Compositions solubles dans l'eau, base de polymères cationiques
hydrophiles et d'agents tensioactifs anioniques.
La présente invention se rapporte à des polymères hydrophiles cationiques utilisables par exemple comme agents floculants. Pour de tels usages, il est important que les compositions renfermant le polymères puissent être rapidement dispersées ou dissoutes dans l'eau.
On a maintenant découvert que des compositions renfermant un excès d'un polymère hydrophile cationique conjointement avec un agent tensio-actif anionique, qui formé éventuellement un sel avec le polymère cationique, peuvent être facilement dispersées ou dissoutes dans l'eau.
La présente invention a donc pour objet une composition soluble dans l'eau comprenant :
a) un polymère hydrophile cationique et b) un agent tensio-actif anionique, la quantité molaire de b) n'étant pas supérieure à la quantité molaire des unités de monomères cationiques de a).
Le polymère a) est exempt de constituants monomères anioniques, et est constitué soit entièrement d'unités de monomèrescationiques
ou à la fois d'unités de monomères cationiques et de monomères non ioniques. Par le terme cationique, on entend que l'unité monomère renferme un groupe qui peut soit porter une charge positive ou qui présente des propriétés basiques et peut être protonisée sous des conditions acides douces. De préférence, de tels groupes sont des groupes amino ou ammonium quaternaires. Parmi les polymères appropriés a),
on peut citer les polymères de condensation et d'addition cationiques, par exemple les polyamideamines, polyéthylèneimines et polyétheramines, comme décrits par exemple dans les brevets 3 210 308,
3 275 588, 3 329 657, 3 632 559, 3 753 931 et 4 056 610. De préférence, toutefois, le polymère a) est au moins constitué partiellement de polymères d'addition vinyliques de monomères vinyliques, cationiques et éventuellement non ioniques. De préférence, le polymère a) comporte moins de 70 % en poids de ces polymères d'addition vinyliques, de préférence au moins 90 % ; les polymères spécialement préférés a) sont constitués entièrement de ces polymères d'addition vinyliques.
Des monomères vinyliques préférés sont les monomères solubles dans l'eau, basés sur les esters et les amides d'acides acrylique et méthacrylique, les vinyl-pyridines, les diallylamines, les N-vinylpyrrolidones et les esters vinyliques. Parmi ces monomères cationiques, on peut citer comme types préférés les esters dialkyl-aminoalkyliques et dialkyl-aminohydroxyalkyliques des acides acrylique et méthacrylique, et les composés trialkylammonium correspondants ; les amides dialkyl-aminoalkyliques des acides acrylique et méthacrylique, et les composés trialkylammonium correspondants, les esters dialkylsulfoniumalkyliques des acides acrylique et méthacrylique ; la 2- et la 4-vinylpyridine et les dérivés N-alkyl-pyridinium ; les N-alkyl-diallyamines et les dérivés N,N-dialkyl-diallylammonium correspondants.
Parmi ces composés, les groupes alkylènes formant les ponts entre les atomes N et 0, 0 et S ou N et N, renferment de préférence de 2 à 4, plus avantageusement de 2 à 3 atomes de carbone, et les groupes alkyles sur les atomes d'azote ou de soufre renferment de préférence 1 à
4, plus avantageusement 1 ou 2 atomes de carbone et peuvent être substitués ou non substitués par du phényle. Le groupe alkyle substitué par du phényle est de préférence le benzyle ; plus avantageusement, toutefois, les groupes alkyles ne sont pas substitués.
Les monomères cationiques les plus préférés sont ceux correspondant aux formules I-VIII.
<EMI ID=1.1>
<EMI ID=2.1>
<EMI ID=3.1>
R est du méthyle ou de l'éthyle,
R est du méthyle ou de l'éthyle,
R est de l'hydrogène, du méthyle ou de
l'éthyle,
X est -0- ou -NH-,
Y est H ou -OH- lorsque X est -0-
et H lorsque X est -NH-,
n est 0 ou 1, pourvu que, lorsque Y est <EMI ID=4.1>
<EMI ID=5.1>
rée de l'invention, toutefois, A est A ce dernier étant l'anion de l'agent tensio-actif anionique b).
Les monomères cationiques particulièrement préférés sont ceux de formules I et II, notamment ceux dans lesquels Y est de l'hydrogène et notamment ceux dans lesquels Y est l'hydrogène, X est -0- et n est zéro.
Des monomères non-ioniques préférés sont l'acrylamide, le méthacrylamide, la N-vinylpyrrolidone, l'éther méthyl-vinylique, l'éther éthylvinylique, et les composés de formule IX.
<EMI ID=6.1>
dans laquelle R est tel que défini ci-dessus.
Parmi ceux-ci, l'acrylamide et le méthacrylamide, notamment l'acrylamide, sont préférés.
Des polymères cationiques préférés a) sont des copolymères de
<EMI ID=7.1>
méthacrylamide et/ou de l'acrylamide. Dans les polymères cationiques a), la quantité molaire d'unités monomères cationiques est de préférence d'au moins 5% du total, de préférence 10-80 moles %, en particulier 10-40 moles %. Il peut être avantageux, toutefois, d'utiliser un mélange de deux polymères cationiques de teneurs cationiques différentes, par exemple un polymère cationique faible de par exemple 5-20 moles % d'unités cationiques et un polymère fortement cationique de, par exemple, 20-80 moles %, de préférence 30-60 moles % d'unités cationiques. Une teneur cationique désirée à l'intérieur d'une plage définie peut être ensuite obtenue en mélangeant les deux polymères
dans des proportions diverses.
Le poids moléculaire (poids moléculaire moyen PM) du polymère est de préférence > 100 000, plus avantageusement � 500 000, en par-
<EMI ID=8.1>
exemple jusqu'à 20 000 000.
Les polymères préférés peuvent être structurellement définis comme des co-polymères statistiques renfermant des motifs récurrents des trois types suivants :
<EMI ID=9.1>
(1) (2) (3)
<EMI ID=10.1>
est un résidu cationique dérivé de préférence d'un monomère de for-
<EMI ID=11.1>
et Z est un résidu non-ionique, de préférence de formule :
<EMI ID=12.1>
Si a 0 et représentent les proportions molaires d'unités
<EMI ID=13.1>
L'agent tensioactif anionique b) peut être un agent tensioactif classique quelconque, présentant au moins un résidu hydrocarboné lipophile et au moins un groupe anionique hydrophile. Des agents tensioactifs appropriés sont décrits par exemple dans "Surfactant Science Séries" (M. Dekker Inc., New York and Basle), vol.7 ; et "Anionic Surfactants" (ed. W.M. Linfield, 1976), tomes 1 et 2. Le résidu lipophile est de préférence araliphatique ou aliphatique et renferme au moins 9 atomes de carbone, de préférence 12-36 atomes de carbone. Le groupe anionique peut être un groupe acide conventionnel quelconque, éventuellement sous la forme d'un sel, par exemple un carboxylate, un phosphate, un phosphonate, un sulfate et un sulfonate, ce dernier étant le plus préféré et le phosphonate le moins préféré.
La molécule peut contenir des groupes d'éther de polyalkylène glycol, mais ceux-ci sont de préférence absents.
Des classes préférées d'agents tensioactifs anioniques sont :
les mono- di- et triglycérides d'acides gras sulfatés, particulièrement des monoglycérides sulfatés et d'huiles ou de graisses naturelles sulfatées ; des alcools gras sulfatés ; des alcanols amides d'acides gras sulfatés; des hydrocarbures sulfonés, particulièrement des sulfonates d'alkyles, des sulfonates d'oléfines et des sulfonates d'alkaryles , spécialement des sulfonates de pétrole, et des esters et des acides carboxyliques aliphatiques sulfonés, particulièrement des esters et des acides Of-sulfo-mono-carboxyliques et des sulfosuccinates d'alkyle ; des esters partiellement alkylés d'acides phosphoriques ; des acides carboxyliques aliphatiques (savons) ; et des produits carboxy-méthylation d'alcools gras, des monoglycérides et des alcanolamides d'acides gras.
De la liste ci-dessus, les sulfonates, particulièrement les sulfonates de pétrole, sont préférés.
Il est préférable que l'agent tensioactif anionique, soit pré-sent à l'origine au moins partiellement sous la forme d'un sel avec un cation classique, par exemple celui d'un métal alcalin, d'un métal alcalino-terreux, d'un ammonium ou d'un ammonium substitué (mono-, di-
<EMI ID=14.1>
De préférence, il est sous la forme d'un sel d'un cation inorganique polyvalent, Ce 2+ étant particulièrement préféré. Dans les compositions de la présente invention, toutefois, après que le polymère a) a été mélangé avec l'agent tensioactif b), le cation de l'agent tensioactif anionique peut être entièrement ou partiellement remplacé par des unités cationiques du polymère. Des sels de l'agent tensioactif avec un métal polyvalent peuvent être préparés in situ en traitant le sel de sodium de l'agent tensioactif avec un sel métallique soluble dans l'eau, par exemple un formiate ou un chlorure. Dans le cas du calcium, le chlorure de calcium est préféré.
L'agent tensioactif anionique peut être plus ou moins soluble ou dispersable dans l'eau ou peut être pratiquement insoluble dans l'eau (c'est-à-dire qu'il ne donne pas de solutions vraies dans l'eau aux concentrations utilisées; cependant, il peut encore être dispersable dans l'eau et/ou de préférence être dispersable ou soluble dans l'huile). Des agents tensioactifs anioniques préférés sont lipophiles et de préférence sont tels que leurs sels de sodium soient solubles dans les huiles. On préfère spécialement ceux qui sont sous la forme de sels de ces cations (en particulier les sels de calcium) qui ne donnent pas de solutions vraies dans l'eau, mais agissent comme émulsifiant E/H
(eau dans l'huile), particulièrement avec les huiles définies cidessous sous la rubrique c).
Les compositions de l'invention renferment de préférence, en addition à a) et b), c) une huile non miscible dans l'eau dans laquelle le polymère a) est insoluble.
Lorsque le composant c) est présent, le polymère a) est finement dispersé dans l'huile c).
Le composant c) peut être une huile simple ou un mélange d'huiles et peut être soit naturel soit synthétique. Parmi les huiles appropriées, on peut citer les huiles provenant du raffinage du
pétrole brut, les huiles végétales et .animales, les hydrocarbures synthétiques, les paraffines modifiées et les esters d'acide gras.
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Des représentants préférés de ces types d'huiles sont donnés ci-dessous :
1. Hvdrocarbures
1.1. Hydrocarbures provenant du raffinage du pétrole, et notamment :
1.1.1. L'éther de pétrole, intervalle d'ébullition 65-140[deg.]C (renfermant des aromatiques ou étant exempt d'aromatiques).
1.1.2. White spirits, diluants pour peinture etc., intervalle d'ébul- <EMI ID=15.1>
indiqués dans le tableau I suivant;
<EMI ID=16.1>
<EMI ID=17.1>
1.1.3. Isoparaffines, intervalle d'ébullition 110-260[deg.]C;
1.1.4. Huiles de paraffine (c'est-à-dire des huiles minérales, par exemple de l'huile pour diesel, de l'huile de broche, de l'huile pour machine, de l'huile pour cylindre, de l'huile de lubrification, de l'huile de vaseline);
1.1.5. du pétrolatum (de préférence mélangé avec une huile liquide à 20[deg.]C) ;
1.2. des hydrocarbures synthétiques, particulièrement obtenus par la synthèse de Fischer-Tropsch ou par hydrogénation sous pression élevée du carbone, par exemple :
pétrole synthétique (essence), intervalle d'ébullition 65-170[deg.]C Kogasin I intervalle d'ébullition 190-230[deg.]C Kogasin II intervalle d'ébullition 230-330[deg.]C
Huile de paraffine synthétique intervalle d'ébullition 300-450[deg.]C
1.3. Benzènes et alkylbenzènes, par exemple le toluène le xylène et.
les méthyl- éthyl-, triméthyl-, diméthyl-, éthyl- tétramé-
<EMI ID=18.1>
2. Les triglycérides animaux ou végétaux, particulièrement l'huile d'olive, et l'huile d'arachide, l'huile de graines de coton, l'huile de palme, l'huile de colza, l'huile de tournesol, l'huile de mais, l'huile de ricin et l'huile de pied de boeuf.
3.. Les monoesters d'acides gras, en premier les esters alkylés
<EMI ID=19.1>
et d'isobutyle, d'acides stéarique, oléique, palmitique et myristique, ainsi que leurs mélanges.
Les huiles préférées sont les hydrocarbures aromatiques inférieurs et des esters d'acides gras aliphatiques, notamment les hydrocarbures spécifiés dans les rubriques 1.1.2., 1.1.3. et 1.1.4. cidessus, notamment les white spirits faiblement aromatiques ou exempts d'aromatiques, les huiles d'isoparaffine et de paraffine.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le constituant c) renferme un mélange d'au moins deux huiles, particuliè-
<EMI ID=20.1>
que l'indice d'équilibre hydrophile/lipophile nécessaire pour une émulsion huile/eau (désignée-dans ce qui suit par l'abréviation 0/W-
<EMI ID=21.1>
lipophile optimale d'un agent tensioactif hypothétique qui est suffisant pour produire une émulsion stable huile dans l'eau ; voir par exemple "Cosmetics, Science and Technology" Wiley, 2ième édition, volume 3, 1974, pp 602-7, ou "Emulsion Science" P. Sherman, Academic Press, 1968 pp.146-7 ou "Emulsion; Theory and Practice, P. Becher, Amer. Chem. Soc. Monograph série N[deg.] 162, 2ème édition, 1965.
De préférence l'indice O/W-RHLB de c ) est inférieur à celui
<EMI ID=22.1>
la .plage de 10 à 15 ; parmi ces huiles, on peut citer par exemple, les huiles hydrocarbonées indiquées dans les rubriques 1.1.1., 1.1.2.,
1.1.3. et 1.3. ci-dessus. Des huiles préférées c ) présentent des indices O/W-RHLB dans la plage de 7 à 10 ; parmi ces huiles, on peut citer celles spécifiées dans les rubriques 1.1.4., 1.1.5., 2. et
3. ci-dessus.
De préférence, les compositions selon l'invention renferment outre a), b) et de préférence c), d) un agent tensioactif lipophile non ionique.
Le composant.d) est de préférence lipophile ou soluble dans l'huile et peut être un agent tensioactif unique ou un mélange d'agents tensioactifs. Le composé d) fonctionne avatageusement comme agent émulsionnant eau dans l'huile, c'est-à-dire qu'il est capable de former une émulsion eau dans l'huile avec au moins une partie de l'huile c) en présence d'eau. L'agent tensioactif b) est de préférence insoluble dans l'eau et présente un indice hydrophile/lipophile inférieur ou égal à 8, plus avantageusement dans la plage de 3 à 8, plus particulièrement dans la plage de 4 à 7. Si d) est un mélange, ces valeurs s'appliquent à l'indice moyen d'équilibre lipophile-hydrophile, du mélange.
Le composant d) est généralement un composé ou un mélange de plusieurs composés présentant au moins un résidu hydrocarboné lipophile d'au moins 9,. de préférence 9 à 24 atomes de carbone et au moins un résidu hydrophile non ionique, qui est de préférence un groupe mono- ou poly-éthylène glycol, renfermant éventuellement des unités de propylène glycol, ou bien le résidu d'un polyol, par exemple, le glycérol, le mannitol et le sorbitol. Parmi d'autres types appropriés,
on peut citer les Pluronics et Tetronics hydrophobes dans lesquels
la teneur en oxyde de propylène élevée peut être considérée comme
le résidu lipophile.
Parmi les types spécifiques d'agents tensioactifs non-ioniques, on peut citer :
Les produits obtenus par addition d'oxyde d'éthylène (EO) et/ ou d'oxyde de propylène (PO) (de préférence EO seul) à des alcools aliphatiques, des phénols alkylés, des acides gras, des alcanolamides d'acides gras, des esters partiels d'acides gras de polyols, et des huiles ou des graisses végétales, ou animales ; des esters partiels d'acides gras de polyols ; des copolymères EO/PO présentant une
teneur élevée en PO (du type Pluronic) ; des produits d'addition
EO/PO sur l'éthylène diamine, présentant une teneur élevée en PO
(type Tetronic) ; des diéthers de mono- ou de polyéthylène glycols avec des alcools aliphatiques et des phénols alcoylés ; et des diesters de mono- ou polyéthylène glycols, avec des acides gras aliphatiques.
Le nombre préféré d'unités d'oxyde d'éthylène dans les produits d'addition de EO aux alcools gras et aux phénols alcoylés est de 1 à 6 et,dans les produits d'addition aux acides gras et dans les di-esters de poly-alkylène glycols, le nombre d'unités EO est de préférence de 1 à 10. Ces nombres sont des valeurs moyennes et ils n'ont pas besoin d'être entiers.
Les esters partiels de polyols sont de préférence des diesters et plus particulièrement des monoesters de polyols aliphatiques ayant
3 groupes hydroxy ou.plus, en particulier du glycérol, du sorbitol
ou du mannitol.
Les résidus d'acides gras peuvent être saturés ou non saturés, (s'ils sont non saturés, de préférence monoéthylèniquement insaturés) et sont de préférence des groupes acyles présentant de 9 à
24, de préférence 12 à 20 atomes de carbone, particulièrement des résidus des acides laurique, myristique, stéarique, et oléique.
Si un groupe alkyle est le seul groupe lipophile, il présente de préférence, de 9 à 24, plus avantageusement 9 à 18 atomes de carbone, et peut être une chaîne droite ou ramifiée. Dans des groupes alkylaryles, le groupe alkyle a de préférence de 4 à 12 atomes de carbone et peut être également linéaire ou ramifié.
Des agents tensioactifs particulièrement préférés sont ceux de formules X à XIII.
<EMI ID=23.1>
<EMI ID=24.1>
Q est le résidu monovalent du sorbitol, du glycérol ou du di- ou tétra- éthylène glycol ;
t est 2-3;
r est 1 ou 2 ;
k est 3 à 5
et m est 4 à 9.
Les indices hydrophiles/lipophiles à l'équilibre des agents tensioactifs non-ioniques peuvent être calculés en utilisant une formule normalisée. Afin de fonctionner comme une émulsion ou dans l'huile dans ce système, l'indice hydrophile/lipophile calculé à l'équilibre doit être supérieur à 2,5.
<EMI ID=25.1>
lange d'huile et l'agent tensioactif d) sont de préférence choisis de façon que l'indice O/W-RHLB du mélange d'huile est aussi voisin que possible l'indice hydrophile/lipophile à l'équilibre de d), et en particulier n'est pas inférieur à cet indice.
De préférence les compositions selon l'invention renferment outre les constituants a), b), c) et de préférence d), e) de l'eau.
Le polymère a) et les sels de ce polymère avec l'agent tensioactif b) sont hydrophiles et retiendront l'eau ou formeront avec l'eau un gel ou un sol et dans suffisamment d'eau formeront une solution vraie ou colloïdale. La' quantité d'eau e) est choisie de préférence de sorte que le polymère conjointement avec l'eau se disperse finement dans l'huile. La dispersion peut être sous la forme d'une suspension d'un polymère humide ou gonflé par l'eau ou d'un gel aqueux de polymère dans l'huile, ou bien d'une émulsion dans une solution de polymère ou de sol de polymère aqueux dans l'huile.
Selon un aspect particulier de l'invention, la composition contient, outre les constituants a) - c), de préférence d) et éventuellement e), f) un solvant polaire miscible dans l'huile qui est uniquement faiblement soluble dans l'eau, ne se disperse pas de luimême dans l'eau, et qui ne présente aucune propriété émulsifiante de son propre chef, mais qui réduit la tension
à l'interface eau/huile.
Des solvants appropriés f) sont des composés qui présentent
des indices hydrophiles/lipophiles à l'équilibre, extrêmement bas, mais dont les molécules sont polaires dans une mesure suffisante pour les orienter à l'interface d'huile/eau. Des solvants préférés sont
<EMI ID=26.1>
riques ou les Pluronics. Parmi les exemples de solvants appropriés, on peut citer le méthyl-isobutyl-carbinol, le 2-éthyl-hexanol, l'isononanol, l'isodécanol, le 2,4,7,9-tétraméthyl-5-décyn-4,7-diol, le phosphate de tributyle, le phosphate de tri-isobutyle, le phosphate
de tri(butoxy-éthyle) et le Pluronic L101. La présence de f) est souhaitable en particulier s'il y a peu ou pas d'eau e).
Des compositions selon l'invention peuvent être préparées en mélangeant un agent tensioactif b), avant, pendant ou après la polymérisation avec le polymère a) et les monomères correspondants, le polymère ou les monomères étant présents sous la forme finement divisée. Lorsque a) est autre chose qu'un polymère d'addition vinylique,
il est préférable d'ajouter l'agent tensioactif au polymère déjà formé.Le polymère doit être sous forme finement divisée, par exemple sous la forme d'une solution aqueuse, d'une dispersion dans l'huile,
ou bien, de préférence, sous la forme d'une émulsion eau dans l'huile d'une solution aqueuse du polymère dans l'huile. Lorsque le polymère a) .est un polymère d'addition vinylique, il est avantageux de mettre en oeuvre la polymérisation dans un système d'émulsion eau dans l'huile, et d'avoir au moins une partie de l'agent tensioactif anionique b) présent avant la polymérisation, ou au moins avant l'addition du monomère cationique. Après la polymérisation, de l'eau et/ou de l'huile peuvent, si désirés, être éliminés par distillation, et le cas échéant d'autres additions d'un des composants a)-f) peuvent être réalisées.
De préférence, les monomères vinyliques sont émulsifiés sous
la forme de leur solution aqueuse dans au moins une partie de l'huile c) en présence de l'agent tensioactif anionique b), et de préférence également en présence de l'agent tensioactif lipophile non-ionique d). Cette émulsion eau dans l'huile peut être formée en ajoutant les monomères vinyliques à une émulsion eau dans l'huile déjà formée, ou bien les monomères peuvent être ajoutés à une solution ou une dispersion aqueuse de l'agent tensioactif anionique b), à laquelle on ajoute alors l'huile et éventuellement l'agent tensioactif non-ionique d, et la polymérisation débute par l'addition d'un catalyseur approprié.
La présence de l'agent tensioactif anionique dans l'émulsion ou dans l'huile renfermant du monomère avant la polymérisation permet à une partie des monomères cationiques, particulièrement sous des conditions neutres à acides, de former des sels avec les agents tensioactifs, ces sels étant moins hydrosolubles et plus lipophiles que les monomères eux-mêmes. Ces sels d'agents tensioactifs et de monomères sont nouveaux et font partie de la présente invention.
Des sels préférés correspondent à la formule XIV.
<EMI ID=27.1>
<EMI ID=28.1>
<EMI ID=29.1>
<EMI ID=30.1>
<EMI ID=31.1>
<EMI ID=32.1>
<EMI ID=33.1>
un sulfonate de pétrole.
Une variante de préparation des compositions selon l'invention consiste à former une dispersion'renfermant le polymère a), l'eau e) et l'agent tensioactif lipophile non-ionique d) dans l'huile c) en l'absence d'agent tensioactif anionique b) , puis à ajouter l'agent tensioactif b) à cette dispersion. Pour cette variante de méthode, il est préférable que l'agent tensioactif anionique
soit un hydrocarbure sulfoné soluble dans l'huile et pratiquement insoluble dans l'eau, et que l'huile soit une huile hydrocarbonée
du type spécifié dans la rubrique 1.1. ci-dessus, plus particulièrement du White Spirit. De préférence, la dispersion est obtenue par polymérisation en émulsion de la solution de monomère dans l'huile en présence de l'agent tensioactif d) comme émulsifiant, et éventuel-lement élimination partielle de l'eau par distillation.
La polymérisation en émulsion, de préférence en présence d'agent tensioactif anionique b) peut être réalisée de façon classique (voir par exemple "High Polymers" vol. 9,1955 - "Emulsion Polymérisation, Interscience Publishers, N.Y.). Des initiateurs à radicaux libres classiques sont utilisés pour catalyser la polymérisation. Parmi les systèmes initiateurs appropriés, on peut citer les composés peroxydés, par exemple l'hydroperoxyde de t-butyl, en combinaison avec des systèmes Redox, par exemple des sels ferriques, plus du thio-sulfate de sodium. Pour séquestrer les impuretés, il est préférable d'ajouter un agent complexant, par exemple les sels de l'acide éthylène-diamine-tétra-acétique (EDTA).
La phase aqueuse peut contenir d'autres additifs, par exemple des acides, des bases ou des systèmes tampons pour réguler le pH, ainsi que des sels, par exemple le sulfate de sodium et le chlorure de calcium.
L'air au voisinage de l'émulsion est normalement remplacé par un gaz inerte et la polymérisation débute par l'addition de l'initiateur. La polymérisation se produit par exemple à des valeurs de pH entre 2 et 8, de préférence sous des conditions acides (pH 2,5-5, de préférence 3-4). La teneur en eau de l'émulsion ou dans l'huile pendant la polymérisation est de préférence de 15 à 80 % en poids, plus avantageusement de 30 à 65 % en poids, basée sur le poids total de l'émulsion.
La polymérisation est normalement exothermique, et peut être réalisée sous des conditions adiabatiques ou isothermiques, mais elle est de préférence mise en oeuvre partiellement de façon adiabatique, c'est-à-dire que l'on permet à la température d'augmenter à l'intérieur de certaines limites, par exemple jusqu'à 120[deg.]C, sous pression si nécessaire. Des températures de réactions préférées se situent entre 30 et 110[deg.]C. Si le mélange réactionnel renferme des monomères hydrolysables, par exemple des esters ou des amides primaires, il est nécessaire d'éviter des conditions réactionnelles dans lesquelles des quantités significatives de produits d'hydrolyse se formeraient.
Pour la polymérisation en émulsion eau dans l'huile, il est avantageux d'utiliser une huile c) comportant au moins 50%, de pré-férence au moins 80% en poids d'hydrocarbures qui devraient être de préférence aussi et complètement aliphatiques que possible. La concentration de monomères dans l'émulsion n'est pas critique, mais pour des raisons économiques, il est avantageux de travailler avec des concentrations aussi élevées que réalisables en pratique. La concentration d'agents tensioactifs utilisés est réglée de façon à être suffisante pour obtenir une émulsion eau dans l'huile stable dans
les conditions de polymérisation.
Après que la polymérisation est terminée, l'émulsion eau dans l'huile renfermant le polymère peut être traitée par addition d'autres quantités de composants a) - f) ou, si désiré, la quantité de composants c) et/ou e) peut être réduite par distillation. Par de tels réglages, les propriétés de l'émulsion, par exemple sa stabilité et sa facilité de dilution avec de l'eau, peuvent être influencées et améliorées. Si outre le polymère d'addition vinylique, d'autres polymères cationiques a) sont présents, ceux-ci sont ajoutés de préférence après que la polymérisation en émulsion soit terminée.
Si le composant f) est présent, celui-ci est de préférence ajouté après la polymérisation en émulsion, plus avantageusement après que tous les autres composants aient été ajoutés. Il peut être avantageux de mélanger f) avec un peu d'huile c) avant l'addition.
<EMI ID=34.1>
pas déjà présente, peut être ajoutée après la polymérisation par émulsion, éventuellement après qu'une certaine partie de, ou toute l'eau a été éliminée par distillation.
Selon l'invention, on peut obtenir des dispersions très finement divisées, même avec de très faibles quantités de tensioactifs.
Les poids relatifs des différents cons tituants des compositions selon l'invention peuvent être représentés de la manière suivante :
pour chaque fois 100 parties en poids du polymère a), la composition contient x parties en poids de b), y dé c), z de d) u de e) et v de f). Les représentations 100 pour a) et x pour b) ne tiennent pas compte de la formation de sel entre a) et b); c'est-à-dire que le poids de l'agent tensioactifs et qui forme un sel avec le polymère n'entre pas en compte dans le poids moléculaire, mais reste une partie du poids x.
Les plages préférées de x-v sont indiquées dans le tableau II ci-dessous, les valeurs pour chaque composant étant indépendantes les unes des autres, sauf indication contraire. Pour certaines applica-
<EMI ID=35.1>
rence inférieur à y. TABLEAU
TABLEAU II
<EMI ID=36.1>
La teneur en eau (u) peut varier entre de larges limites et en théorie il est possible d'éliminer complètement l'eau par distillation en obtenant u = 0. En pratique, il est difficile d'éliminer les dernières traces d'eau du polymère, il est également possible d'ajouter de l'eau sous la forme d'une quantité additionnelle de solution de polymère aqueux ou en émulsion eau dans l'huile ; de sorte que la teneur en eau de la composition puisse être élevée. Comme il n'est pas possible du point de vue économique d'éliminer toute l'eau, u peut de préférence être 5-300, plus avantageusement 10-200.
Des compositions préférées contiennent, pour 100 parties en poids de a), 1 à 30 parties de b), 30-400 parties de c), 1 à 80 parties de d), 0 à 300 parties de e) et 0 à 30 parties de f), le poids
de f) étant inférieur au 1/3 de celui de c).
Des compositions particulièrement préférées sont celles dans lesquelles le poids de chaque composant présent se situe dans la
plage donnée dans la colonne (la plus avantageuse) du tableau II.
Les compositions renfermant de l'huile selon la présente invention sont des dispersions, qui peuvent présenter une large plage
de viscosité. La viscosité rotationnelle Brookfield (mesurée dans
un viscosimètre LV) peut varier entre 5 cp (broche n[deg.] 2) et 10 000 cp (broche n[deg.] 4), de préférence entre 50 cp (broche n[deg.] 2) et 5 000 cp
(broche n[deg.] 4). Les dispersions sont stables et peuvent être emmagasinées pendant de longues périodes de temps sans changement ou, s'il se produit une séparation entre deux couches, peuvent être restaurées sous leur forme originelle par simple agitation. Les compositions de l'invention, particulièrement celles renfermant l'huile c) possèdent une dispersion particulièrement bonne dans l'eau et peuvent rapidement être diluées avec de l'eau par agitation ou bien par l'utilisation d'un appareil de dilution classique. Dans une méthode préférée de dilution, la dispersion est pompée à travers une buse dans un courant d'eau qui entoure la buse.
Le courant d'eau présente une vitesse supérieure à celle du courant de dispersion, et cette vitesse est suffisante pour vaincre au moins partiellement les forces internes d'adhésion et de cohésion dans la dispersion, mais n'est pas suffisante pour réduire la taille des molécules du polymère. Le mélange de produit et d'eau est ensuite accéléré de façon alternative dans des tubes étroits puis décéléré dans des zones de mélangeage plus larges jusqu'à ce qu'on obtienne le degré désiré de mélangeage. Ni tamis ni filtre ne sont utilisés dans ce procédé à partir du moment où les courants d'eau et de la dispersiori sont en contact l'un avec l'autre.
Un appareil de mélangeage approprié pour mettre en oeuvre le procédé ci-dessus comporte au moins deux chambres de mélangeage cylindriques connectées par une tuyauterie rigide ou flexible de diamètre inférieur ou égal à la moitié de celui de chacune des chambres de mélangeage. La première chambre est pourvue d'un tube coaxialement monté pour l'écoulement d'un courant d'eau et un second tube,- sensiblement à angle droit avec le premier, se terminant par une buse située entre l'axe et la circonférence du premier tube et juste au-dessus de l'extrémité du premier tube. Des moyens sont fournis pour pomper la dispersion à travers ce second tube. Près de l'autre extrémité de la chambre de mélangeage, se trouve un tube de sortie conduisant à
la seconde chambre de mélangeage. La seconde chambre de mélangeage
et une chambre de mélangeage subséquente quelconque sont pourvues chacune d'un orifice d'entrée et d'un tube de sortie, de préférence montés sur les parois latérales, un au voisinage de chaque extrémité de la chambre. Finalement, un tube de sortie provenant de la dernière chambre de mélangeage conduit à l'appareil dans lequel la dispersion aqueuse diluée de la composition selon l'invention doit être utilisée.
Un appareil particulièrement préféré est illustré au moyen de l'exemple des figures 1 et 2. La figure 1 est une vue en élévation verticale d'un appareil de mélangeage à six chambres, la chambre supérieure 1 étant représentée en coupe transversale. La figure 2
est une coupe transversale horizontale selon la ligne XX' de la figure 1.
Les chambres 1-6 sont montées alternativement sur les côtés opposés d'un bâti 7 et fixées par les attaches 8. Les chambres sont constituées d'une tuyauterie cylindrique 9 fermée par des chapeaux filetés 10 qui peuvent être démontés pour nettoyage. Dans la chambre
1, la tuyauterie 9 est en un matériau transparent pour permettre l'observation directe du processus de mélangeage, dans les autres chambres, elle est en métal.
La chambre 1 est munie d'un tube d'amenée d'eau coaxial 11,
sur lequel est monté à angle droit un tube d'amenée pour dispersion
12 qui se termine par une buse à six trous 13 positionnée de façon
à se trouver complètement à l'intérieur du courant d'eau délivré par le tube 11. Dans la tuyauterie cylindrique 9, près de l'extrémité la plus éloignée du tube 11, se trouve une ouverture 14 conduisant à
un tuyau flexible 15 qui sert de liaison à une ouverture similaire dans la paroi latérale de la chambre 2. A partir d'une seconde ouverture dans la chambre 2, un autre tuyau 16 conduit à la chambre 3. Les chambres 2 à 6 sont toutes identiques de construction et
sont connectées, les unes à la suite des autres, par des tuyaux 16-19. Enfin, la chambre 6 est pourvue d'un tuyau d'alimentation flexible 20.
En fonctionnement, on fait passer un courant d'eau à travers
le tuyau 11 dans la chambre 1, et on le laisse s'écouler jusqu'à ce que toutes les chambres se remplissent et que l'eau sorte par le
tuyau 20. L'indice Reynolds de l'écoulement d'eau à la sortie du
tuyau 11 se situe de préférence entre 25 000 et 75 000, et la chute
de pression à travers l'appareil sera pour un appareil de taille moyenne d'un volume total de 1-100 litres, de préférence de 0,5 à 2,5 bars, plus avantageusement 0,6 à 1,5 bars.
La dispersion est ensuite pompée par le tuyau 12 selon un débit suffisant pour fournir la concentration désirée du produit. La dispersion passe à travers la buse 13, dont la taille et le nombre des trous peut varier selon la viscosité de la dispersion, et est rapidement mélangée dans le courant d'eau provenant du tuyau 11. Le mélange passe de la chambre 1 à travers le tuyau étroit 15 dans lequel son débit s'accélère, et ensuite dans la chambre large 2 dans lequel son débit diminue à nouveau. Les accélérations et décélérations alternées de l'écoulement dans les tuyaux de connexion successifs
et les chambres de mélangeage fournissent un mélangeage complet de la dispersion dans l'eau, et l'eau renfermant le produit est délivré via le tuyau 20 à l'appareil dans lequel il doit être utilisé.
Les compositions selon l'invention peuvent être très rapidement diluées avec de l'eau et sont ainsi appropriées à être utilisées dans de nombreuses techniques en continu à l'échelon industriel, dans lesquelles les polymères cationiques sont utilisés. En utilisant le mélangeur décrit ci-dessus, on peut obtenir des solutions ou des dispersions complètement diluées sans avoir utilisé de réservoir de stockage ; le mélangeur peut être simplement connecté à l'appareillage dans lequel le produit:dilué sera utilisé.
Les compositions peuvent contenir des concentrations très élevées de polymères cationiques permettant une manutention minimale des liquides encombrants.
Non seulement les compositions concentrées décrites ci-dessus; mais encore des compositions partiellement diluées renfermant au moins 0,01 % en poids de polymère a), plus avantageusement au moins 0,1%
en poids de a) font partie du domaine de la présente invention. Les compositions partiellement diluées peuvent être en outre diluées comme spécifié ci-dessus avant utilisation.
Les compositions de l'invention sont utilisables comme agents floculants, particulièrement comme agents de rétention et délimination de l'eau dans l'industrie du papier et comme agents floculants pour des boues aqueuses, particulièrement des boues aérobies et anaérobies des systèmes de purification d'eaux d'égouts. Elles peuvent être également utilisées dans d'autres techniques dans lesquelles des polymères cationiques sont utilisés, par exemple la flottation des minéraux ou la récupération des huiles usées.
Dans la fabrication du papier, l'utilisation des compositions selon l'invention peut fournir une formation de feuilles particulièrement homogènes. Les compositions sont aussi notablement biodégradables.
Les exemples suivants illustrent l'invention : toutes les parties et pourcentages sont en poids à moins d'indication contraire.. Exemples
Emulsifiants utilisés :
B sel de sodium de monosulfate de sodium, PM 440-470
(solution à 62 % dans l'huile minérale) ;
B sel de sodium de monosulfate de pétrole, PM 480
(solution à 60 % dans l'huile minérale) ;
B sel de sodium de sulfonate secondaire de n-alcane, obtenu
par sulfoxydation de paraffine. Le groupe alkyle présente la composition moyenne suivante :
<EMI ID=37.1>
D Monooléate de sorbitol, HLB 4,0
D, 1:1 mono- et di-oléates de H(OCH2CH2)6,50H, HLB 7,0 (valeur
moyenne)
Ici dans ce qui suit, HLB signifie indice hydrophile/lipophile à l'équilibre.
Huiles utilisées :
C White. Spirit : exempt d'aromatiques,intervalle d'ébullition
<EMI ID=38.1>
<EMI ID=39.1>
190-250[deg.]C, PM moyen 180, teneur en aromatiques 0,5%,
<EMI ID=40.1>
avec les propriétés suivantes : densité 0,85-0,95, point d'aniline 70-80[deg.]C, indice d'iode 20-30.
<EMI ID=41.1>
densité 0,78;
<EMI ID=42.1>
densité. 0,87-0,90, indice d'acide 1,12, indice de saponification 190-200, indice d'iode 100-110, indice d'hydroxy 40-60 ;
<EMI ID=43.1>
viscosité (20[deg.]C.) 30 cp.
Solvants utilisés :
F phosphate de triisobutyle (50% dans l'isobutanol)
<EMI ID=44.1>
<EMI ID=45.1>
<EMI ID=46.1>
F5 Pluronic L101 10:90 copolymère EO/PO, P.M.3610
Exemple 1
On mélange 43,5 parties d'émulsifiant B avec 800 parties d'eau, de façon à obtenir une fine émulsion opalescente. Par addition de 8,2 parties de chlorure de calcium, il se forme un précipité de
<EMI ID=47.1>
parties de White Spirit C tout en agitant, obtenant ainsi une émulsion eau dans l'huile qui est stabilisée par addition de 99,5 parties
<EMI ID=48.1>
parties de chlorure de méthacryloyloxy-éthyltriméthylammonium aqueux à 75 %, 454 parties d'acrylamide, 1,4 partie de sel de sodium d'ETDA,
<EMI ID=49.1>
après quoi le pH de la phase aqueuse s'élève à 3,0. L'émulsion est chauffée à 35[deg.]C sous azote, et une solution exempte d'air de 2,7 parties de thiosulfate de sodium dans 50 parties d'eau est ajoutée goutte à goutte pendant 8 heures, la température étant maintenue à
35-40[deg.]C par refroidissement.
La polymérisation est terminée lorsque toute la solution de thiosulfate a été ajoutée. Une fine dispersion stable de polymère est obtenue et présente une viscosité Brookfield de 1 000 cp (broche n[deg.] 3 60 tr/min). Le produit est très facilement dilué dans l'eau, la viscosité maximale de la dilution aqueuse à 0,5 % avec de l'eau froide, étant atteinte après seulement 30-40 secondes. La viscosité d'une dilution aqueuse à 1% fraîchement préparée est d'environ 500 cp
(Brookfield 3, 60 tr/min).
Exemple 2
On ajoute dans l'ordre 454 parties d'acrylamide, 353 parties de chlorure de méthacryloyloxy-éthyltriméthylammonium, 1,4 partie de EDTA disodique, 0,7 partie de sulfate ferrique et 9,8 parties de chlorure de calcium à 600 parties d'eau. La solution ainsi obtenue est ensuite mélangée avec une solution de 52 parties d'émulsifiant
<EMI ID=50.1>
en fournissant une émulsion eau dans l'huile dont la phase aqueuse présente un pH de 3,0. Sous une atmosphère d'azote, on ajoute d'abord 0,7 partie d'hydroperoxyde de t-butyle et ensuite une solution exempte d'air de 1,1 partie de thiosulfate de sodium dans 12 parties d'eau.
Il se produit une réaction fortement exothermique, se traduisant par une élévation de la température jusqu'à 90[deg.]C même sous refroidissement léger. Par refroidissement, on obtient une fine dispersion de polymère, qui est facilement diluée dans l'eau.
Exemple 3
24 parties d'émulsifiant B sont mélangées avec 480 parties d'eau, donnant ainsi une fine émulsion opalescente. A cette dernière, on ajoute 564 parties de chlorure de méthacryloyloxy-éthyltriméthylammonium aqueux à 75 %, après quoi le sel tensioactif du monomère cationique se forme. Les composants suivants sont ensuite ajoutés dans l'ordre donné, sous agitation ; à savoir 408,3 parties d'acrylamide, 1,43 partie de EDTA disodique, 0,77 partie de sulfate ferri-
<EMI ID=51.1>
30 parties d'émulsifiant D2, 4,8 parties de chlorure de calcium et 0,6 partie d'hydroperoxyde de t-butyle.
La dispersion résultante est purgée avec de l'azote et chauffée à 30[deg.]C, et on ajoute ensuite une solution exempte d'air de 2,97 parties de thiosulfate de sodium dans 42 parties d'eau pendant 8 heures, la température s'élevant à 50[deg.]C. On obtient une fine dispersion de polymère, qui est facilement diluée avec de l'eau.
. Exemple 4
500 parties du produit de l'exemple 1 sont mélangés avec 10 parties de White Spirit C et 10 parties d'émulsifiant B et ensuite distillées avec un appareil de Dean-Starke à 26 mbar, 40[deg.]C jusqu'à ce que 200 parties d'eau soit éliminées. On obtient une fine dispersion stable de polymère, qui, en dépit de sa faible teneur en eau, est facilement diluée avec de l'eau.
Exemple 5
On procède comme dans l'exemple 1 et au produit obtenu, on ajoute 10% du poids total du produit de l'exemple 3.1 du brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3 632 559, renfermant 20% en poids de polymère cationique et 80 % d'eau. On obtient une émulsion eau dans l'huile stable.
Exemple 6
i) Préparation d'une dispersion de polymère sans agent tensio-
actif b) .
454 parties d'acrylamide et 353 parties de chlorure de méthacryloyloxy-éthyltriméthylammonium aqueux à 75 % sont dissous dans 800 parties d'eau, et 1,43 parties de EDTA disodique et 0,72 partie de sulfate ferrique sont ajoutés. Le pH est réglé à 3,0 avec environ 0,1 partie de soude caustique à 30%, puis une solution de
143 parties de l'émulsifiant D dans 440 parties de White Spirit C est ajoutée tout en agitant vigoureusement. Il se forme une émulsion laiteuse eau dans l'huile dont on chasse soigneusement l'air par agitation en faisant barboter dans le mélange un courant d'azote.
Après addition de 0,67 partie d'hydroperoxyde de t-butyle, le mélange est chauffé à 35[deg.]C, et une solution de 2,7 parties de thiosulfate de sodium dans 50 parties d'eau est ajoutée goutte à goutte pendant 5 heures, la température étant maintenue à 36-38[deg.]C par refroidissement. Après que l'addition est terminée, on poursuit la réaction pendant 2 heures à 35[deg.]C, et le produit est ensuite refroidi à la température ambiante.
ii) Addition de l'agent tensioactif b).
Une émulsion aqueuse à 20 % de B (sulfcnate sodique de pétrole) est traitée avec un excès de chlorure de calcium, et le précipité
de sel de calcium recueilli par filtration, séché sous vide à 60-70[deg.]C, est repris dans de l'huile minérale pour fournir une solution à 30
20 parties de cette solution et 20 parties de White Spirit C sont ajoutées à 200 parties de la suspension préparée en i) ci-dessus. Un produit visqueux est obtenu qui,en dépit de sa viscosité élevée,peut être rapidement dilué avec de l'eau.
Exemple 7
Le sel de calcium de l'émulsifiant B est préparé comme décrit
<EMI ID=52.1>
mélange de 80 parties de WhiteSpirit C et 30 parties d'huile minérale C3. 25 parties de cette solution sont ajoutées à 200 parties de la suspension préparée à l'exemple 6 i). Le mélange résultant est facilement dilué avec de l'eau.
Exemple 8
A 200 parties de la suspension préparée dans l'exemple 6 i), sont ajoutées 30 parties d'une solution renfermant 14,3% de sulfonate
<EMI ID=53.1>
On obtient un produit visqueux qui est facilement dilué par addition d'eau.
Exemple 9
A 2210 parties de l'émulsion polymère préparée dans l'exemple 1, on ajoute 330 parties d'huile minérale C et 330 parties de petrolatum C4, et le mélange est évacué sous 26 mbar en agitant puis chauffé à 40[deg.]C pendant environ 6 heures, en recueillant 860 parties d'eau dans un piège de Dean-Stark, l'huile qui distille étant recyclée au mélange de distillation. On obtient une très fine dispersion stable, faiblement visqueuse, et qui peut être diluée avec de l'eau approximativement aussi facilement que le produit de l'exemple 1.
Exemple 10-
Une dispersion renfermant 960 parties d'eau, 816,6 parties d'acrylamide, 1128 parties de chlorure de méthacryloyloxy-éthyltriméthylammonium, aqueux à 75 %, 2,9 parties de EDTA disodique, 1,5 partie de sulfate ferrique, 9,1 parties de chlorure de calcium,
<EMI ID=54.1>
<EMI ID=55.1>
pH 3,0 et l'on ajoute 1,2 partie d'hydroperoxyde de t-butyle. La polymérisation est réalisée sous azote en ajoutant 6,5 parties de thiosulfate de sodium dans 20 parties d'eau pendant 8 heures, la tempé-
<EMI ID=56.1>
A ce produit on ajoute 165,7 parties d'huile minérale C et
27,7 parties d'émulsifiant D , puis l'on élimine par distillation
1186 parties d'eau à 20-26 mbar et 50[deg.]C. La fine dispersion mobile résultante est mélangée à 157,5 parties d'huile d'olive C et 157,5 parties de 2-éthyl-hexanol (F2). Le produit est pratiquement dilué de façon instantanée dans l'eau.
Exemples 11-13
On procède comme dans l'exemple 10 en remplaçant F par des
<EMI ID=57.1>
Exemple 14
43,5 parties d'émulsifiant B sont mélangées avec 834 parties d'eau pour obtenir une très fine émulsion opalescente. Afin de former
<EMI ID=58.1>
Les constituants suivants sont ensuite ajoutés tout en agitant :
557 parties d'acrylamide, 216 parties de chlorure de méthacryloyloxyéthyltriméthylammonium, aqueux à 75 %, 1,4 partie de EDTA disodique et 0,7 partie de sulfate ferrique, en obtenant une solution turbide,
<EMI ID=59.1>
sous azote par l'addition de 0,7 partie d'hydroperoxyde de t-butyle, puis 6 parties d'une solution de 2,7 parties de thiosulfate de sodium dans 50 parties d'eau. La température monte à 85[deg.]C, même en refroidissant. La dispersion résultante peut être rapidement diluée avec de l'eau.
Exemple 15
On procède comme dans l'exemple 14 avec les changements suivants :
On utilise 709 parties d'eau, 183,3 parties d'acrylamide et
714 parties de monomère cationique aqueux; la température atteint approximativement 43[deg.]C sous des conditions adiabatiques ; et après
<EMI ID=60.1>
<EMI ID=61.1>
Exemple 16
On procède comme dans l'exemple 14 avec les changements suivants :
<EMI ID=62.1>
parties de C3 ; et la température est maintenue entre 35 et 40[deg.]C.
Exemple 17
On mélange 43,5 parties d'émulsifiant B avec 800 parties d'eau, et à l'émulsion résultante on ajoute 8,8 parties de chlorure de calcium, 363 parties d'acrylamide, 124 parties de diallylamine,
353 parties de chlorure de méthacryloyloxy-éthyltriméthylammonium, aqueux à 75%, 131 parties d'acide chlorhydrique à 34% pour régler
le pH à 3,0, 1,4 parties de EDTA disodique et 0,7 parties de sulfate ferrique.il se forme une solution monomère homogène à laquelle on
<EMI ID=63.1>
de thiosulfate de sodium dans 50 parties d'eau. La température pendant la polymérisation s'élève sous des conditions adiabatiques à
65[deg.]C.
Exemple 18
On procède comme dans l'exemple 2 avec les changements suivants :
On utilise 29 parties de l'émulsifiant B et l'on remplace les 80 parties d'émulsifiant D par un mélange de 49 parties de D
<EMI ID=64.1>
Exemple 19
On procède comme dans l'exemple 17 avec les changements suivants :
On remplace 454 parties d'acrylamide par 363 parties d'acryla-
1-mide + 124 parties de diallylamine ; on n'utilise pas de HC1;
<EMI ID=65.1>
parties de solution de thiosulfate remplacent 16 parties ; et la température s'élève en 90 minutes à 90[deg.]C.
Exemple 20
On mélange 43,5 parties d'émulsifiant B avec 600 parties d'eau. A la solution obtenue, on ajoute 8,2 parties de chlorure de calcium, 454 parties d'acrylamide, 1,4 partie d'EDTA disodique,
<EMI ID=66.1>
qui est polymérisée sous azote en ajoutant 0,7 partie d'hydroxyperoxyde de t-butyle et une partie d'une solution de 2,7 parties de thiosulfate de sodium dans 50 parties d'eau. La réaction de polymérisation est maintenue à une température de 60[deg.]C. Lorsque la température commence à baisser, on ajoute goutte à goutte une solution de 265 parties de chlorure de méthacryloyloxy-éthyltriméthylammonium dans 288 parties d'eau, on obtient ainsi une élévation ultérieure de température, qui est maintenue à 55-60[deg.]C par refroidissement. A la fin de l'addition, le produit est agité 1 heure à 55[deg.]C puis refroidi à la température ambiante.
Exemple 21
On procède comme dans l'exemple 15 avec les changements suivants :
On utilise 11 parties de B à la place de 43,5 parties ; 25
<EMI ID=67.1>
3,25 parties de B2 à la place de 13 parties ; et ni F ni C ne sont ajoutés après la polymérisation.
Exemple 22
On procède comme dans l'exemple 16 avec les changements suivants :
<EMI ID=68.1>
50,00 parties de D sont utilisées à la place de
100 parties ;
6,5 parties de B sont utilisées à la place de 13 parties.
Exemple de dilution
On utilise un appareil de mélangeaae comme représenté à la figure 1, comportant 6 chambres chacune d'un diamètre interne de
11 cm et d'un volume de 2,5 1. Les tuyaux de connexion présentent un diamètre intérieur de 15 mm et ont chacun une longueur de 40cm.
Dans la première chambre de mélangeage, on fait passer à travers une buse de 15 mm de diamètre un courant d'eau de 2 000 litres par heure contenant une vitesse de 3,2 m/s. à la buse
(indice de Reynolds 47 000). Dans le courant d'eau, on fait passer, au moyen d'une pompe fonctionnant à une fréquence de 50 Hz, 5 1/h du produit de l'exemple 1. La buse de polymère présente 6 trous de 1 mm de diamètre, et est équipée avec une vanne de non retour.
Le produit dilué délivré par le mélangeur est une solution aqueuse prête à l'utilisation, du produit approprié à être employé dans la fabrication du papier.
Exemple d'application A
On prépare une pâte à papier aqueuse de 2% de la solution suivante : 100 parties de pulpe blanchie au sulfite, 20 parties de kaolin, 3 parties de résine, 2 parties de sulfate d'aluminium.
Quatre échantillons (250 ml) de cette pâte sont mélangés avec respectivement 5,10, 15 et 20 ml d'une dilution conditionnée aqueuse à 0,0125 % du produit de l'exemple 1 et 750 ml d'eau. Après agitation pendant 5 sec. à 250 tr/min, chaque mélange est versé dans 3 litres d'eau à l'intérieur de la chambre de remplissage d'une formeuse de feuilles Rapid-Kothen et après pause de 20 s., on fait fonctionner la vanne d'aspiration pour former la feuille. Après séchage et conditionnement, la feuille de papier est incinérée et la teneur en cendres est mesurée puis calculée comme un pourcentage du poids de la charge qui a été utilisée, en fournissant le pourcentage de retenue . Les résultats sont donnés au tableau A suivant.
TABLEAU A
<EMI ID=69.1>
Exemple d'application B
200 parties d'une suspension de boue anaérobie présentant une teneur de 5%en solide sec sont traitées avec W parties d'une solution conditionnée à 0,23 % d'eau du produit de l'exemple 1, agitées 10 s. dans un agitateur "Triton" à 1000 tr/min, puis immédiatement filtrées à travers un filtre à tissu. Pour chaque échantillon, le volume de filtrat après 30, 60,90, 120 et 180 s. est mesuré, et la valeur moyenne de ces mesures est calculée. Les résultats sont représentés au tableau B suivant.
TABLEAU B
<EMI ID=70.1>
Les produits des exemples 2-22 peuvent être utilisés de façon analogue dans les exemples d'application A et B.
REVENDICATIONS
1. Composition miscible dans l'eau, caractérisée en ce qu'elle comporte :
a) un polymère çationique hydrophile et, b) un agent tensioactif anionique, la quantité molaire de b) étant égale ou inférieure à la quantité molaire des unités monomères cationiques de a).