Présentation
RÉSUMÉ
Les réacteurs de polymérisation radicalaire en milieu homogène sont ici abordés. Après avoir défini les caractéristiques structurales des macromolécules et les modèles de réacteurs, le schéma cinétique d’une polymérisation radicalaire est détaillé. Les liens entre le réacteur de polymérisation et le polymère produit (quantité et qualité) sont établis par la méthode des moments associée aux bilans de matière (réactifs et macromolécules) et au bilan enthalpique. Les nombres sans dimension décrivant le fonctionnement du réacteur sont déterminés.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l'articleAUTEUR(S)
-
Alain DURAND : Professeur à l’université de Lorraine - Laboratoire de chimie physique macromoléculaire, CNRS, Université de Lorraine, Nancy, France
-
Sandrine HOPPE : Chargée de recherche au CNRS - Laboratoire réactions et génie des procédés, CNRS, Université de Lorraine, Nancy, France
-
Dimitrios MEIMAROGLOU : Maître de conférences à l’université de Lorraine - Laboratoire réactions et génie des procédés, CNRS, Université de Lorraine, Nancy, France
-
Christophe SERRA : Professeur à l’université de Strasbourg - Institut Charles Sadron, CNRS, Université de Strasbourg, Strasbourg, France
-
Rabih RACHET : Responsable de l’équipe procédés - Solvay, Lyon, France
-
James WILSON : Responsable recherche et innovation Synthèse de polymères - Solvay, Aubervilliers, France
INTRODUCTION
La polymérisation radicalaire est utilisée pour produire une très grande variété de polymères (de commodité, techniques ou de spécialité), tant à l’échelle du laboratoire qu’à l’échelle industrielle. Dans un procédé de fabrication de polymère, le rôle du réacteur de polymérisation est essentiel puisque c’est lui qui est responsable des caractéristiques structurales des macromolécules produites et qu’il est très difficile de les modifier ultérieurement. Les polymères sont ainsi dénommés « produits de procédés » du fait du lien étroit existant entre leurs propriétés d’application et les conditions dans lesquelles ils sont produits. L’ingénieur doit donc aborder les questions habituelles du génie de la réaction chimique (conception, transposition, extrapolation, optimisation d’un réacteur de polymérisation) en intégrant toutes les conséquences de cette spécificité.
L’objectif de cet article est de faire le point des connaissances nécessaires tant en ce qui concerne la polymérisation radicalaire que la description des réacteurs, en se concentrant sur les procédés impliquant un milieu réactionnel monophasique (homogène). Il s’agit donc d’un état de l’art général . Les informations fournies doivent permettre au lecteur de développer une approche quantitative pertinente adaptée à des cas particuliers de réacteurs et de monomères . Les critères de performance d’un réacteur de polymérisation sont définis tant en quantité qu’en qualité du polymère produit à partir d’une description des caractéristiques structurales des macromolécules. Le schéma cinétique d’une polymérisation radicalaire en milieu monophasique est ensuite décrit en détail ainsi que les expressions des vitesses des processus élémentaires. Les approximations usuelles sont présentées et leur validité est discutée. La nécessité d’une connaissance précise des processus élémentaires se déroulant dans le réacteur est soulignée. La prise en compte du choix de réacteur sur le polymère produit est présentée en utilisant la méthode des moments, les modèles classiques de réacteurs idéaux, les bilans de matière (réactifs et macromolécules) et le bilan enthalpique sur le réacteur. L’extension à des réacteurs non idéaux est abordée. Enfin, l’analyse dimensionnelle d’un réacteur de polymérisation permet de dégager les paramètres importants pour l’extrapolation et la transposition des résultats.
Cet article est réservé aux abonnés. Il vous reste 92 % à découvrir.
Déjà abonné ? Se connecter
MOTS-CLÉS
modèle de réacteur | méthode des moments | bilans de matière | bilan enthalpique | polimérisation radicalaire
DOI (DIGITAL OBJECT IDENTIFIER)
CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Réacteurs homogènes de polymérisation radicalaire - Conception et fonctionnement
Les polymères en tant que « produits de procédés »
Sources bibliographiques
Cet article est réservé aux abonnés. Il vous reste 92 % à découvrir.
Déjà abonné ? Se connecter
Quiz et tests de validation présents dans cet article
Entraînez-vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.
Article inclus dans l'offre
"Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique"
(
505 articles
)
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.
Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.
Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.
Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.
