Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Les principes de base des principaux procédés de polymérisation en chaîne en milieux homogène (masse, solution) ou hétérogène (suspension, émulsion, mini-émulsion) sont décrits et illustrés par des exemples traitant de l’élaboration par voies radicalaire et ionique de matériaux polymères d’usage courant et innovants. Les procédés en milieux dispersés offrent des particularités intéressantes par rapport aux mécanismes de base, non seulement en termes de cinétique et de distribution des masses molaires, mais aussi en termes de morphologie des particules.
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This article deals with the main chain polymerization processes involved in the production of polymers. The principles of polymerization processes in both homogeneous and heterogeneous media are set out, and some examples of usual polymers are given to describe them in greater depth. The specific features of heterogeneous processes are highlighted, not only in terms of kinetics and molecular weight distribution, but also in terms of particle morphology.
Auteur(s)
-
Thierry HAMAIDE : Professeur Université de Lyon Université Claude Bernard Lyon 1 Ingénierie des Matériaux Polymères, Villeurbanne, France
INTRODUCTION
Les polymères synthétiques occupent une part importante dans l’industrie chimique et trouvent leur place dans tous les secteurs économiques. Cet article fait suite à l’article [J 5 830] traitant des chimies de polymérisations en chaîne par voies radicalaire et ionique et aborde la mise en œuvre de ces réactions dans les principaux procédés industriels de fabrication des polymères. L’une des spécificités des réactions de polymérisation est inhérente à la synthèse de macromolécules de haute masse molaire qui peut conduire à des milieux réactionnels visqueux limitant les échanges diffusionnels et thermiques. Les procédés de polymérisation doivent ainsi être conçus de manière à répondre à ces contraintes spécifiques. Selon les propriétés et les applications recherchées, les polymérisations s’effectuent en milieu homogène ou hétérogène (milieu dispersé). La polymérisation peut aussi être effectuée de façon continue ou discontinue (opération en continu ou en batch).
Les procédés de polymérisation de l’éthylène, du styrène et du chlorure de vinyle, sont plus particulièrement décrits. Les procédés catalytiques de polymérisation des oléfines sont traités par ailleurs [J 1 260]. La polymérisation de l’ε-caprolactame et de lactones est aussi abordée.
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KEYWORDS
suspension | emuulsion | mass polymerization | solution polymerization
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Glossaire7. Conclusion
Chimie et procédés de polymérisation sont clairement indissociables et doivent être traités simultanément. En effet, si la chimie permet de contrôler la structure chimique des macromolécules, les procédés de polymérisation doivent être conçus de manière à répondre aux contraintes spécifiques inhérentes au caractère macromoléculaire des produits formés, générant des milieux réactionnels visqueux qui limitent d’autant les échanges diffusionnels et thermiques. Par ailleurs, au-delà de cette réponse d’ordre physico-chimique, il convient de souligner que le choix du procédé est aussi directement lié à l’application visée car permettant d’obtenir des produits « prêts à l’emploi » ou ne nécessitant qu’une modification mineure avant leur utilisation. Ainsi, selon les contraintes, les propriétés et les applications recherchées, les polymérisations s’effectuent en milieu homogène ou dispersé, de façon continue ou discontinue. Enfin, ces procédés doivent aussi intégrer les contraintes environnementales (limitation, voire absence de solvants, limitation de la teneur résiduelle en monomère, rejets des effluents...).
Les polymérisations en milieux dispersés, notamment celles mettant en œuvre des phases continues aqueuses, permettent de répondre au nombre de contraintes tant physico-chimiques qu’environnementales. Les avancées importantes en chimie radicalaire contrôlée et leur implémentation dans les procédés hétérogènes, l’essor du CO2 supercritique, solvant vert attractif dont les champs d’application sont particulièrement vastes, laissent présager de nouveaux produits et de nouvelles applications prometteuses dans le domaine des nanomatériaux (latex fonctionnels, latex magnétiques, particules hybrides...).
Dans le domaine de la polymérisation en masse, le procédé d’extrusion réactive permet non seulement de réaliser des mélanges de polymères réactifs, mais aussi des réactions de polymérisation. Les faibles temps de séjour rendent ce procédé particulièrement attractif en termes de productivité à condition de trouver un amorceur suffisamment efficace pour obtenir rapidement les masses molaires souhaitées.
Enfin, quel que soit le procédé envisagé, il doit aussi permettre la mise en œuvre de matières premières biosourcées,...
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FONTANILLE (M.), GNANOU (Y.) - Chimie et physico-chimie des polymères. - Dunod (2013).
-
(2) - HAMAIDE (T.), FONTAINE (L.), SIX (J.L.) - Chimie des polymères. - Tec. & Doc. Lavoisier (2014).
-
(3) - BRANDRUP (J.), IMMERGUT (E. H.) - * - Polymer Handbook J., Éditeurs. J. Wiley.
-
(4) - Prévention et réduction intégrées de la pollution. - Document de référence sur les meilleures techniques disponibles pour la fabrication des polymères, août 2007, http://ied.ineris.frReference Document on Best Available Techniques in the Production of Polymers . August 2007, http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/
-
(5) - Directives environnementales, sanitaires et sécuritaires pour la fabrication des polymères dérivés du pétrole. - http://ifc.org
-
(6)...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Procédé pour la fabrication de poly-epsilon-caprolactones et poly-epsilon-caprolactones ayant des masses moléculaires élevées pouvant être obtenues par ce procédé. Solvay EP 0 626 405 B1 (1994).
Bulk reactive extrusion polymerization process producing aliphatic ester polymer compositions. US Pat. 5,969,089 (1999).
Batchwise preparation of crosslinked, finely divided polymers BASF. US Pat. 4,873,299 (1989).
Process for the production of a superabsorbent polymer. US Pat. 8,048,942 B2 (2011).
Perfectionnement pour la préparation de polymères superabsorbants WO 2007/006991 (2007).
Method for preparing butyl rubber. Can. Pat. 1,019-095 (1977).
Process for preparation of solution butyl rubbers using a major amount of AlR2X and a minor amount of AlRX2 as catalyst. US Pat. 3,361,725 (1968).
Process for preparation of butyl rubber using activated alkyl aluminum halides. US Pat. 6,403,747 B2 (2002).
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