Chemistry and Technology, p. 1030-1041 (1969).
-
(3) - EniChem Élastomères France - * - Notices techniques et brochure Relations entre les structures et les propriétés des polychloroprènes.
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