CH309928A - Procédé pour la fabrication, par polymérisation en masse, de thermoplastes et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. - Google Patents

Procédé pour la fabrication, par polymérisation en masse, de thermoplastes et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.

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CH309928A
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Societe Anonyme D Saint-Gobain
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Saint Gobain
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/02Feed or outlet devices therefor

Description


  



  Procédé pour la fabrication, par polymérisation en masse, de thermoplastes et appareil
 pour la mise en oeuvre de ce procédé.



   La présente invention concerne un procédé pour la fabrication, par polymérisation en masse, des   thermoplastes    constitues par des polymères ou des copolymères insolubles dans le ou les monomères correspondants, comme par exemple les polymères de chlorure de vinyle ou de chlorure de   vinylidène    et ceux de   leurs eopolsmèreds qui sont insolubles    dans le    mëlang-e des monomères. Elle comprend éga-    lement un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.



     La    a polymérisation en masse de ces monomères, el notamment du chlorure de vinyle, présente un certain nombre de   difficultes    dues en grande partie au fait qu'il   est néces-    saire (le modérer la réaction, qui est   exother-      mique. et qu'il faut donc prévoir des    moyens pour éliminer correctement et régulièrement   ) es calories dégagées. Les    divers   types d'appa-    reils que l'on a déjà proposés pour effectuer de telles polymérisations sont notamment constitués par des autoclaves munis de différents systèmes d'agitateurs.



   Le procédé selon l'invention est   earaeté-    risé en ce que   l'on    maintient à l'état fluidifié la totalité de la masse en cours de polyméri  station.   



   Comme il est connu dans la technique moderne, par   état fluidifié   d'une masse   pul-      vérulente,    on entend un état de turbulence particulier de la masse, qui peut être obtenu à l'aide d'actions diverses (par exemple   injec-    tion de gaz, brassage) et qui se rapproche de l'état fluide. C'est ainsi que si   l'on    considère une masse de matière en poudre disposée dans un récipient et qu'on fasse tomber sur ladite masse un boulet pesant, par exemple un boulet en plomb, ce dernier forme à la surface de la poudre une empreinte, relativement peu profonde.

   Par   eontre,'si l'on soumet    la masse à l'action de moyens tels que insufflation de fluide gazeux, brassage énergique, etc., on constate que le même boulet, tombant de la même hauteur, pénétrera plus profondément dans la masse et parviendra même à toucher le fond du récipient. Cette masse a atteint alors l'état fluidifié.



   Lors de la polymérisation en masse con   duisant aux thermoplastes envisagés ci-dessus,    on constate que l'ensemble de la matière en cours de polymérisation prend très rapidement l'état pulvérulent. Par exemple, s'il s'agit de chlorure de vinyle, cet état   pulvéru-    lent est   at. teint dès que 25  1e seulement    de la matière sont polymérisés. Cet état se prête mal aux échanges de chaleur et à l'élimination correcte et régulière des calories   déga-      gées    pendant la réaction, et les moyens actuellement utilisés pour brasser cette masse pulvérulente ne permettent pas d'obtenir des résultats aussi bons qu'on le désire. 



   Si, conformément au procédé de   l'inven-    tion, on confère l'état fluidifié à l'ensemble de la masse en cours de polymérisation, on constate que ces inconvénients disparaissent et   que'l'on obtient,    en outre, divers avantages qui ressortiront de la description qui suit.



   Dans un mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, la masse en cours de polymérisation est amenée à l'état fluidifié par brassage dans un autoclave cylindrique horizontal tournant autour de son axe et contenant des boulets, barres et autres corps durs et chimiquement inertes, du même genre.



   La vitesse de   rotationcommuniquéeà    l'autoclave a une influence importante sur la fluidification de la masse. Il est done néeessaire de faire tourner celui-ci dans une gamme de vitesses déterminée.



   Ainsi qu'a pu l'observer la titulaire, cette gamme de vitesses est fonction du diamètre de l'autoclave, de sorte qu'il convient de considérer plus particulièrement la vitesse tan  gentielle périphérique    de la paroi   cylindri-    que interne de celui-ci.



   Pour une vitesse trop faible, la matière reste en grande partie à l'état compact, sans prendre l'état fluide, de sorte que dans ces conditions, les échanges thermiques sont mauvais et les résultats défavorables. Pour des autoclaves de type courant dans l'industrie, d'un diamètre de l'ordre de 50 à 100   cm,    à partir d'une vitesse périphérique de   l'or-    dre de 18 min, une partie importante de la masse passe à l'état fluidifié,. et lorsqu'on augmente la vitesse, on obtient rapidement la mise à l'état fluide de la totalité de la masse.

   Si l'on augmente la vitesse au-delà d'une certaine valeur, de l'ordre de 100 mimi, la force centrifuge tend à plaquer une certaine partie de la poudre contre la paroi, sous forme d'anneaux plus ou moins compacts, et en augmentant encore la vitesse, par exemple pour   200      m/min environ,    la totalité de la poudre se trouve plaquée contre le cylindre.



   La gamme des vitesses utiles, pour obtenir la fluidification, s'étend donc pratiquement, avee les autoclaves considérés, d'environ 20 m/min jusqu'à un peu moins de 100 m/min, mais pratiquement, on   a    intérêt à rester dans les vitesses faibles comprises dans cette zone, puisque ces vitesses donnent de bons résultats sans entrainer une consommation inutile d'énergie, ou une usure nuisible des appareils.



   I] est à noter qu'au début d'une opération de polymérisation, il   n'y    a dans l'autoclave qu'une quantité nulle ou faible de polymère solide, ce dernier se trouvant à l'état de suspension dans le monomère liquide. Dans ee milieu liquide, l'évacuation des ealories ne présente pas de difficulté spéciale et il n'est pas nécessaire d'imposer à l'autoclave une vitesse de rotation comprise dans la gamme des vitesses définies ci-dessus et correspondant à la   fhvidifieation    du polymère solide. On pourra done se contenter dans cette phase préliminaire d'une vitesse de rotation beaucoup plus. lente.



   Les dimensions, la densité des corps   iner-    tes et leur nombre, ont une influence sur les résultats obtenus. D'une façon générale, il est nécessaire que ces variables soient choisies d'une telle façon que lesdits corps roulent constamment sur la surface de l'autoclave et la balayent intégralement.



   L'expérience prouve que des boulets trop légers,   c'est-à-dire    de trop faible diamètre ou de trop faible densité, quittent, durant la   ro-    tation, la paroi   de l'autoclave    et ont tendance à se porter vers   l'axe    de rotation de celui-ci.



  Ce phénomène est à éviter et. on   v    remédie en augmentant le poids des boulets, c'est-à-dire en augmentant leur dimension ou leur densité. Toutefois l'expérience prouve que des boulets très denses, mais de trop petit diamètre sont à éviter.



   Pour obtenir un balayage convenable de toute la surface de l'autoclave, surtout, si   celui-ci    a un diamètre relativement grand, de l'ordre du mètre, il   y a intérêt à utiliser    des boulets   d'mn    diamètre de   10 à 12 ou même      15      em    et d'une densité d'au moins 6 à 7. On peut par exemple utiliser des boulets en plomb ou en acier ou encore des boulets creux lestés ou non de plomb. Les boulets peuvent être de diamètres différents. Un rangée de boulets est en principe suffisante, mais pour le cas où quelques boulets sortiraient de la ligne génératrice du cylindre, il est avantadeux de prévoir en plus un ou deux boulets supplémentaires,   voire une rangée supplémen-    taire.

   Il est inutile de mettre un plus grand nombre de boulets, et en particulier, il est peu recommandable de garnir l'autoclave de plusieurs couches de boulets comme on a l'habitilde de le faire pour les broyeurs à boulets.



   Le procédé selon l'invention présente diver. avantages par rapport aux autres procédés de polymérisation en masse. En premier lieu, on constate qu'il ne se forme pratique  ment-pas d'agrégats    de polymères. C'est-à-dire que presque tout le produit sortant de   l'auto-    clave à la fin de l'opération est assez fin pour passer au tamis de 30 mailles au pouce (AFNOR module 26), et sur ce produit qui passe an tamis 30, une forte proportion de t'ordre de 60    /o    au moins, et généralement plus, passe au tamis 60 (AFNOR 26),   c'est-    à-dire qu'il est   marchand  .



   Un autre avantage important du procédé réside dans le fait qu'il permet de régler avee une grande précision les températures de 1'opération. Grâce aux échanges thermiques   que    permet l'état fluide de lamasse, il est facile de régler la température intérieure de   l'auto-    clave à quelques degrés près, ce qui conduit à   obtenirunproduittrèshomogène,au.    point de vue de la longueur des chaînes Par ailleurs, on peut faire varier facilement la température de l'opération suivant que l'on désire obtenir un produit dont le degré de   polymé-      risation est plus ou moins élevé.    Comme on le sait, plus la température est élevée, plus le   degré    de polymérisation est faible.

   En général, le degré de polymérisation est exprimé    6    par le   K.      Wert      (K.    W.) défini par Fikentscher (voir Cellulose Chemie   1932,    tome 13).



  Pratiquement, les utilisateurs de chlorure de   polyvinyle recherchent    des produits dont le   K.      W.    s'échelonne entre 55 et 70. On obtient facilement de tels produits par le procédé selon l'invention et on peut régler assez exactement le   K. W.    du produit obtenu par la tem  pérature    de l'opération. Ainsi qu'il est connu, il n'y a pas intérêt, en général, à poursuivre la polymérisation jusqu'à   100  /m,    car, dans la dernière phase, il se produit surtout des bas polymères ; si donc on désire un produit contenant un faible pourcentage (3 à   4 11/o    seulement) de bas polymère, il y a intérêt à   arrêter l'opération    avant la polymérisation complète.

   En général, on obtient de bons résultats en arrêtant la polymérisation à   75--85       /ol    du total.



   Un autre avantage du procédé réside dans le fait que le taux horaire de polymérisation est plus   élesTé que dans les proeédés anté-    rieurs, ce qui se traduit par une diminution de la durée des opérations. Ainsi qu'on le verra dans les exemples ci-après, les opérations durent toujours moins de   24    heures et souvent seulement 15 à 16 heures.



   Un autre avantage de l'invention consiste encore dans le fait que l'agitation peut être obtenue sans agitateur recevant son mouvement de l'extérieur, ce qui supprime les presse-étoupe.



   Par ailleurs, on peut considérer que dans l'autoclave horizontal utilisé pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, chaque tranche verticale de l'appareil fonctionne comme les tranches voisines, c'est-à-dire que si l'on augmente la longueur de l'autoclave sans changer son diamètre, on augmente sa capacité de production sans changer en aucune façon les caractéristiques de 1'appareil en ce qui concerne les échanges thermiques, de sorte qu'on augmente la productivité de   l'instal-    lation sans modifier la conduite de l'opération.



   Comme catalyseur, on peut utiliser tous les catalyseurs habituels de polymérisation de ces composés de vinyle et en particulier. les peroxydes organiques, comme le peroxyde de benzoyle.



   Dans certains cas, il peut être intéressant d'opérer en présence   d'une    faible quantité de diluant qui doit être au moins partiellement miscible avec le monomère, mais non solvant ni gonflant du polymère. On utilise en général entre 0 et   5 I/o,    de diluant. Comme diluant, on peut utiliser les alcools, en particulier le méthanol, ainsi que les hydrocarbures, comme le propane, le butane, l'éther de pétrole ou même les gaz liquéfies comme le gaz carbonique liquide.   En général, l'utilisation des di-      luants produit une plus grande    finesse dans la granulométrie du produit.



   Voici divers exemples de mise en   oeuvre    du procédé selon l'invention, à l'aide d'un appareil comportant un autoclave rotatif à axe horizontal :
   E. temple 1    :
 Pour polymériser en masse du chlorure de vinyle, on utilise un autoclave cylindrique en acier inoxydable, tournant autour d'un axe horizontal. Cet autoclave, d'une contenance approximative   de 140 litres,    comporte un corps cylindrique ou virole de 600 mm de longueur et 500 mm de diamètre intérieur, doublé par une jaquette dans laquelle peut circuler de l'eau pour la régulation de la température.



  La virole est fermée à chaque extrémité par un flasque, raccordé à la virole par un congé.'
La virole comporte en son milieu un tampon, dont la surface interne est telle que lorsque le tampon est en place,   lasurfaceinterne    de l'autoclave ne présente aucune discontinuité.



  Le tampon permet le chargement et le déchargement de l'autoclave. Sur les flasques sont disposés les appareils de contrôle (ther  momètre,    manomètre), des regards, ainsi que les vannes servant à l'introduction du monomère et au dégazage.



   On place préalablement dans cet. autoclave 6 boulets en acier inoxydable, lestés de grenailles de plomb, de 90 rmm de diamètre et   pesant chacun    3   kg en une rangée conti-    nue le long de la génératrice inférieure du cylindre. On ajoute un boulet supplémentaire semblable aux autres.



   On introduit alors 50 kg de chlorure de vinyle,0. 08    /a    de peroxyde de benzoyle et 0, 2% de phosphate trisodique, ces quantités étant exprimées en poids, par rapport au chlorure de vinyle monomère.



   L'autoclave étant fermé et la circulation d'eau étant assurée, l'appareil est. mis en rotation à la vitesse linéaire tangentielle de   22 m/min, cette vitesse étant ealculée pour    la surface intérieure delà virole. La température est maintenue à   58"C sans aucune difficulté,    la polymérisation étant a chaque instant contrôlable par la seule régulation thermique de la circulation   d'eau.   



   Au bout de 17 heures, on arrête !'autoclave et on récupère le monomère restant par dis  tillation    an moyen d'une   circulation    d'eau à 40    C.    Lorsque la pression est tombée à zéro, on procède   a l'ouverture de l'autoclave. On       recueille 40 kg de. chlorure de polyvinyle sous    forme d'une poudre blanche assez fine, ce qui correspond à un   rendement de 80"/o,.    soit un taux horaire moyen de   polymérisation    de 4,7 %.



   Cette résine, dont le   K.    AV. est de 64, 3 et la teneur en bas polymères égale à 5.1 %. possède une granulométrie telle que 61 % de cette poudre passent au tamis AFNOR mo  dule. 26. Sa stabilité (exprimée    en durée au    bout de laquelle un échantillon de résine con-    tenant 1,   5"/o    de stéarate dibasique de plomb, lamine 10 minutes à 160 C et pressé ensuite à 200    C,    donne des signes apparents de décomposition) est de 1. 2, 5 minutes.



      Exemple   
 En opérant avec le même autoclave hori  zontal    tournant que dans l'exemple 1, on a   polymérisé 50 kg de chlorure de vinyle    en   présence de 0, 04"/.) de catalyseur    de   polyméri-      sation dans des conditions différentes    de vitesse tangentielle et en présence de boulets de dimension et de densité variées, en maintenant dans tous   les cas la température aux environs    de   60     C.



   Dans le premier cas, on utilise, comme dans   l'exemple 1.    des boulets en acier inoxydable, lestés de grenaille de plomb, de 90 mn de diamètre, pesant   3 kg et au nombre    de   7.   



   On effectue la polymérisation en adoptant    pour chaque opération des vitesses tangen-    tielles s respectives de   11. 22 eut    33   m/min.    Les taux horaires de polymérisation sont dans les trois cas. sensiblement. égaux, voisins de fi à 6,   2  /s,    et   les produits de polymérisation sensi-    blement analogues en ce qui concerne le   K.    la teneur en bas polymères et la   stabi-    lité. 



   Par contre, ces trois résines possèdent des caractéristiques de granulométrie très différentes, les pourcentages de-poudre, passant au tamis AFNOR module 26, étant respectivement de 50, de 75 et de   80       /o    lorsque la vitesse tangentielle passe de 11 m/min à 22, puis à 33 m/min.



   Dans le second cas, adoptant la même vi  tesse tangentielle    de 10 m/min et. une temperature de 60  C, on a utilisé successivement des boulets en plomb de 18 mm de diamètre et des boulets en bois superficiellement plombe, de 100 mm de diamètre.



   Avee 50 boulets de plomb de 18 mm de diamètre, soit une charge totale de 20   kg,    la conduite de l'opération s'est révélée très laborieuse, les boulets se trouvant dispersés dans toute la masse au cours de la polymérisation :   la    a température n'a pu être conservée   all voi-    sinage de 60  C, et après ouverture de l'autoclave, on a constaté la formation abondante de croûtes dures sur les parois de l'autoclave et de billes plus ou moins dures au milieu de la poudre de polymère.



   Avec 7 boulets de bois plombé, de 100 mm (le diamètre, de densité égale à 2,   92,    on   a    obtenu en   24 heures, avec    un rendement de   87 o/ov soit un taux    horaire de polymérisation de 3,   6"/o seulement,    une résine dont 58    /   ont    passé au tamis AFNOR module 26. La proportion de croûtes et agrégats formés au cours de la polymérisation a été de   10 ouzo    environ, alors qu'elle est pratiquement nulle lorsqu'on utilise des boulets de densité égale au moins à 6,5.



      E'xemple 3 :   
 Dans un autoclave de 2, 8   m3 en acier    ordinaire, de même conception que eelui décrit dans l'exemple 1, dont le diamètre intérieur est de 90   em,    on place deux rangées de boulets en acier lestés de plomb, de 100 mm de diamètre et de densité égale à 9, au nombre le 69.



   On introduit 1000 kg de chlorure de vi   nyle et 0, 09 ? de catalyseur, compté en poids    par rapport au chlorure de vinyle monomère.



  On met en rotation l'autoclave à la. vitesse de 9-10 t/min, soit à une vitesse tangentielle de   ' > 5, 5 à 28 m/min,    et maintien sans   aucune      dif-    ficulté la température au voisinage de 60  C par circulation d'eau dans la jaquette de l'autoclave.



   Au bout de 16 heures   30,    l'opération est arrêtée : après les opérations de dégazage ha  bituelles,    la pression étant tombée à zéro, on ouvre l'autoclave et recueille le polymère qui se présente sous forme d'une poudre très fine.



  On recueille ainsi 780 kg de chlorure de polyvinyle, ce qui correspond à un taux horaire de polymérisation de   4,      7"/o.    La résine   a un      W.      W.    de 63,   3, une    teneur en bas polymères de   4,      9  /0 et    une stabilité à   200  C    de 15 à 17 minutes, stabilité déterminée comme il est dit plus haut.



   Du point de vue   granulomet. rie, 65  /o.    de la poudre passant au tamis AFNOR module 36 et la quantité de croûtes et agrégats formés au cours de la polymérisation est inférieure à 0,   5  /o.   



   Exemple 4 :
 Dans l'autoclave horizontal en acier inoxydable, chargé de 7 boulets d'acier inoxydable lestés au plomb, décrit dans l'exemple 1, on introduit 50 kg de chlorure de vinyle et 0,   04 /o    de catalyseur.



   On fait tourner   l'autoela. ve à    la vitesse   eirconférentielle    de 22 m/min et maintient la température aux environs de   57       C.    On obtient en 11 heures 30 minutes avec un rendement de   70 /o,    soit avec un taux horaire de polymérisation légèrement supérieur à   6"/o, un polymère    de   K.    W. élevé, égal à 65, 8, dont la teneur en bas polymères est inférieure à   4/a.   



   En opérant dans les mêmes conditions, mais à la température de 65 au lieu de   57       C,    on obtient en 8 heures 50 avec un rendement de   62"/o, soit avec un    taux horaire de polymérisation de l'ordre de   7"/o, un polymère    de
K. W. relativement bas, égal à 59, 3 et dont la teneur en bas polymères atteint 5, 7    /o.    Pendant l'opération, malgré la température assez élevée adoptée pour obtenir un produit de poids moléculaire faible, aucun emballement de la polymérisation ne s'est produit et le maintien de la température s'est fait sans dif   fieulté.    C'est d'ailleurs la raison pour laquelle la teneur en bas polymères est demeurée raisonnable, peu éloignée somme toute de celle du polymère obtenu à 57  C.



      Exemple 5 :   
 On introduit dans l'autoclave horizontal tournant, chargé de boulets, décrit dans l'exemple 1, 47, 5 kg de chlorure de vinyle et   2,    5 kg d'éther de pétrole, soit 5    /o    en poids de monomère. On ajoute 0,   04  /o    de   cataly-    seur et procède à la polymérisation de la fa  on    habituelle, en maintenant la température aux environs de 60  C et la vitesse tangentielle de rotation à   22    m/min.

   Au bout de 15 heures 15 minutes, on obtient avee un ren  de. ment de 79  /e,    soit   avec un    taux horaire de polymérisation de   4,      7  /o,    une résine très fine, de K.   fi.    égal à 61, 9 et dont la teneur en bas polymères est de 5,   2  /o.    De cette résine,   83 I/o    passent au tamis AFNOR module 26. On ne constate, sur les parois de l'autoclave, la présenee d'aucune croûte ou d'agrégat   quelcon-    que, l'appareil pouvant être aussitôt remis en marche pour une nouvelle opération.



  L'éther de pétrole s'élimine très facilement au moment du dégazage et lorsque le polymère est sorti de l'autoclave. La stabilité de la résine à la presse est de 10 à   12,    5 minutes à   200  C.   



   Il a été indiqué ci-dessus que, pour obtenir des produits contenant un faible pourcentage de bas polymères, il y a intérêt à interrompre l'opération avant la polymérisation complète. Il reste alors, en fin d'opération, une quantité plus ou moins importante de monomère qu'il faut éliminer de la poudre du polymère formé et récupérer. Ceci se fait aisément par distillation et condensation du ou des monomères, l'autoclave étant maintenu à une température relativement élevée et branché à un condenseur refroidi en dessous du point d'ébullition du monomère bouillant le plus bas.



   Il est donc avantageux de compléter   l'ap-    pareil par un dispositif pour l'évacuation et la condensation du ou desmonomères restant dans l'autoclave en fin d'opération de polymérisation. Ce dispositif consiste en un organe   d'éva-    euation dont le ou les orifices d'entrée s'ouvrent exclusivement dans la partie de l'enceinte de l'autoclave située au-dessus du niveau de la poudre de polymère fluidifié, graee à quoi   L'évacuation    de ce ou ces monomères, en par  ticulier    vers le dispositif de condensation, peut être effectuée tout en maintenant l'autoclave en rotation.



   Ce dispositif facilite dans une grande mesure la distillation du ou des monomères résiduels et diminue la durée de l'opération par   rapport, à la, façon de procéder suivant    laquelle la distillation du ou des monomères a lieu en immobilisant l'autoclave. En effet, dans ce dernier cas, la poudre de polymère perd son état fluidifié et se tasse dans la partie inférieure de l'appareil, dès que l'autoclave cesse de tourner. Dans ees conditions, les vapeurs de monomères des parties profondes de la masse ne   peuvent pas s'échapper    vers le circuit de condensation et la distillation se fait de plus en plus difficilement.

   On est donc conduit à débrancher le circuit de condensation et à faire tourner à nouveau l'autoclave pour renouveler les   surfaces dans    la masse du polymère, puis à reprendre la distillation comme précédemment. Lorsque la quantité de monomère à éliminer représente 15 5   a 25  /c de la charbe totale,    il faut procéder 4 à 6 fois aux opérations alternées de bran  ehement    et de débranchement du circuit de condensation, de distillation et de rotation de l'autoclave, ce qui, en définitive augmente la durée totale de l'opération de polymérisation.



   Grâce au dispositif supplémentaire indiqué ci-dessus, on maintient l'autoclave en rotation pendant toute la durée de la distillation du monomère résiduel, ce qui maintient à l'état fluidifié la masse du polymère et.   a    pour conséquence une diminution de la durée de la distillation et. une réduction sensible de la quantité de monomère retenu par le polymère.



   Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme de réalisation de   l'ap-    pareil pour la mise en oeuvre du procédé   se-    ion la présente invention, comportant un dis  positif pour l'évacuation    du monomère.



   La fig. 1 représente, partiellement en coupe et partiellement en élévation, ledit appareil.



   La   fig. 2 représente,    en coupe et à plus grande échelle, le dispositif d'évacuation.



   L'autoclave horizontal représenté sur la fis. 1 comporte un corps cylindrique à virole 1 doublé par une jaquette 2 dans laquelle peut circuler de l'eau maintenue à température convenable. Cette eau arrive en 3, passe par plusieurs canalisations de raccordement   5--Y et    sort en 4 après avoir circulé dans la    jaquette 2. La virole est fermée à. ehaque    extrémité par les flasques   6    et 7 raccordés à la virole   par un congé.   



   Au milieu de la virole est prévu un trou d'homme 8 légèrement conique, qui est fermé pendant la polymérisation par un tampon   8a    dont] a surface interne est telle que lorsque ledit tampon est en place, la surface interne   de]'autoelave    ne présente   aucune disconti-    nuité. La virole comporte, en outre, deux chemins de roulement 9 et 9'reposant sur des   . alets 9a et 9'a et une eouronne dentée    10 commandée par un pignon, monté sur l'arbre   d'un réducetur    de vitesse   lOf6 eommandé    par   le moteur lOh.   



     Sur les flasques R    et 7 sont sondés les ajutages de remplissage 11 et d'évacuation du gaz 12 de l'autoclave, avec leur vanne de fer  meture.   



   Enfin, le flasque 7 est traversé, suivant l'axe de l'autoclave, par un tube 13,   l'étan-      chéité étant    obtenue   par un presse-étoupe    15.



   Le tube 1 qui sert à l'évacuation du ou    des monomères comprend trois parties princi-    pales   (fin. 2)    :   l'axe    tubulaire 13 avee son presse-étoupe 15, le raccord tubulaire 16 relié a l'axe tubulaire par la bride 17 et la cartouche   18.   



   La eartouehe est constituée par un corps   c-lindrique ereux 1. 8a, eomportant, d'une    part, un   logementcirculairepourrecevoirun    paillet d'étanchéité   18b    et, d'autre part, un filetage   18f permettant    le montage et le démontage de la cartouche sur l'extrémité filetée 19 du raccord tubulaire 16. Le paillet   d'étan-    chéité é 186 est tenu en place par une rondelle d'appui 18c et un manchon fileté 18d se vissant sur le corps 18a de la cartouche.



   Le tube d'évacuation du monomère est   este-    rieurement relié, d'une part, au circuit de condensation 20 et, d'autre part,   àunecon-    duite d'azote comprimé 21 (fig. 1). Un manomètre   22    est également relié au tube   d'éva-      cuation    du monomère.



   Le tube d'évacuation établissant une liaison permanente entre l'intérieur et l'extérieur de l'autoclave, permet également d'assurer certains contrôles de la polymérisation, avec une précision plus grande que ne le permettent les appareils fixés sur les parois de l'autoclave. Il devient ainsi possible de contrôler à chaque instant la température régnant à   l'in-      térieur    de l'autoclave, et même de l'enregistrer. Les   opérations de polymérisation    peuvent alors être mieux conduites, ce qui se traduit, eomme on le sait, par l'obtention de polymères plus homogènes, et de granulométrie améliorée.



   On peut aussi utiliser le tube d'évacuation pour supporter les indicateurs de niveau, utilisables notamment lors du remplissage de l'autoclave par le ou les monomères.



   L'appareil ci-dessus est utilisé et fonctionne de la   façon suivante    :
 Le trou d'homme étant ouvert, on dispose dans l'autoclave un certain nombre de   bou-    lets et on met en place la cartouche, munie de son paillet d'étanchéité, sur le raccord tubulaire.



   Le tampon étant ensuite mis en place, on introduit par l'ajutage 11 de remplissage du chlorure de vinyle monomère liquide et le ca  ta. l. yseur    de polymérisation. Au fur et à mesure du remplissage, l'air est chassé à travers l'ajutage 12 d'évacuation du gaz et la vanne correspondante, vers le circuit de récupération du monomère.



   Pour assurer la purge complète de   l'atmo-    sphère de l'autoclave, on vaporise une certaine quantité de   chlorure    de vinyle qui s'échappe, par l'ajutage 12 d'évacuation de gaz, entraînant toute trace d'air restant dans l'enceinte de l'autoclave. Celui-ci est alors mis en rotation, et la température est portée et maintenue à la température convenable par circulation d'eau dans la jaquette 2.



   La polymérisation étant terminée, ce qui se manifeste par une chute sensible de la pression intérieure et par la diminution de   l'exo-    thermicité de la réaction, on continue à faire tourner l'autoclave, mais à vitesse réduite, en maintenant la même température. On fait éclater le paillet d'étanchéité en appliquant à travers le tube d'évacuation 13 une pression progressivement croissante d'azote qui est lue sur le manomètre   22.    Pour une pression   dé-    terminée, le paillet cède et le monomère restant s'échappe par le tube 13 et se condense dans le circuit de condensation. Lorsque tout le chlorure de vinyle monomère s'est ainsi échappé de l'autoclave, ce qui demande un temps variable selon le taux de conversion choisi, on arrête l'autoclave et procède à la vidange du. polymère.



   Le dispositif d'évacuation, appliqué à l'autoclave dont les caractéristiques sont données dans   l'exemple 3 ei-dessus,    permet, dans les conditions opératoires indiquées dans cet exemple, de ramener l'opération complète de polymérisation à   20      ou 21 heures    au lieu de   23 ou 24 heures.   



   De plus, le polymère ne retient jamais plus de   3"/o    de monomère contre   13  /o    en moyenne dans les opérations de récupération du monomère effectuées en arrêtant l'autoclave.



   REVENDICATIONS :
 I. Procédé pour la fabrication, par   poly      mérisation    en masse, des thermoplastes constitués par des polymères ou des copolymères insolubles dans le ou les monomères correspondant. s, caractérisé en ce que   l'on    maintient à l'état. fluidifié la totalité de la masse en cours de polymérisation.


Claims (1)

  1. II. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comporte un autoclave cylindrique horizontal apte à pouvoir tourner autour de son axe et renfermant des corps durs et ehi- iniquement inertes vis-à-vis des substances présentes.
    SOUS-REVENDICATIONS : 1. Appareil selon la revendication II, ca- raetérisé en ce qu'il présente des moyens d'entraînement de son autoclave permettant de faire tourner celui-ci à une vitesse telle que ! a vitesse tangentielle périphé- rique de sa paroi interne est comprise entre 20 et 100 mètres par minute.
    2. Appareil selon la revendication II et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens sont tels qu'ils permettent de réaliser une vitesse périphérique comprise entre 20 et 30 m/min.
    3. Appareil selon la revendieation II, ea- ractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'évacuation et de condensation du ou des monomères restant dans l'autoclave en fin de polymérisation.
    4. Appareil selon la revendication II et la sous-revendication 3, caractérisé en ce que ledit dispositif consiste en un organe d'évacuation dont le ou les orifices d'entrée s'ouvrent exclusivement dans la partie de l'enceinte de l'autoclave située au-dessus du niveau de la poudre de polymère, grâce à quoi l'évacuation de ce ou ces monomères peut être effee- tuée tout en maintenant l'autoelave en rotation.
    5. Appareil selon la revendication II et la sous-revendication 3, caractérisé en ce que le- dit dispositif comprend un tube coudé dont l'extrémité débouchant, dans l'autoclave est située au-dessus du niveau de la poudre de polymère et qui passe au travers d'un flasque de l'autoclave suivant l'axe de ce dernier.
    6. Appareil selon la revendication II et les sous-revendications 3 et 5, caractérisé en ce que l'extrémité du tube d'évacuation située à l'intérieur de l'autoclave est obturée par un paillet d'étanehéité.
    7. Appareil selon la revendication II et les sous-revendications 3, 5 et 6, caractérisé en ce que le paillet d'étanchéité est monté sur une cartouche fixée sur l'extrémité du tube d'évacuation situé à l'intérieur de l'autoclave.
    8. Appareil selon la revendication 11 et les sous-revendications 3, 5 et 6, caractérise en ce que des moyens sont prévus pour faire éelater ee paillet par la pression d'un gaz inerte comprimé au moment où l'on veut el'i'ecl. uer l'évaeuation du ou des monomères.
    9. Appareil selon la revendication II et les sous-revendications 3 et 5, caractérisé en ce que le tube d'évacuation supporte des appareils fixes permettant la lecture ou l'en- registrement de la température ou du niveau a l'intérieur de l'autoclave.
CH309928D 1952-07-29 1953-07-04 Procédé pour la fabrication, par polymérisation en masse, de thermoplastes et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. CH309928A (fr)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1232746B (de) * 1961-04-01 1967-01-19 Basf Ag Verfahren zur kontinuierlichen Emulsions-, Loesungs- oder Block-Polymerisation

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1232746B (de) * 1961-04-01 1967-01-19 Basf Ag Verfahren zur kontinuierlichen Emulsions-, Loesungs- oder Block-Polymerisation

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