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Effet du solvant sur la cinétique de la polymérisation radicalaire du méthacrylate de butyle en réacteur calorimétrique RC1

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Academic year: 2021

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HAL Id: hal-02442669

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Submitted on 22 Jan 2020

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Effet du solvant sur la cinétique de la polymérisation radicalaire du méthacrylate de butyle en réacteur

calorimétrique RC1

Isabelle Lahoud, Laurent Balland, Nicolas Brodu, Imed Ben Talouba, Nordine Mouhab

To cite this version:

Isabelle Lahoud, Laurent Balland, Nicolas Brodu, Imed Ben Talouba, Nordine Mouhab. Effet du

solvant sur la cinétique de la polymérisation radicalaire du méthacrylate de butyle en réacteur

calorimétrique RC1. 50ème Journées de Calorimétrie et d’Analyse Thermique, Jun 2019, Saint Valery

en Caux, France. �hal-02442669�

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JCAT 50

50

ème

Journées de Calorimétrie et d’Analyse Thermique, 3-5 juin 2019, Saint-Valéry en Caux EFFET DU SOLVANT SUR LA CINÉTIQUE DE LA POLYMÉRISATION RADICALAIRE

DU MÉTHACRYLATE DE BUTYLE EN RÉACTEUR CALORIMÉTRIQUE RC1

Isabelle LAHOUD, Laurent BALLAND, Nicolas BRODU, Imed BEN TALOUBA, Nordine MOUHAB

Normandie Université, Université de Rouen-Normandie/INSA-Rouen,

Laboratoire de Sécurité des Procédés Chimiques (LSPC), Saint-Étienne-du-Rouvray Cedex 76801, France

Mots clés : Calorimétrie réactionnelle, polymérisation, cinétique

Les réactions de polymérisation radicalaire, procédé le plus utilisé industriellement, sont celles occasionnant le plus grand nombre d’emballements thermiques dans l’industrie chimique. Le suivi de leur cinétique est important pour la sécurité de tels procédés. L’utilisation d’un solvant dans la réaction de polymérisation permet non seulement de disposer d'un tampon thermique mais également de contrôler la viscosité de la masse réactionnelle. Les propriétés physico-chimiques du solvant influencent également la cinétique globale de la polymérisation.

L’effet de la nature du solvant sur la cinétique de la polymérisation radicalaire du méthacrylate de butyle a été étudié sur une plage de température pour deux concentrations en monomère. Trois solvants ont été utilisés.

Les paramètres cinétiques du modèle global de polymérisation (modèle quasi-stationnaire) ou du modèle faisant appels aux étapes individuelles (amorçage, propagation et terminaison) ont été déterminés par une méthode indirecte utilisant le profil de puissance thermique dégagé par le système réactionnel et mesuré à l’aide d’un réacteur calorimétrique (RC1-RTCal). La méthode d’estimation consiste à reconstruire le profil de puissance et le comparer à celui obtenu expérimentalement. L’estimation des paramètres cinétiques du modèle global et ceux du modèle faisant appels aux étapes individuels utilise une méthode inverse combinant une technique localement convergente à un algorithme génétique. Contrairement aux méthodes d’analyse cinétique classiques de polymérisation, les paramètres cinétiques de la réaction ont pu être estimés jusqu’à des taux de conversions élevés dans des conditions opératoires proches de celles rencontrées dans les procédés industriels.

Les résultats obtenus montrent que la constante cinétique du modèle globale de la polymérisation est

modifié par la nature du solvant. Les propriétés du mélange final (Tg, viscosité, masse molaire moyenne et

indice de polymolécularité) permettent d’expliquer l’influence de la nature du solvant sur les constantes

de vitesse de propagation et de terminaison obtenues. De même à haute température, nous avons noté la

diminution du taux de conversion globale déterminé par RMN. Ceci peut être dû au phénomène de

dépropagation.

Références

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