Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
La copolymérisation du chlorure de vinylidène conduit à une gamme de polymères semi-cristallins possédant des propriétés spécifiques remarquables (imperméabilité à l’oxygène, à différents gaz et à la vapeur d’eau, scellabilité, imprimabilité, transparence…). Ces composés s’obtiennent par trois procédés différents : émulsion aqueuse, résine soluble, résine extrudable. Cet article en dresse une présentation et une comparaison. Les propriétés et les principales utilisations des copolymères de PVDC sont ensuite listées.
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Christophe FRINGANT : Solvin France
INTRODUCTION
L’homopolymère du dichloro-1,1-éthylène (ou chlorure de vinylidène), découvert en 1930 par les Américains Feisst et Staudinger, polymérise facilement à partir de son monomère. Ses propriétés physiques, et particulièrement sa forte cristallinité, ne permettent pas de le mettre en œuvre aisément. En effet, l’homopolymère de VDC est insoluble dans la plupart des solvants organiques usuels et sa température de fusion est supérieure à sa température de dégradation thermique. Pour ces différentes raisons, les produits industriels sont toujours des copolymères de PVDC (poly(chlorure de vinylidène)) plus aisément transformables.
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Procédé en émulsion pour l’obtention de résines solubles ou extrudables3. Fabrication des émulsions aqueuses de PVDC
3.1 Procédé de polymérisation batch
Le schéma d’ensemble du procédé est présenté sur la figure 2.
Dans un autoclave (A) émaillé, à double enveloppe, le chlorure de vinylidène monomère et ses comonomères sont dispersés à froid dans de l’eau déminéralisée, additionnée d’agents émulsionnants (anioniques ou cationique), de catalyseurs de polymérisation (peroxydes minéraux solubles dans l’eau) et de différents produits d’appoint (agents de transfert, tampons de pH...). Une introduction différée de certains comonomères très réactifs est parfois nécessaire.
Une agitation adaptée permet à l’agent émulsionnant de former avec les monomères des micelles. Le catalyseur, qui dans ce cas est soluble dans l’eau, assure par sa décomposition (thermique ou réaction d’oxydoréduction) en radicaux un démarrage de la polymérisation dans la phase aqueuse. L’oligomère entre ensuite dans les micelles gonflées de monomères pour poursuivre sa polymérisation. La diffusion progressive des monomères vers les micelles, siège de la polymérisation, assure la croissance des micelles et forme des particules de 0,1 à 0,2 µm environ, qui restent en dispersion dans l’eau.
Dans certains cas, l’introduction progressive d’amorceur permet d’entretenir la réaction de polymérisation par apport de nouveaux radicaux. Il est également procédé à un ajout progressif d’émulsionnant en cours de polymérisation. Cet ajout est destiné à protéger les particules de polymère en croissance et à assurer la stabilité du latex.
La double enveloppe chauffée permet une montée en température du milieu réactionnel, qui initie la réaction de polymérisation. L’exothermie de celle-ci doit alors être contrôlée par arrivée d’eau froide dans la double enveloppe. La durée de polymérisation est de 3 à 24 h, avec une température de polymérisation comprise entre 30 et 80 ˚C. La copolymérisation est terminée lorsque la différence de température entre l’autoclave et sa double enveloppe s’annule ou lorsque la pression dans l’autoclave diminue signe de la consommation des monomères présents dans le ciel de l’autoclave.
En fin de polymérisation, l’autoclave est dégazé...
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Fabrication des émulsions aqueuses de PVDC
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - KOYANAGI (S.), coll. SHIN-ETSU CHEMICAL - Suspension polymerization of vinyl chloride and vinylidene chloride - . Brevet japonais, no 48-56773, 9 août 1973.
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(2) - SCHUETZ (J.E.), coll. DOW CHEMICAL - Controlled polymerization of mixtures of vinylidene chloride and vinyl chloride in aqueous suspension - . Brevet américain, no 3642743, 15 fév. 1972.
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(3) - KUREHA CHEM. IND - Vinylidene chloride production by catalytic dehydrochlorination of 1,1,1-trichlorethane - . Brevet japonais, no 51-38686, 23 oct. 1976.
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(4) - SOLVAY - Stabilizing vinylidene chloride by adding phenothiazine - . Brevet belge, no 765350, 30 août 1971.
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(5) - WALRAEVENS (R.), coll. SOLVAY - Process for the purification of vinylidene chloride - . Brevet américain, no 4000204, 28 déc. 1976.
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(6) - PALM (R.), coll. BASF - Vinylidene...
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