EP4077275A1 - Nouveaux monomeres sulfobetaine, procede de preparation et leurs utilisations - Google Patents

Nouveaux monomeres sulfobetaine, procede de preparation et leurs utilisations

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Publication number
EP4077275A1
EP4077275A1 EP20845203.7A EP20845203A EP4077275A1 EP 4077275 A1 EP4077275 A1 EP 4077275A1 EP 20845203 A EP20845203 A EP 20845203A EP 4077275 A1 EP4077275 A1 EP 4077275A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
formula
compound
vii
monomer
crystals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20845203.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Johann Kieffer
Cédrick FAVERO
Benoit LEGRAS
Renaud Souzy
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SNF Group
Original Assignee
SPCM SA
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/06—Paper forming aids
    • D21H21/10—Retention agents or drainage improvers
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    • C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B2200/00—Indexing scheme relating to specific properties of organic compounds
    • C07B2200/13—Crystalline forms, e.g. polymorphs
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08F2800/00—Copolymer characterised by the proportions of the comonomers expressed
    • C08F2800/10—Copolymer characterised by the proportions of the comonomers expressed as molar percentages
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2810/00—Chemical modification of a polymer
    • C08F2810/20—Chemical modification of a polymer leading to a crosslinking, either explicitly or inherently
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    • C09K2208/00—Aspects relating to compositions of drilling or well treatment fluids
    • C09K2208/28—Friction or drag reducing additives

Definitions

  • the field of the invention relates to zwitterionic monomers and more specifically to novel sulfobetaine monomers, as well as their preparation process and their use to produce (co) polymers.
  • Zwitterionic monomers have the particularity of having at least one anionic charge and at least one cationic charge on the same monomer unit.
  • the cationic group is generally a quaternary ammonium.
  • the anionic group is generally a carboxylic acid, a sulfonic acid, a phosphoric acid, a phosphonic acid or their salified forms.
  • These zwitterionic monomers are also characterized by the group which separates the anionic charge and the cationic charge. Hydrophilic or hydrophobic groups can also be present on the monomer unit.
  • Zwitterionic monomers are of importance given the specific characteristics they impart to the polymers obtained from them.
  • Sulfobetaine monomers are a special type of zwitterionic monomer.
  • the sulfobetaine type monomers described in the prior art often have the structure according to the following formula (I) in which x and y are whole numbers and R 1 and R 2 are chosen from an alkyl, cyclic or heterocyclic group.
  • the most cited molecule is the SPE monomer, manufactured in particular by the company Raschig with its Ralu®mer range.
  • a variation of these structures consists of the introduction of a hydroxyl group between a positive charge (quaternary ammonium) and a negative charge (sulfonate).
  • the Rashig company markets in particular the SHPE monomer of formula (II) below.
  • the most widely used reagents are generally propane sultone and butane sultone. But these compounds are highly toxic reagents with carcinogenic, mutagenic and reprotoxic classification. They are therefore highly undesirable.
  • the alkylsultones hydrolyze in an aqueous medium, which requires strict control of the water content in the reaction media, and thus makes the reaction conditions difficult.
  • the present invention relates to a sulfobetaine monomer of the following formula (V), or its acid form, that is to say a monomer in which SO ? H replaces SO ? . More particularly, the present invention relates to the hydrated crystalline form of this monomer, the preparation of this monomer (hydrated crystalline form or not), the preparation of a (co) polymer of this monomer (hydrated crystalline form or not), but also a (co) polymer of this monomer (in particular in its hydrated crystalline form) and its use.
  • V sulfobetaine monomer of the following formula (V), or its acid form
  • a monomer “and / or” its acid form is meant either a monomer, or the acid form of the monomer, or a monomer and its acid form.
  • the invention relates both to the zwitterionic form of the molecule, ie that which comprises at least one positive charge and at least one negative charge on the same molecule, and to the acid form, the latter being present in an acidic medium when a proton, H + , comes to neutralize the negative charge of the SO function ? .
  • the expression “sulfobetaine monomer of formula (V), or its acid form” is used to describe these two molecules.
  • Another aspect of the invention relates to a process for preparing the monomer of formula (V) and / or its acid form by reaction between a compound of formula (VI) and a compound of formula (VII) and / or one of its salts.
  • This reaction is optionally, and preferably, carried out in the presence of at least one solubilizing agent for the compound of formula (VII).
  • this reaction can also be carried out in the presence of at least one solvent.
  • R 1 and R 4 are, independently of each other, -H or -CH ? ,
  • R2 and R ? are, independently of one another, a linear C1-C10 alkyl or branched C3-C10 alkyl or linear C2-C10 alkylene,
  • R5 is -H, or a linear C1-C22 alkyl or branched C3-C22 alkyl group, or R5 forms with R ⁇ an optionally branched C4-C10 carbon ring,
  • R ⁇ is a linear C1-C22 alkyl or branched C3-C22 alkyl group, or R6 forms with R5 an optionally branched C4-C10 carbon ring,
  • Xi -COO-, or -CONH-, or -CH 2 -,
  • X 2 -COO-, or -CONH-, n is an integer between 0 and 10.
  • the ranges of values include the limits defining them.
  • terminals 0 and 10 are included in the range “between 0 and 10”.
  • n 0 means that (-) n is a single bond between Xi and NR 2 R 3 .
  • a C 1 -C 20 group advantageously corresponds to a hydrocarbon group comprising 1 to 20 carbon atoms.
  • a hydrocarbon group comprises only carbon and hydrogen atoms.
  • the salts of the sulfobetaine monomers of formula (V) and of the compound of formula (VII) are water-soluble salts of these monomers such as alkali metal salts, alkaline earth metal salts, or salts of ammonium.
  • alkali or “alkali metal” is meant a chemical element from the first column (1st group) of the periodic table, with the exception of hydrogen, namely an element chosen from lithium, sodium, potassium. , rubidium, cesium and francium, preferably sodium or potassium.
  • alkaline earth or “alkaline earth metal” is meant a chemical element from the second column (2nd group) of the periodic table, namely an element chosen from beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium and radium, preferably calcium or magnesium.
  • Another aspect of the invention relates to the use of the sulfobetaine monomer of formula (V) and / or a salt thereof, for the production of (co (polymers.
  • Another aspect of the invention relates to (co) polymers obtained from sulfobetaine monomers of formula (V) and / or its acid form.
  • a subject of the invention is also the use of the (co) polymer obtained from sulfobetaine monomers of formula (V) and / or its acid form as a flocculant, dispersant, thickening agent (rheology modifier), absorbing agent (for example SAP type superabsorbent which swells in the presence of water), friction reducing agent, water retaining agent, mineral load retaining agent, or foam generator and stabilizer.
  • Said (co) polymer may exhibit one or more of these properties.
  • a subject of the invention is also the use of (co) polymers obtained from sulfobetaine monomers of formula (V) and / or its acid form, in the recovery of oil and gas, in the treatment of water, in sludge treatment, in improving aqueous fluid transport, in pulp processing, in papermaking, in construction, in mining, in the formulation of cosmetics, in the formulation of detergents, in the manufacture of textiles, in agriculture, or in the manufacture of medical hydrogels.
  • compositions of hygiene products are also compositions of hygiene products, cosmetic compositions, shampoo compositions, or pharmaceutical compositions containing a (co) polymer comprising at least the sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its acid form, as well as the process for manufacturing said compositions.
  • the present invention relates to a sulfobetaine monomer of the following formula (V), or its acid form.
  • the group R 1 of formula (V) is a hydrogen atom.
  • the sulfobetaine monomer has a structure of formula (V) in which n is equal to 3.
  • R2 and R ? are each a CH group ?
  • Xi is CONH.
  • the sulfobetaine monomer has a structure of formula (V) in which n is equal to 0.
  • R2 and R ? are each a CH group ?
  • Xi is a -CH2- group.
  • the sulfobetaine monomer has a structure of formula (V) in which n is equal to 2.
  • R2 and R ? are each a CH group ? and Xi is -COO-.
  • R4 is a hydrogen atom
  • X2 is -CONH-.
  • R 5 and R O are preferably CH groups? .
  • the sulfobetaine monomer is a monomer of structure of formula (VIII) below or its acid form.
  • This monomer is called MAAMPS, more precisely 2- (3 - ((2- (methacryloyloxy) ethyl) dimethylammonio) propanamido) -2-methylpropane-1 -sulfonate.
  • the sulfobetaine monomer is a monomer of structure of formula (IX) below or its acid form.
  • MAMMPS monomer more precisely 2- (3 - ((2-methacrylamidopropyl) dimethylammonio) propanamido) -2-methylpropane-1 -sulfonate.
  • the sulfobetaine monomer is a monomer of structure of formula (X) below or its acid form.
  • This monomer is called ALMPS, more precisely 2- (3- (allyldimethylammonio) propanamido) -2-methylpropane-1 -sulfonate.
  • the sulfobetaine monomer is a monomer of structure of formula (XI) below or its acid form.
  • This monomer is called AAMPS, more precisely 2- (3 - ((2- (acryloyloxy) ethyl) dimethylammonio) propanamido) -2-methylpropane-1 -sulfonate.
  • the sulfobetaine monomer is a monomer of structure of formula (XII) below or its acid form.
  • This monomer is called AMMPS, more precisely 2- (3 - ((2-acrylamidopropyl) dimethylammonio) propanamido) -2-methylpropane-1 -sulfonate.
  • the sulfobetaine monomer is a monomer of structure of formula (XIII) below or its acid form. This monomer is called DAMPS, more precisely 2- (3- (diallylmethylammonio) propanamido) -2-methylpropane-1 -sulfonate.
  • the sulfobetaine monomer of formula (V) is in hydrated crystalline form.
  • the sulfobetaine monomer of formula (VIII) is in a hydrated crystalline form having an X-ray powder diffraction pattern comprising the following characteristic peaks: 25.17 °, 26.11 °, 26.36 °, 27.36 °, 28.07 °, 29.08 °, 29.48, 29.91 ° degrees 2-theta.
  • the uncertainty is generally of the order of +/- 0.05 °.
  • the invention also relates to a PI process for preparing the monomer of formula (V) and / or its acid form by reaction between a compound of formula (VI) and a compound of formula (VII) and / or one of its salts, optionally. and preferably in the presence of at least one solubilizing agent, and optionally in the presence of at least one solvent.
  • the compound of formula (VI) is preferably chosen from dimethylaminopropyl methacrylamide, dimethylethylaminopropyl acrylamide, allyldimethylamine, diallylmethyl amine, dimethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl acrylate. More preferably, the compound of formula (VI) is chosen from dimethylaminopropyl, methacrylamide, acrylamide, allyldimethylamine and dimethylaminoethyl acrylate. Even more preferably, it is either dimethylaminopropyl methacrylamide or dimethylaminopropyl acrylamide.
  • the compound of formula (VII) is preferably 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and / or one of its salts, preferably its acid form.
  • 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid is in its monohydrate form as described in document WO 2018/172676.
  • the process of the invention it is possible to react several amines (compound (VI)) with the compound of formula (VII) in the same reaction.
  • the process according to the invention also covers the reaction of at least two compounds of formula (VI) with at least one compound of formula (VII).
  • the reaction product will then contain several different molecules of formula (V).
  • the reaction between the compounds of formula (VI) and (VII) is preferably carried out in the presence of an agent for solubilizing the compound of formula (VII) in the reaction medium.
  • an agent for solubilizing the compound of formula (VII) in the reaction medium.
  • the reaction can be carried out without a solubilizing agent, but it is preferable that it is carried out in the presence of at least one solubilizing agent.
  • a solubilizing agent is a compound allowing partial or total solubilization of the compound of formula (VII) in the reaction medium.
  • the terms “solubilizing agent” and “solubilizing agent” are used in an equivalent manner in the present application.
  • the solubilizing agent is a solubilizing agent of the compound of formula (VII) in the reaction medium. Thanks to its presence, the solubility of the compound of formula (VII) is improved in the reaction medium. This is how these compounds can more effectively participate in the reaction.
  • the solubilization can be partial, the solubilized part reacting with the compound of formula (VI) to form the compound of formula (V), then it is another fraction of compound of formula (VII) which is solubilized and which then reacts, and so on, so that substantially all of the compounds of formula (VII) are finally solubilized and reacted at the end of the reaction.
  • the solubilizing agent is preferably chosen from water, an alkane, an alcohol, an amide, for example N-methylpyrrolidone, or a mixture of these compounds. More preferably, the solubilizing agent is chosen from water, methanol, ethanol, isopropanol, dimethylformamide, or a mixture of these compounds. Even more preferably, the solubilizing agent is water.
  • the amount of solubilizing agent is preferably between 0 and 200% by mass relative to the mass of the compound of formula (VII), preferably between 0.0001 and 150% by mass, even more preferably between 0.001 and 100% by weight, and even more preferably between 0.1 and 80% by weight.
  • the amount of solubilizing agent (solubilizing agent) is preferably greater than 0.5%, more preferably greater than 1%, even more preferably greater than 2%, and even more preferably greater than 5% by weight.
  • solubilizing agent it is possible to optimize the reaction by adjusting the amount of solubilizing agent according to the precise nature of the compounds (VI) and (VII). In other words, the optimum reactivity and yield obtained with the same quantity of solubilizing agent depends on the nature of the compounds (VI) and (VII), in particular the compound (VII). Those skilled in the art are able to easily carry out this optimization.
  • the amount of solubilizing agent is preferably between 0% and 50% by mass relative to the total mass of the compounds (VI) and (VII), and of any solubilizing agent (s) and solvent (s), more preferably between 0.01% and 40% by mass.
  • the amount of solubilizing agent is preferably greater than 0.5%, more preferably greater than 1%, even more preferably greater than 2%, and even more preferably greater than 5% by weight.
  • the solubilizing agent is preferably water.
  • the amount of solubilizing agent is preferably between 0 % and 20% by mass relative to the total mass of compounds (VI) and (VII), and of any solubilizing agents and solvents, more preferably between 0.01% and 15% by mass.
  • the amount of solubilizing agent is preferably greater than 0.5%, more preferably greater than 1%, and even more preferably greater than 2% by weight.
  • the solubilizer is preferably water.
  • the amount of solubilizing agent is preferably between 0 and 50% by mass relative to the total mass of the compounds (VI) and (VII), and of any solubilizing agent (s) and solvent (s), more preferably between 0.01% and 30% by mass.
  • the amount of solubilizing agent is preferably greater than 0.5%, more preferably greater than 1%, even more preferably greater than 2%, and even more preferably greater than 5% by weight.
  • the solubilizer is preferably water.
  • the preparation process according to the invention can be carried out batchwise, that is to say in a batch ("batch” in English, a term commonly used by a person skilled in the art), in a semi-batch manner, that is, that is to say semi-batch ("semi-batch” in English) or continuously. Preferably, it is carried out in a “batch” manner.
  • the addition of the compounds of formula (VI) or (VII) and, optionally, of the solubilizing agent can be done separately or simultaneously.
  • the compound of formula (VI) may be added to the reactor first, followed by addition of compound of formula (VII), or vice versa.
  • the first of these configurations is preferred (compound (VI) then compound (VII)).
  • the addition of each component can be done all at once, in several times, or in progressive casting.
  • the compounds of formula (VI), of formula (VII) and the optional solubilizer can be added in any order in a reactor.
  • the preparation process according to the invention preferably comprises a first step in which the solubilizing agent is added and mixed with the compound of formula (VI), and in a second step the compound of formula (VII) is added to the reaction medium.
  • the reaction between the compounds of formulas (VI) and (VII) is preferably carried out with stirring.
  • the stirring speed is preferably between 10 and 1000 revolutions per minute.
  • the temperature of the reaction between the compounds of formulas (VI) and (VII) is preferably between -20 ° C and 100 ° C, more preferably between 0 ° C and 50 ° C.
  • the optimum reaction temperature is preferably between 10 and 40 ° C, even more preferably between 15 and 35 ° C, even more preferably between 15 and 25 ° C. Under these optimal conditions, better performance is generally obtained.
  • the duration of the reaction between the compounds of formulas (VI) and (VII) is advantageously between 0.5 hour and 10 days, preferably between 1 hour and 7 days, more preferably between 2 hours and 72 hours.
  • the molar ratios of the reactants are typically determined by those skilled in the art so as to maximize the production of sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its acid form.
  • the molar ratio between the compound of formula (VI) and the compound of formula (VII) and / or one of its salts is preferably between 0.1: 1 and 20: 1, more preferably between 1.01: 1 and 20: 1, and even more preferably between 1.1: 1 and 15: 1.
  • the molar ratio can in particular be between 6: 1 and 10: 1, or between 8: 1 and 10: 1.
  • an additional compound is advantageously used so that the molar ratio between the amount of compound of formula (VI) added to the amount of additional compound over the amount of compound of formula (VII) is advantageously greater than or equal to 1.
  • This additional compound is advantageously chosen from alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides, alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, alkali metal carbonates, alkaline earth metal carbonates, alkali metal hydrogencarbonates, alkaline earth metal hydrogencarbonates or amines of the following formula NR10R20R30 where Rio, R20 and R30 are each independently a hydrogen atom or a carbon chain containing from 1 to 22 carbon atoms, for example an alkyl in C1-C22. Preferably, Rio, R20 and R ? o are each a hydrogen atom.
  • the additional compound is an alkali metal or alkaline earth metal hydroxide, it is preferably chosen from sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, magnesium hydroxide and sodium hydroxide.
  • calcium When the additional compound is an alkali metal or alkaline earth metal oxide, it is preferably calcium oxide or magnesium oxide.
  • the additional compound is an alkali metal carbonate, it is preferably sodium carbonate or potassium carbonate.
  • the additional compound is an alkali metal hydrogencarbonate, it is preferably sodium hydrogencarbonate or potassium hydrogencarbonate.
  • the additional compound is sodium carbonate or potassium carbonate.
  • the pressure at which the reaction between the compounds of formulas (VI) and (VII) is carried out is preferably between 0.1 bar and 50 bar, more preferably between 0.5 and 10 bar, and even more preferably at atmospheric pressure.
  • bar is understood to mean absolute bar corresponding to 10 5 Pa.
  • a solvent can also be used in the process according to the invention.
  • a “solvent” is a compound which makes it possible to dilute the reaction medium without chemically modifying the reagents, and without itself modifying.
  • the solvent can be advantageously chosen from alkanes, ketones, nitriles, alcohols and ethers, and more preferably the solvent is acetone.
  • the solvent is a compound having a melting point of less than 15 ° C, more preferably less than 5 ° C.
  • the solvents whose melting point is greater than 15 ° C. can lower the yield of the reaction, in particular when they are polar and aprotic solvents. Those skilled in the art will know how to adjust the amount of solvent in order to optimize the reaction.
  • the reaction is carried out with an amount of polymerization inhibitor of between 0 and less than 500 ppm relative to the total mass of the compounds of formulas (VI) and (VII).
  • an amount less than 500 ppm is preferably used relative to the total mass of the reactants (compounds of formulas (VI) and (VII)), preferably less than 200 ppm. , more preferably less than 100 ppm, even more preferably less than or equal to 50 ppm. It is possible to use an amount greater than or equal to 10 ppm, or even greater than or equal to 20 ppm. It has been observed that using too much polymerization inhibitor lowers the yield of the reaction.
  • the polymerization inhibitor is selected from the group consisting of monomethyl hydroquinone ether (EMHQ), hydroquinone, benzoquinone, phenothiazine, phenylnaphthylamine, diphenylpicrylhydrazine.
  • EMHQ monomethyl hydroquinone ether
  • hydroquinone hydroquinone
  • benzoquinone phenothiazine
  • phenylnaphthylamine diphenylpicrylhydrazine.
  • the reaction is carried out without a polymerization inhibitor.
  • the solubilizing agent facilitates the solubilization of the compound of formula (VII) in the reaction medium. Then, the solubilized molecules of formula (VII) react with the compounds of formula (VI) to lead to the formation of sulfobetaine monomer of formula (V).
  • the reaction product obtained can be a suspension of crystals of compounds of formula (V) or a solution of compounds of formula (V).
  • the compound of formula (V) obtained at the end of the reaction is in solid (crystals) or liquid (solubilized) form.
  • the reaction product and therefore the physical state of the compound of formula (V) depends on the presence or absence of a solubilizing agent and / or solvent, as well as their amount in the reaction medium.
  • crystals of sulfobetaine monomer of formula (V) are obtained at the end of the reaction, they are then preferably separated from the reaction medium by a liquid / solid separation step.
  • a liquid / solid separation step By way of example and without limitation, the use of vertical or horizontal centrifuge, decanter, filter press, belt filter, disc filter, rotary drum under vacuum or under pressure can be cited.
  • the crystals obtained following the liquid / solid separation step are optionally washed one or more times and then dried. Any washing and drying method may be used.
  • the final product obtained is thus a powder of crystals of compounds of formula (V). Washing can be carried out with an alcohol or a ketone such as, for example, acetone.
  • the process for the preparation of sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its acid form preferably comprises the following successive steps: a1) Add to a stirred reactor at least one compound of formula (VI), optionally and preferably at least one agent solubilizer of the compound of formula (VII), and optionally a solvent to obtain a pre-reaction mixture; a2) Add at least one compound of formula (VII) and / or one of its salts in the pre-reaction mixture; a3) After reaction between the compounds of formulas (VI) and (VII), making it possible to obtain a sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its acid form, to obtain a sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its form acid in the form of a solution or suspension of crystals.
  • the method according to the invention preferably comprises a subsequent step of separating the crystals, optionally followed by one or more washing steps, optionally followed by a subsequent step of drying the crystals.
  • the reaction product is a monomer solution, a powder can be obtained after drying.
  • the liquid obtained during the crystal separation step can be recycled.
  • the liquid may contain a part of compound of formula (VI) and of formula (VII) and optionally of the solubilizing agent and / or of the solvent.
  • the liquid may contain a part of compound of formula (VI) and of formula (VII) and optionally of the solubilizing agent and / or of the solvent.
  • reaction product When the reaction product is a solution, it can be concentrated or diluted. Those skilled in the art will know, in light of these circumstances, how to adjust the reaction parameters to optimize the reaction and its yield. Techniques known to those skilled in the art can be used for this purpose. hydrated crystalline
  • the first alternative consists in carrying out steps a1) to a3) of process PI using water as solubilizing agent in an amount sufficient for a hydrated crystalline form of the compound of formula (V) to form.
  • the amount of water used as solubilizing agent in the reaction of the process according to the invention is preferably at least 10% by mass, preferably at least 20%, 30%, 40%, or even more. preferably at least 50% by mass relative to the total mass of compounds (VI) and (VII), and any solubilizing agent (s) and solvent (s).
  • Those skilled in the art will know how to adjust the amount of water as a function of the nature of the compounds of formula (VI) and (VII) in order to obtain crystals of the hydrated crystalline form of the compound of formula (V).
  • the second alternative consists in carrying out the following steps: a1) Add to a stirred reactor at least one compound of formula (VI), optionally at least one solubilizing agent for the compound of formula (VII), and optionally a solvent to obtain a pre-reaction mixture; a2) Add at least one compound of formula (VII) and / or one of its salts in the pre-reaction mixture; a3) After reaction, obtain sulfobetaine monomers of formula (V) and / or its acid form in solution form; a4) Extract the compound of formula (V) in the form of AA crystals; a5) Combine AA crystals of compound of formula (V) with aqueous solution to form suspension A; a6) Mix suspension A for a period of between 1 minute and 20 hours; a7) Obtain a suspension B of crystals BB of compound of formula (V) in hydrated form; a8) Optionally isolate the BB crystals obtained from suspension B.
  • the second alternative does not include step a4) and consists in carrying out the following steps: a1) Add to a stirred reactor at least one compound of formula (VI), optionally at least one solubilizing agent of the compound of formula (VII), and optionally a solvent to obtain a pre-reaction mixture; a2) Add at least one compound of formula (VII) and / or one of its salts in the pre-reaction mixture; a3) After reaction, obtain sulfobetaine monomers of formula (V) and / or its acid form in the form of suspension of AA crystals; a5) Combine AA crystals of compound of formula (V) with aqueous solution to form suspension A; a6) Mix suspension A for a period of between 1 minute and 20 hours; a7) Obtain a suspension B of crystals BB of compound of formula (V) in hydrated form; a8) Optionally isolate the BB crystals obtained from suspension B.
  • an extraction step is carried out when the reaction product is a solution or a liquid / solid separation step when the reaction product is a suspension.
  • the extraction step can be carried out using any technique known to those skilled in the art, such as evaporation, crystallization (for example by cooling) or membrane separation.
  • the AA crystals obtained are then combined with an aqueous solution to form a suspension A, the latter preferably comprising at least 80% by mass of water, preferably at least 90%, 95%, or more preferably at least 99% by mass of 'water.
  • the aqueous solution is water.
  • the aqueous solution can comprise up to 20% by mass of organic solvent, preferably from 0 to 15%, more preferably from 0 to 10%.
  • the organic solvent is preferably chosen from acids (for example carboxylic acids) comprising from 1 to 8 carbon atoms, amides comprising from 1 to 8 carbon atoms, alcohols comprising from 1 to 8 carbon atoms, ketones comprising from 3 to 8 carbon atoms, ethers comprising from 2 to 8 carbon atoms, esters comprising from 2 to 8 carbon atoms, alkanes comprising from 1 to 8 carbon atoms, halogenated hydrocarbons comprising from 1 to 8 atoms carbon, nitriles comprising from 2 to 8 carbon atoms or mixtures thereof.
  • acids for example carboxylic acids
  • amides comprising from 1 to 8 carbon atoms
  • alcohols comprising from 1 to 8 carbon atoms
  • ketones comprising from 3 to 8 carbon atoms
  • ethers comprising from 2 to 8 carbon atoms
  • esters comprising from 2 to 8 carbon atoms
  • alkanes comprising from 1 to 8 carbon atoms
  • halogenated hydrocarbons
  • AA crystals can be in powder form or shaped by processes such as compaction, granulation or extrusion.
  • the mass ratio of aqueous solution relative to AA crystals is between 1: 0.5 and 1: 2, preferably between 1: 1 and 1: 1.5.
  • the combination of the aqueous solution with the AA crystals can be done all at once or in several batches sequentially.
  • the step of mixing suspension A is generally carried out for a period of between 1 minute and 20 hours, preferably between 30 minutes and 8 hours, more preferably between 2 and 5 hours.
  • the mixing temperature is generally between 1 ° C and 40 ° C. The lower temperature limit depends on the composition and physical characteristics of solution or suspension A.
  • Mixing of suspension A can be done using various instruments.
  • reactors with stirrer loop reactors, static mixers, microreactors, piston reactors, paddle mixers, twin-cone mixers, ploughshare mixers. plow, or disc mixers.
  • BB crystals of compound of formula (V) are formed in a hydrated form.
  • a suspension B is obtained which contains BB crystals of the compound of formula (V) in a hydrated form.
  • a step of isolating the BB crystals of compound of formula (V) in a hydrated form can then be carried out by solid / liquid separation.
  • the solid / liquid separation can be done, by way of example and without limitation, using a horizontal or vertical centrifuge, a decanter, a filter press, a belt filter, a disc filter, or a rotary drum filter.
  • Liquid / solid separation can also be carried out by gravity settling.
  • the composition obtained at the end of the isolation step preferably comprises between 40 and 99% by mass of BB crystals of compound of formula (V) in a hydrated form, more preferably between 60 and 98% by mass.
  • the rest of the composition is mainly water.
  • BB crystals obtained from the isolation step can be dried. However, preferably, the BB crystals are not dried.
  • the liquid phase obtained following the liquid / solid separation, and which contains water, optionally sulfobetaine monomers of formula (Y) not crystallized and, optionally, organic solvent can be used totally or partially as an aqueous solution to be brought into contact with the AA crystals.
  • the reaction is carried out with an amount of polymerization inhibitor of between 0 and less than 500 ppm relative to the total mass of the compounds of formulas (VI) and (VII).
  • an amount less than 500 ppm relative to the total mass of the reactants is used, preferably less than 200 ppm, more preferably less than 100 ppm, even more preferably less than or equal to 50 ppm. It is possible to use an amount greater than or equal to 10 ppm, or even greater than or equal to 20 ppm. As described above, the use of a small amount of polymerization inhibitor maximizes the reaction yield and the purity of the product obtained.
  • the polymerization inhibitor is selected from the group consisting of monomethyl hydroquinone ether (EMHQ), hydroquinone, benzoquinone, phenothiazine, phenylnaphthylamine, diphenylpicrylhydrazine.
  • EMHQ monomethyl hydroquinone ether
  • hydroquinone hydroquinone
  • benzoquinone phenothiazine
  • phenylnaphthylamine diphenylpicrylhydrazine.
  • the reaction is carried out without a polymerization inhibitor.
  • the invention also relates to the use of the sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its acid form, for the production of (co) polymers, as well as the (co) polymers obtained from sulfobetaine monomers of formula (V). and / or their acid form (s).
  • the invention also relates to a process for preparing a (co) polymer of sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its acid form, comprising the following steps:
  • the polymer is obtained only from the sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its acid form.
  • the polymer is a copolymer comprising at least one sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its acid form and at least one other generally water-soluble monomer.
  • the water-soluble monomer may be a nonionic monomer which may in particular be chosen from the group comprising vinyl monomers soluble in water, and particularly acrylamide; methacrylamide; N-isopropylacrylamide; N, N-dimethylacrylamide; N-vinylformamide; acryloyl morpholine; N, N-diethyl acrylamide; N-tert-butyl acrylamide; N-tert-octylacrylamide; N-vinylpyrrolidone; N-vinyl caprolactam; N-vinyl-imidazole, hydroxyethyl methacrylamide, hydroxypropylacrylate, isoprenol and diacetone acrylamide, 2- (diethylaminoethyl) methacrylate (DEAEMA) in salified form, maleic anhydride, hydroxyethylacrylamide (HEAA) , N-vinylsuccinimide, a monomer of formula (XIV), and mixture
  • R50 is an alkyl group advantageously comprising from 1 to 10 carbon atoms.
  • the nonionic monomer can also be chosen from the monomers of formula:
  • - D is a polymerizable unsaturated chemical function of the acrylate, methacrylate, acrylamido, methacrylamido, vinyl or allylic type,
  • - D ′ represents hydrogen or an alkyl (advantageously C1-C22) or aryl (advantageously C1-C22) group,
  • - Z has the following structure: - (OE) w- (OP) x- (OBu) z- where:
  • OE, OP, OBu denote respectively ethylene oxide, propylene oxide and butylene oxide
  • the arrangement between the different patterns of OE and / or OP and / or OBu can be statistical, alternating, gradient or block, • w, x and z are integers included, independently of each other, between 0 and 150, and w + x + z 1 0.
  • the nonionic monomer is acrylamide.
  • the water-soluble monomer can also be chosen from the group of anionic monomers.
  • the anionic monomer (s) which can be used in the context of the invention can be chosen from a large group. These monomers can have a vinyl function, in particular acrylic, maleic, fumaric, malonic, itaconic or allylic. They can also contain a carboxylate, phosphonate, phosphate, sulphate, sulphonate group, or another group with an anionic charge.
  • the anionic monomer can be in acid form or in the form of an alkaline earth metal salt, an alkali metal salt or an ammonium salt.
  • Suitable monomers include acrylic acid; methacrylic acid; itaconic acid; monomethyl itaconic acid; crotonic acid; maleic acid; fumaric acid; monomers of strong acid type exhibiting, for example, a function of sulfonic acid or phosphonic acid type, such as vinylsulfonic acid, vinylphosphonic acid, allylsulfonic acid, methallylsulfonic acid, 2-methylidenepropane-l, 3 acid -disulfonic, 2-sulfoethylmethacrylate, sulfopropylacrylate, allylphosphonic acid, styrene sulfonic acid; and the water soluble salts of these monomers such as their alkali metal, alkaline earth metal, or ammonium salts.
  • the water-soluble monomer can be a cationic monomer of vinyl type, in particular acrylamide, acrylic, allylic or maleic having an ammonium function, in particular quaternary ammonium, phosphonium, or sulfonium. Mention may be made, in particular and in a nonlimiting manner, of quaternized or salified dimethylaminoethyl acrylate (AD AME), and quaternized or salified dimethylaminoethyl methacrylate (MADAME), quaternized or salified allylamine, quaternized or salified allydimethylamine.
  • AD AME dimethylaminoethyl acrylate
  • MADAME quaternized or salified dimethylaminoethyl methacrylate
  • quaternized or salified diallylmethylamine dimethyldiallylammonium chloride (DADMAC), quaternized or salified dimethylaminopropyl acrylamide, acrylamido propyltrimethyl ammonium chloride (APTAC), quaternized or salified dimethylaminopropyl ammonium methacrylamide (DADMAC), and dimethylaminopropyl ammonium chloride quaternized or salified methacrylamide (MAPTAC).
  • DADMAC dimethyldiallylammonium chloride
  • APITAC quaternized or salified dimethylaminopropyl ammonium methacrylamide
  • MATAC dimethylaminopropyl ammonium chloride quaternized or salified methacrylamide
  • the (co (polymer can have a linear, branched, crosslinked, star-shaped (or “star”) or comb-shaped (or “comb”) structure.
  • these structures can be obtained by selection.
  • RAFT controlled radical polymerization
  • NMP polymerization in the presence of nitroxides
  • ATRP atom transfer radical polymerization, from the English “Atom Transfert Radical Polymerization”
  • Crosslinking or branching agents can be used to structure the (co (polymers. They are advantageously chosen, without limitation, from methylene-bis-acrylamide (MBA), ethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol chloride of tetraallyl. ammonium, diacrylamide, cyanomethyl acrylate, tetrallyl ammonium chloride (TAAC), triallylamine, epoxies and mixtures thereof.
  • MBA methylene-bis-acrylamide
  • TAAC tetrallyl ammonium chloride
  • TAAC tetrallyl ammonium chloride
  • the (co (polymer is obtained by a polymerization process taking place in the usual way, ie the embodiment of which is known to those skilled in the art. In fact, it can be obtained according to all the polymerization techniques. well known to those skilled in the art. It may in particular be solution polymerization; gel polymerization; precipitation polymerization; emulsion polymerization (aqueous or reverse); suspension polymerization; reactive extrusion polymerization; micellar polymerization; polymerization UV; or microwave polymerization.
  • the (co) polymer can undergo a post hydrolysis reaction.
  • Post-hydrolysis is the reaction of the (co) polymer after its formation by polymerization of monomer (s). This step consists of the reaction of the hydrolyzable functional groups of the nonionic monomers, such as the monomers containing an amide or ester function, with a base.
  • the (co) polymer can be in liquid, gel or solid form when its preparation includes a drying step such as spray drying (, drum drying (, drying by spraying). electromagnetic radiation (microwave or high frequency) or even drying in a fluidized bed.
  • a drying step such as spray drying (, drum drying (, drying by spraying).
  • electromagnetic radiation microwave or high frequency
  • the (co (polymer can have a molar mass advantageously between 10,000 daltons and 30 million daltons.
  • the (co) polymer can be a flocculant, a dispersant, a thickening agent (rheology modifier), an absorbent (for example a super-absorbent of the SAP type which swells in the presence of water), a friction reducing agent, a water and mineral fillers retaining agent, or a foam generator and stabilizer.
  • the (co) polymer preferably contains at least 1 mol% of sulfobetaine monomer of formula (V), preferably at least 5 mol%, more preferably at least 10 mol%, even more preferably at least 20 mol%, even more preferably at least 30 mol%, even more preferably at least 50 mol%.
  • the (co) polymer is a copolymer of sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its acid form, and of nonionic monomer.
  • the copolymer preferably contains from 10 to 90 mol% of sulfobetaine monomers of formula (V) and / or its acid form, and from 10 to 90 mol% of nonionic monomer, more preferably from 30 to 90 mol% of sulfobetaine monomers of formula (V) and / or its acid form, and from 10 to 70 mol% of nonionic monomer, even more preferably from 50 to 90 mol% of sulfobetaine monomers of formula (V) and / or its acid form, and from 10 to 50 mol% of nonionic monomer.
  • the (co) polymer is a copolymer of sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its acid form, and of anionic monomer.
  • the copolymer preferably contains from 5 to 95 mol% of sulfobetaine monomers of formula (V) and / or its acid form, and from 5 to 95 mol% of anionic monomer, more preferably from 5 to 70 mol% of monomers sulfobetaine of formula (V) and / or its acid form, and from 30 to 95 mol% of anionic monomer, even more preferably from 5 to 50 mol% of sulfobetaine monomers of formula (V) and / or its acid form, and of 50 to 95 mol% of anionic monomer.
  • the (co) polymer is a copolymer of sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its acid form, and of cationic monomer.
  • the copolymer preferably contains from 5 to 95 mol% of sulfobetaine monomers of formula (V) and / or its acid form, and from 5 to 95 mol% of cationic monomer, more preferably from 5 to 70 mol% of monomers sulfobetaine of formula (V) and / or its acid form, and from 30 to 95 mol% of cationic monomer, even more preferably from 5 to 50 mol% of sulfobetaine monomers of formula (V) and / or its acid form, and of 50 to 95 mol% of cationic monomer.
  • a subject of the invention is also the use of the (co) polymer obtained from the sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its acid form, as a flocculant, dispersant, thickening agent (rheology modifier), absorbing agent (by example a super-absorbent of the SAP type which swells in the presence of water), friction reducing agent, agent for retaining water and mineral fillers, or foam generator and stabilizer.
  • a subject of the invention is also the use of (co) polymers obtained from the sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its acid form, in the recovery of oil and gas, in the treatment of water, in sludge treatment, in improving aqueous fluid transport in paper pulp processing, in papermaking, in construction, in mining, in cosmetic formulation, in formulation detergents, in the manufacture of textiles, in agriculture, or in the manufacture of medical hydrogels.
  • compositions of hygiene products are also compositions of hygiene products, cosmetic compositions, shampoo compositions, or pharmaceutical compositions containing a (co) polymer comprising at least the sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its acid form, as well as the process for manufacturing said compositions.
  • the (co) polymers obtained from the sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its acid form can be used in all underground formation treatments for the enhanced recovery of oil or gas. They can be used to increase the viscosity of an aqueous injection fluid and / or to reduce the level of frictional resistance that occurs when injecting said fluid into a subterranean formation, and / or to keep it in suspension. particles in an injection fluid.
  • underground treatments include, but are not limited to, well drilling operations, stimulation treatments such as fracturing operations, completion operations, enhanced oil recovery processes by polymeric solution sweeping, operations compliance, operations to reduce the permeability of subterranean formations, or operations to diversify part of the subterranean formation.
  • stimulation treatments such as fracturing operations, completion operations, enhanced oil recovery processes by polymeric solution sweeping, operations compliance, operations to reduce the permeability of subterranean formations, or operations to diversify part of the subterranean formation.
  • These (co) polymers are particularly useful in fracturing operations and in processes for enhanced oil recovery by flushing of polymeric solution.
  • a subject of the present invention is also a fracturing process comprising: a. The preparation of a fracturing fluid from (co) polymer comprising at least the sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its acid form, said (co) polymer preferably being in the form of an inverse emulsion; b. Optionally and preferably the introduction of at least one proppant into the fracturing fluid; vs. The introduction of the fracturing fluid into part of the subterranean formation; d. Fracturing the underground formation with the injection fluid; e. The recovery of a mixture of gas, oil and aqueous fluid.
  • the fracturing fluid treated in step c) therefore comes either from step a) in the case where there is no step b), or from step b) in the case where there is no step b). there is a step b).
  • the fracturing process is carried out according to methods known to those skilled in the art.
  • the fracturing fluid can contain all the additives and chemical compounds known to those skilled in the art.
  • a subject of the present invention is also a process for enhanced oil recovery by sweeping of a polymer solution comprising: a. The preparation of an injection fluid from (co) polymer comprising at least the sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its acid form, said (co) polymer preferably being in the form of an inverse emulsion or of powder; b. The introduction of the injection fluid into part of the subterranean formation; vs. Sweeping the underground formation with the injection fluid; d. The recovery of a mixture of gas, oil and aqueous fluid.
  • the injection fluid may contain all the additives and chemical compounds known to those skilled in the art.
  • a subject of the present invention is also a process for treating water (dirty, waste water, etc.) with a (co) polymer comprising at least the sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its acid form.
  • Wastewater is "polluted water", made up of all water liable to contaminate, by physical, chemical or biological pollutants, environments in which they are discharged.
  • the treatment process is preferably a domestic wastewater treatment process or an industrial wastewater treatment process.
  • the present invention also relates to a process for treating sludge with a (co) polymer comprising at least the sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its acid form.
  • a process for treating sludge with a (co) polymer comprising at least the sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its acid form.
  • This includes, but is not limited to, sludge from water treatment, residues from the mining industry, residues from the coal industry, residues from tar sands operations, and all residues comprising waste minerals.
  • the present invention also relates to a method of improving the transport of aqueous fluid with a (co) polymer comprising at least the sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its acid form.
  • This relates without limitation to the transport of water in conduits (pipes), the transport of aqueous suspension of solid particles, such as waste minerals, and the transport of sludge in the conduits.
  • the present invention also relates to a process for treating the paper pulp with a (co) polymer comprising at least the sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its acid form.
  • the present invention also relates to a process for manufacturing paper, typically a sheet of paper or cardboard, with a (co) polymer comprising at least one the sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its acid form.
  • the (co) polymers of the invention are generally used as a retention agent, as a dry strength agent or as a wet strength agent.
  • the present invention also relates to compositions of hygiene products, cosmetic compositions, shampoo compositions, or pharmaceutical compositions containing a (co) polymer comprising at least the sulfobetaine monomer of formula (V) and / or its acid form, as well as the process for manufacturing said compositions.
  • the NMR analyzes were carried out on an apparatus of the Bruker 400 MHz ASCEND (TM) Avance III HD type equipped with a 10 mm BBO 400 MHz Z-G radient probe.
  • the IR analyzes were carried out on infrared measurement equipment by Fourier transform of the Spectrum 100 type from the Perkin Elmer brand, the precision of which is 8 cm 1 .
  • the solids obtained in Examples 1 and 2 were sieved at 100 pm. The particles remaining on the sieve were dried and placed in an oven at 60 ° C for at least 4 hours. 10 mg of solid was precisely weighed and was mixed with 500 mg of potassium bromide (KBr). The mixture was then compacted in a hydraulic press under a pressure of at least 10 bar.
  • X-ray diffraction analyzes were performed with a Rigaku brand miniflex II type diffractometer equipped with a copper source. The solids obtained as a result of the reactions were previously ground to form powders and were analyzed by X-ray diffraction over an angular range of 10 to 90 °.
  • AD AME 2- (dimethylaminoethyl) acrylate
  • MADAME 2- (dimethylaminoethyl) methacrylate
  • MAAMPS 2- (3 - ((2- (methacryloyloxy) ethyl) dimethylammonio) propanamido) -2- methylpropane- 1 -sulfonate
  • AAMPS 2- (3 - ((2- (acryloyloxy) ethyl) dimethylammonio) propanamido) -2-methylpropane-1-sulfonate
  • ALMPS 2- (3- (allyldimethylammonio) propanamido) -2-methylpropane-l -sulfonate
  • DAMPS 2- (3- (diallylmethylammonio) propanamido) -2-methylpropane-l -sulfonate
  • AMMPS 2- (3 - ((2 -acrylamidopropyl) dimethylammonio) propanamido) -2-methylpropane- 1 - sulfonate
  • MAMMPS 2- (3 - ((2-methacrylamidopropyl) dimethylammonio) propanamido) -2- methylpropane- 1 -sulfonate
  • DMAPS [2- (methacryloyloxy) -ethyl] -dimethyl- (3-sulfopropyl) -ammonium hydroxide MBA: N'-methylene bisacrylamide EGDMA: Ethylene glycol dimethacrylate AA: Acrylic acid AM: Acrylamide
  • ADC 2-dimethylamino ethyl acrylate methyl chloride, otherwise known as trimethyl (2-prop-2- enoyloxyethyl) azanium chloride
  • AIBN Azobisisobutyronitrile
  • HLB hydrophilic lipophilicity balance
  • DLS Dynamic light scattering
  • FPR Total retention (Fibers + Mineral fillers)
  • FIG. 1 illustrates the proton NMR spectrum of the AAMPS monomer.
  • FIG. 2 illustrates the proton NMR spectrum of the MAMMPS monomer.
  • FIG. 3 illustrates the proton NMR spectrum of the AMMPS monomer.
  • FIG. 4 illustrates the proton NMR spectrum of the MAAMPS monomer.
  • FIG. 5 illustrates the proton NMR spectrum of the ALMPS monomer.
  • FIG. 6 illustrates the proton NMR spectrum of the DAMPS monomer.
  • FIG. 7 illustrates the X-ray diffraction pattern of the crystals of the MAAMPS monomer in hydrated crystalline form of Example 7.
  • Figure 8 illustrates the X-ray diffraction pattern of the crystals of the anhydrous crystalline MAAMPS monomer of Example 10.
  • Figure 9 illustrates the IR spectrum of the AAMPS monomer.
  • Figure 10 illustrates the IR spectrum of the MAMMPS monomer.
  • FIG. 11 illustrates the IR spectrum of the AMMPS monomer.
  • Figure 12 illustrates the IR spectrum of the MAAMPS monomer.
  • Figure 13 illustrates the IR spectrum of the ALMPS monomer.
  • Figure 14 illustrates the IR spectrum of the DAMPS monomer.
  • Figure 15 corresponds to the optical microscope observation of the crystals of the MAAMPS monomer of Example 7 in hydrated crystalline form.
  • Figure 16 corresponds to the optical microscope observation of the crystals of the MAAMPS monomer of Example 10 in anhydrous crystalline form.
  • Figure 17 corresponds to the graph of the variation of Dh from tests 1-1, 1-2, 1-3 of Example 17A, at a concentration of 1 mg / mL as a function of temperature.
  • Figure 18 corresponds to the graph of the variation of Dh from tests 2-1 and 2-2 of Example 17B, at a concentration of 1 mg / mL as a function of temperature.
  • Figure 19 corresponds to the graph of the variation of Dh of test 4-1 of Example 17D during the reversibility test of the thermo-swelling and thermo-aggregation properties (temperature cycle from 15 to 90 ° C then at 15 ° C).
  • Figure 20 corresponds to the graph of the variation of Dh of test 4-2 of Example 17D during the reversibility test of the thermo-swelling and thermo-aggregation properties (temperature cycle from 15 to 90 ° C then at 15 ° C).
  • Figure 21 corresponds to the graph of the variation in pressure difference dP for test 5-1 of Example 17-E.
  • Figure 22 corresponds to the graph of the variation in pressure difference dP for test 5-2 of Example 17-E at a temperature of 25 ° C and 95 ° C.
  • the amounts expressed in ppm are by mass, relative to the total mass of the monomers. This may in particular be the case with the amount of crosslinking agent.
  • the Bulk viscosity is measured using a Brookfield viscometer, at a speed of rotation of 12 rpm at 25 ° C, at 1 mg / L in an aqueous solution containing 0.3 mol / L of NaCl.
  • 230g of dimethyl aminoethyl acrylate (AD AME) and 50g of water are charged in a 1000ml glass reactor, equipped with a stirrer and a condenser. The temperature of the mixture is maintained at 20 ° C. 410 g of acetone are added to the medium as a solvent.
  • DMAPMA dimethylaminopropyl methacrylamide
  • Crystals precipitate and a suspension of these crystals is obtained in the reaction mixture.
  • the crystals are separated by vacuum filtration of the Büchner type and washed with acetone.
  • the crystals are then placed in an oven at 40 ° C. under vacuum for 6 hours. 273 g of crystals are obtained, and the yield is 92% with a purity of the product at 90%.
  • An NMR analysis is carried out on the crystals obtained, and the structure of formula (IX) of the MAMMPS monomer is confirmed, as demonstrated by the proton NMR spectrum of FIG. 2 and the IR spectrum of FIG. 10.
  • DMAPMA dimethylaminopropyl methacrylamide
  • Crystals precipitate and a suspension of these crystals is obtained in the reaction mixture.
  • the crystals are separated by vacuum filtration of the Büchner type and washed with acetone.
  • the crystals are then placed in an oven at 40 ° C. under vacuum for 6 hours. 179g of crystals are obtained.
  • the mass yield is 60% with a purity of the product at 75%.
  • DMAPMA dimethylaminopropyl methacrylamide
  • Crystals precipitate and a suspension of these crystals is obtained in the reaction mixture.
  • the crystals are separated by vacuum filtration of the Büchner type and washed with acetone.
  • the crystals are then placed in an oven at 40 ° C. under vacuum for 6 hours. 218g of crystals are obtained.
  • the mass yield is 73% with a purity of the product at 90%.
  • 444g of dimethylaminopropylacrylamide (DMAPAA) and 60g of water are loaded into a 1000ml glass reactor, equipped with a stirrer and a condenser. The temperature of the mixture is maintained at 20 ° C.
  • DMAPAA dimethylaminopropylacrylamide
  • Crystals precipitate and a suspension of these crystals is obtained in the reaction mixture.
  • the crystals are separated by Büchner-type vacuum filtration and washed with acetone.
  • the crystals are then placed in an oven at 40 ° C. under vacuum for 6 hours. 363g of crystals are obtained.
  • the mass yield is 25% with a purity of the product at 45%.
  • Crystals precipitate and a suspension of these crystals is obtained in the reaction mixture.
  • the crystals are separated by vacuum filtration of the Büchner type and washed with acetone.
  • the crystals are then placed in an oven at 40 ° C. under vacuum for 6 hours. 143g of crystals are obtained.
  • the yield is 66%, the purity of the product being 90%.
  • An NMR analysis is carried out on the crystals obtained, and the structure of formula (VIII) of the MAAMPS monomer is confirmed, as demonstrated by the proton NMR spectrum in FIG. 4 and the IR spectrum in FIG. 12.
  • Crystals precipitate and a suspension of these crystals is obtained in the reaction mixture.
  • the crystals are separated by Büchner-type vacuum filtration and washed with acetone.
  • the crystals are then placed in an oven at 40 ° C. under vacuum for 6 hours. 37g of crystals are obtained.
  • the yield is 12%, the purity of the product being 90%.
  • FIG. 15 shows a particular form of crystals.
  • 224g of dimethyl aminoethyl methacrylate (MADAME) and 64g of water are loaded into a 1000ml glass reactor, equipped with a stirrer and a condenser. The temperature of the mixture is maintained at 20 ° C.
  • Crystals precipitate and a suspension of these crystals is obtained in the reaction mixture.
  • the crystals are separated by vacuum filtration of the Büchner type and washed with acetone.
  • the crystals are then placed in an oven at 40 ° C. under vacuum for 6 hours. 288g of crystals are obtained.
  • the yield is 50%, the purity of the product being 57%.
  • 380g of dimethyl aminoethyl methacrylate (MADAME) are loaded into a 1000ml glass reactor, equipped with a stirrer and a condenser. The temperature of the mixture is maintained at 20 ° C.
  • Example 10 Preparation process for MAAMPS In a 1000ml glass reactor, equipped with a stirrer and a condenser, 226g of dimethyl aminoethyl methacrylate (MADAME) are charged. The temperature of the mixture is maintained at 20 ° C.
  • MADAME dimethyl aminoethyl methacrylate
  • the product is obtained is dissolved in the reaction medium.
  • the yield is 39%, the purity of the product being 35%.
  • Example 11 Process for preparing the ALMPS
  • a 1000ml glass reactor equipped with a stirrer and a condenser, 303g of allyl dimethylamine (ADMA) are charged.
  • the temperature of the mixture is maintained at 20 ° C.
  • 246g of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid are added to the above mixture as well as 10g of acetone and 15g of water.
  • the contact time is 170 hours, the temperature is maintained at 20 ° C., and the stirring is maintained at a speed of 300 revolutions per minute.
  • the reaction takes place at atmospheric pressure.
  • the crystals are separated by Büchner-type vacuum filtration and washed with acetone.
  • the crystals are then placed in an oven at 40 ° C. under vacuum for 6 hours. 273g of crystals are obtained.
  • the yield is 79%, the purity of the product being 90%.
  • allyl dimethylamine (ADMA) are charged in a 1000ml glass reactor, equipped with a stirrer and a condenser. The temperature of the mixture is maintained at 20 ° C.
  • the crystals are separated by vacuum filtration of the Büchner type and washed with acetone.
  • the crystals are then placed in an oven at 40 ° C. under vacuum for 6 hours. 222g of crystals are obtained.
  • the yield is 52%, the purity of the product being 90%.
  • the crystals are separated by vacuum filtration of the Büchner type and washed with acetone.
  • the crystals are then placed in an oven at 40 ° C. under vacuum for 6 hours. 106g of crystals are obtained.
  • the yield is 52%, the purity of the product being 90%.
  • DAMA diallylmethylamine
  • the crystals are separated by Büchner-type vacuum filtration and washed with acetone.
  • the crystals are then placed in an oven at 40 ° C. under vacuum for 6 hours. 135g of crystals are obtained.
  • the yield is 85%, the purity of the product being 90%.
  • DAMA diallylmethylamine
  • Example 16 X-ray diffraction analysis
  • the solids obtained in Examples 7 and 10 are ground beforehand to form powders and are analyzed by X-ray diffraction over an angular range of 10 to 90 °.
  • the equipment used is a Rigaku miniflex II diffractometer and is equipped with a copper source.
  • Example 7 has an X-ray diffraction pattern with the following characteristic peaks:
  • Example 9 is reproduced by adding 1000 ppm, 750 ppm, 500 ppm, 450 ppm, 250 ppm, and 50 ppm (relative to the amount of MADAME and of 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid) to EMHQ in 190g of acetone.
  • 1000 ppm of HMEQ are added, the yield is 5% and the purity is 42%.
  • 750 ppm of HMEQ are added, the yield is 6% and the purity is 45%.
  • 500 ppm of QMEA are added, the yield is 8% and the purity is 51%.
  • HMEQ a reduced amount of HMEQ, i.e. less than 500 ppm, especially 450 ppm, 250 ppm, or more preferably 50 ppm or less, the yield is improved and purity with respect to tests carried out in the presence of 500 ppm or more of QMEA.
  • Example 17 Preparation of reverse emulsion of polymers based on sulfobetaine and their use in accordance.
  • Crosslinked polymer particles of 2- (diethylamino) ethyl methacrylate and polymerizable sulfobetaine have been prepared by conventional radical reverse emulsion polymerization. The procedure is:
  • the aqueous phase is emulsified for a few tens of seconds in the organic phase with sustained mechanical and shearing stirring. A stable emulsion is obtained.
  • the emulsion is transferred to a jacketed reactor fitted with a stirring system and then degassed by bubbling nitrogen through for 60 minutes.
  • the inverting surfactant having an HLB of 12 is introduced with slight stirring.
  • the sizes of the polymer particles (Dh) at ambient temperature and their evolution with temperature were characterized by DLS using the ZETASIZER NANO ZS marketed by Malvern and equipped with a 4 mW - 632.8 nm Helium Neon laser.
  • the polymer particles were analyzed at a concentration of 1 mg / mL in brine (0.3 mol / L NaCl).
  • the cuvettes used are in quartz. Data is analyzed using Malvern DTS software. For temperature rises, data is collected at temperature intervals of 5 ° C with a sample equilibrium time of 5 minutes.
  • the Dhs of the polymer populations increase as rapidly as possible and ideally at temperatures between 30 and 50 ° C.
  • the aggregates of particles formed with the increase in temperature are advantageously characterized by the highest possible Dh values.
  • the reversibility properties of the particles will be evaluated by studying the variation of the hydrodynamic diameters (Dh) of the polymer particles during temperature cycles. Particle Dh reversibility data will be collected between 2 temperatures (15 and 90 ° C) by performing cycles of rise and fall between these 2 temperatures. The duration of temperature rise or fall between the terminals is 10 minutes.
  • thermo-swelling / thermo-aggregation performances are reversible.
  • Example 17-A Preparation of particles from sulfobetaines
  • the objectives of this test are to confirm the thermo-swelling and thermo-aggregation performance of the particles prepared from the monomers of the invention, in order to use them in accordance (see the paragraph "characterization of Dh).
  • Example 17-A A first series of polymers, crosslinked with 40 ppm of MBA, were produced according to the procedure described above. Table 1 summarizes the chemical compositions and the characteristics of the various tests of Example 17-A. Table 1: Compositions and characteristics of tests 1-1, 1-2 1-3 and 1-4 Bulk viscosity is measured using a Brookfield viscometer (rotation speed: 12 rpm).
  • the graph in FIG. 17 shows the variations in Dh for each of the tests, at a concentration of 1 mg / mL as a function of the temperature.
  • thermo-swelling and thermo-aggregation performance of the polymer particles of the counterexample are significantly much lower than those obtained with the polymer particles of the invention.
  • the activation temperatures of the thermo-swelling / thermo-aggregation of the polymer particles prepared from the monomers of the invention are more suitable for areas of average field temperatures.
  • the particles prepared from the monomers of the invention (Tests 1-1 and 1-2) generate better thermo-swelling / thermo-aggregation performance than those of the prior art (test 1-3) and of the counterexample (test 1-4).
  • Example 17-B Preparation of particles from sulfobetaines
  • the objectives of this test were to confirm the thermo-swelling and thermo-aggregation performance of the particles (prepared from the monomers of the invention) at a molar composition different from that of Example 17-A.
  • Table 2 Compositions and characteristics of tests 2-1, 2-2.
  • the graph of FIG. 18 shows the variations of the Dh of each of the tests, at a concentration of 1 mg / mL as a function of the temperature.
  • This new example shows high final Dh values and activation temperatures compatible with most reservoirs (underground formations).
  • Example 17-C Preparation of particles from sulfobetaines crosslinked with dimethacrylate
  • the objectives of this test are to confirm the thermo-swelling and thermo-aggregation performance of the particles prepared from the monomers of the invention but crosslinked with a crosslinker different from that of test 17-B.
  • Table 3 summarizes the new chemical compositions of the polymers crosslinked with 10 ppm EGDMA and the characteristics of the various tests of Example 17- C.
  • the polymer synthesis protocol is that described at the start of the example. 17.
  • Table 3 Compositions and characteristics of tests 3-1 and 3-2
  • Example 17-D Reversibilities of conformance performance of particles of crosslinked polymers based on MAAMPS or MAMMPS sulfobetaines
  • the objectives of this test are to confirm the reversibility properties of the thermo-swelling and thermo-aggregation performance of the particles as a function of successive cycles of rise and fall in temperature.
  • Table 4 summarizes the new chemical compositions of the copolymers crosslinked with 40 ppm of MBA and the characteristics of the various tests of the example.
  • the synthesis protocol is that described at the start of Example 17.
  • Table 4 Compositions and characteristics of tests 4-1 and 4-2
  • thermo-swelling / thermo-aggregation properties of the polymer particles was evaluated according to the protocol described at the start of Example 17. The results obtained are collated in the graphs of FIGS. 19 (test 4-1) and 20. (trials 4-2). The properties of reversibility properties of thermo-swelling and thermo-aggregation have been established with cycles of rise and fall in temperature between 15 ° C and 90 ° C.
  • Example 17-E Performance in a porous medium of particles of crosslinked polymers based on MAAMPS or MAMMPS sulfobetaines
  • the objectives of this test are to confirm the performance of thermo-swelling and thermo-aggregation of particles in porous media.
  • Table 5 summarizes the chemical composition of tests 5-1 and 5-2 (copolymers crosslinked with 40 ppm of MBA).
  • the synthesis protocol is that described above.
  • Table 5 Compositions and characteristics of tests 5-1 and 5-2
  • FIG. 22 corresponds to the graph of the evolution of the pressure difference dP between the inlet and the outlet of the porous medium, as a function of the temperature with a change from 25 ° C to 95 ° C.
  • the graph in figure 22 shows an increase in the pressure differential inside the section with temperature (from 25 ° C to 95 ° C). This confirms the thermo-swelling and thermo-aggregating performances of the particles of test 5-1 as a function of the temperature.
  • this example 17-E demonstrates that the emulsions of polymer particles prepared from the monomers of the invention have properties of propagation, heat-swelling and heat-aggregation in a porous medium.
  • Example 18 Dishwashing liquid formulated from a MAAMPS copolymer
  • the detergency industry formulates foaming products from many raw materials including surfactants. Excipients can be added to formulations by those skilled in the art in order to increase the foaming properties of the formulations, or even to stabilize the foam formed.
  • the objectives of this new test are to evaluate the foaming and stabilizing properties of the foams formed in the presence of fatty residues, of additives prepared from one of the monomers of the invention.
  • a copolymer of acrylamide (AM) and MAAMPS has been prepared by conventional radical polymerization in solution in water.
  • the chemical composition is collected in Table 6.
  • Formulations F, G, H, I, and J are respectively packaged in graduated test tubes.
  • the volume of each of the solutions occupies, at start-up, 1/3 of the volume of the test tube.
  • Nine cycles of twenty rotations (30 rpm) each are then carried out on each of the specimens.
  • Five milliliters of olive oil are added to each test tube (ie a total of 40 mL, at the end of the procedure).
  • the foam heights of tests G, H, I, J are then measured and compared with that of test F. The results obtained are collated in Table 9.
  • the objectives of this new test are to evaluate the properties of total retention (FPR, Fibers + Mineral Loads), Mineral Load Retention (FPAR) and Vacuum Drainage (DDA).
  • FPR total retention
  • FPAR Mineral Load Retention
  • DDA Vacuum Drainage
  • Example 10 The polymers below were synthesized by following the procedure described in Example 1.
  • the formulation of test 7-0 does not contain a polymer.
  • Table 10 summarizes the chemical compositions and the performances (concentration of 0.25% by mass in the paper formulation) of the various tests.
  • the molar masses of the various copolymers are comparable and of the same order of magnitude.
  • the tests according to the invention generate higher FPAR and FPR values than the reference, and DDA values lower than the reference.
  • This new example demonstrates that the terpolymers prepared from the sulfobetaine monomers of the invention demonstrate good performance in total retention, in charge retention and in vacuum drainage (drainage).
  • Example 20 High viscosity additive (HVFR) for hydraulic fracturing
  • the hydraulic fracturing industry uses many additives including friction reducers which induce high viscosities in saline aqueous media (HVFR for High Viscous Friction Reducer).
  • HVFR High Viscous Friction Reducer
  • the objectives of this example are to formulate fracturing fluids hydraulic from additives (of the invention and of the prior art) and to see the “bulk” viscosity levels obtained.
  • Table 11 The polymers described in Table 11 were synthesized by following the procedure described in Example 1. Table 11 summarizes the chemical compositions and the characteristics of each of the tests. The molar masses of the various copolymers are comparable and of the same order of magnitude.
  • Brine 1 is composed of sodium chloride (30 g / L) and calcium dichloride (3 g / L).
  • Brine 2 is composed of sodium chloride (85 g / L) and calcium dichloride (33 g / L).
  • Fann viscosities The Fann viscosities, in centipoise (cP) are measured at 20 ° C using the Chandler Engineering model 3500 viscometer which is equipped with the R1B1 module (Rotor 1 Bob 1). The values of the Fann viscosities at the shear gradients of 511 and 102 s 1 are extrapolated by applying the angular speeds of 300 and 60 rpm (revolutions per minute) respectively.
  • Tests 8-1 and 8-2 generate higher Fann viscosities than for Tests 8-3, regardless of the shear (100 or 511 s-1) and the dosage (4 or 6 Gallon per Thousand).
  • This new example demonstrates that hydraulic fracturing fluids of the type (HVFR) formulated from emulsions produced from the monomers of the invention have Higher Fann viscosities than those of the fluids prepared from the emulsions of the prior art, and thus offer better performance in the intended application.
  • HVFR hydraulic fracturing fluids of the type

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Abstract

La présente invention concerne un nouveau monomère sulfobétaïne, et son procédé de préparation, avantageusement par réaction entre un composé vinyl-amine et un composé vinyl-acide sulfonique, préférentiellement en présence d'un agent solubilisant. La présente invention concerne également les (co)polymères obtenus à partir de ce nouveau type de5 monomère sulfobétaïne, et leur utilisation, par exemple comme floculant, dispersant, agent épaississant, agent absorbant ou agent réducteur de friction.

Description

NOUVEAUX MONOMERES SUUFOBETAINE, PROCEDE DE PREPARATION ET
UEURS UTIUISATIONS
DOMAINE TECHNIQUE
Le domaine de l’invention concerne des monomères zwitterioniques et plus précisément de nouveaux monomères sulfobétaïnes, ainsi que leur procédé de préparation et leur utilisation pour produire des (co)polymères.
ETAT ANTERIEUR DE LA TECHNIQUE
Les monomères zwitterioniques ont la particularité d’avoir au moins une charge anionique et au moins une charge cationique sur la même unité monomérique. Le groupement cationique est généralement un ammonium quaternaire. Le groupement anionique est généralement un acide carboxylique, un acide sulfonique, un acide phosphorique, un acide phosphonique ou leurs formes salifiées. Ces monomères zwitterioniques sont également caractérisés par le groupement qui sépare la charge anionique et la charge cationique. Des groupements hydrophiles ou hydrophobes peuvent être également présents sur l’unité monomérique.
Les monomères zwitterioniques sont d’importance étant donné les caractéristiques spécifiques qu’ils apportent aux polymères obtenus à partir de ces derniers. Les monomères sulfobétaïnes sont un type particulier de monomère zwitterioniques.
Les monomères de type sulfobétaïnes décrits dans l’art antérieur ont souvent la structure selon la formule (I) suivante dans laquelle x et y sont des nombres entiers et Ri et R2 sont choisis parmi un groupement alkyle, cyclique ou hétérocyclique.
Formule (I), avec R3 = H ou CH?
La molécule la plus citée est le monomère SPE, notamment fabriqué par la société Raschig avec sa gamme Ralu®mer. La structure du Ralu®mer SPE correspond à celle de la formule (I) dans laquelle x=2, y=3 et R3 = CH?. Une variation de ces structures consiste en l’introduction d’un groupement hydroxyle entre une charge positive (ammonium quaternaire) et une charge négative (sulfonate). La société Rashig commercialise notamment le monomère SHPE de formule (II) suivante. iSMPTii Formule (II)
Il existe également des monomères zwitterioniques possédant un groupement acrylamido, permettant ainsi d’obtenir une résistance à l’hydrolyse plus prononcée que les monomères zwitterioniques de type (méth)acrylique. Ces structures sont disponibles par exemple auprès de la société Rashig dans sa gamme Ralu®mer sous les appellations SPP de formule (III) et SHPP de formule (IV) suivantes.
Formule (IV) Ces monomères zwitterioniques peuvent être obtenus selon différentes voies de synthèse. Les documents CN 104926696, US 3,473,998 et US 4,585,846 décrivent par exemple la réaction entre un monomère possédant une amine tertiaire et un ester cyclique de l’acide sulfonique, autrement appelé sultone d’alkyle. La longueur de la chaîne alkyle varie généralement de 3 à 7 atomes de carbone.
Les réactifs les plus utilisés sont généralement la propane sultone et la butane sultone. Mais ces composés sont des réactifs hautement toxiques avec une classification cancérigène, mutagène et reprotoxique. Ils sont donc hautement indésirables. De plus, les alkylsultones s’hydrolysent en milieu aqueux, ce qui nécessite un strict contrôle du taux d’eau dans les milieux réactionnels, et rend ainsi les conditions réactionnelles difficiles.
Les documents US 3,239,560 et CN 105130851 décrivent l’utilisation d’un halogénure d’hydroxyalkyl sulfonate de sodium comme réactif afin de s’affranchir de l’utilisation d’ester cyclique de l’acide sulfonique. Ces halogénures d’hydoxyalkyl sulfonates sont obtenus par réaction entre l’épichlorohydrine, qui est un composé toxique, et du sulfite de sodium, ou bisulfite de sodium, ou métabisulfite de sodium. La formation du monomère zwitterionique se fait donc en deux étapes, et toujours avec l’utilisation d’un composé toxique. De plus, l’utilisation de chlorure d’hydroxyalkyl sulfonate de sodium avec une amine tertiaire génère une quantité de sel (NaCl) qu’il est nécessaire d’éliminer du milieu réactionnel, ce qui rend la réaction plus complexe à gérer. Enfin, ce type de réaction génère une quantité de sous- produits non négligeable, ce qui nécessite une étape supplémentaire de purification par recristallisation du monomère sulfobétaine ainsi synthétisé. Ces procédés ne sont donc pas satisfaisants.
Le document « Synthesis of a sériés of monomeric styrene sulfobetaine precursors » (Lukas Sonnenschein et Andréas Seubert, Tetrahedron Letters, volume 52, 2011, pages 1101-1104) décrit l’utilisation de bromure d’alkylsulfonate de sodium comme réactif. En marge du monomère sulfobétaine obtenu, du sel (NaBr) est généré ce qui nécessite une étape supplémentaire de purification du milieu réactionnel. Ce procédé n’est donc pas satisfaisant.
Il apparaît donc que l’obtention de nouveaux monomères zwitterioniques, en particulier des sulfobétaïnes, de bonne pureté, à un rendement important, et minimisant l’utilisation de réactifs toxiques, reste un enjeu majeur. EXPOSÉ DE L’INVENTION
La Demanderesse vient maintenant de découvrir des nouveaux monomères sulfobétaïnes, ainsi que leur procédé de préparation, permettant d’atteindre les objectifs précités.
La présente invention concerne un monomère sulfobétaïne de formule (V) suivante, ou sa forme acide, c’est-à-dire un monomère dans lequel SO?H remplace SO? . Plus particulièrement, la présente invention concerne la forme cristalline hydratée de ce monomère, la préparation de ce monomère (forme cristalline hydratée ou non), la préparation d’un (co)polymère de ce monomère (forme cristalline hydratée ou non), mais aussi un (co)polymère de ce monomère (notamment sous sa forme cristalline hydratée) et son utilisation.
Formule (V)
Par un monomère « et/ou » sa forme acide, on entend soit un monomère, soit la forme acide du monomère, soit un monomère et sa forme acide.
L’invention concerne aussi bien la forme zwitterionique de la molécule, i.e. celle qui comprend au moins une charge positive et au moins une charge négative sur la même molécule, que la forme acide, cette dernière étant présente en milieu acide lorsqu’un proton, H+, vient neutraliser la charge négative de la fonction SO? . Dans la présente demande l’expression « monomère sulfobétaïne de formule (V), ou sa forme acide » est utilisée pour décrire ces deux molécules.
Un autre aspect de l’invention concerne un procédé de préparation du monomère de formule (V) et/ou sa forme acide par réaction entre un composé de formule (VI) et un composé de formule (VII) et/ou un de ses sels. Cette réaction est optionnellement, et préférentiellement, réalisée en présence d’au moins un agent solubilisant du composé de formule (VII). De manière avantageuse, cette réaction peut également être réalisée en présence d’au moins un solvant. Dans les formules (V) à (XIV) :
Ri et R4 sont, indépendamment l’un de l’autre, -H ou -CH?,
R2 et R? sont, indépendamment l’un de l’autre, un groupement alkyle linéaire en Cl -CIO ou alkyle ramifié en C3-C10 ou alkylène linéaire en C2-C10,
R5 est -H, ou un groupement alkyle linéaire en C1-C22 ou alkyle ramifié en C3-C22, ou R5 forme avec RÔ un cycle carboné en C4-C10, optionnellement ramifié,
RÔ est un groupement alkyle linéaire en C1-C22 ou alkyle ramifié en C3-C22, ou R6 forme avec R5 un cycle carboné en C4-C10, optionnellement ramifié,
Xi= -COO-, ou -CONH-,ou -CH2-,
X2= -COO-, ou -CONH-, n est un nombre entier compris entre 0 et 10.
De manière générale, les plages de valeurs incluent les bornes les définissant. Ainsi, les bornes 0 et 10 sont inclues dans la plage « compris entre 0 et 10 ».
Dans la présente demande, -COO- correspond à un atome de carbone relié par une double liaison covalente à un premier atome d’oxygène, et relié par une simple liaison covalente à un deuxième atome d’oxygène, c’est-à-dire le groupement -C(=0)0- Le groupement -CONH- correspond à un atome de carbone relié par une double liaison covalente à un atome d’oxygène, et relié par une simple liaison covalente à un atome d’azote, lui-même relié par une liaison covalente à un atome d’hydrogène, c’est-à-dire le groupement -C(=0)NH-. Le carbone du groupement C=0 de X2 (-COO- ou -CONH-) forme bien entendu une liaison covalente avec le carbone du groupement -CHR4- de la formule (V). n = 0 signifie que (— )n est une liaison simple entre Xi et NR2R3.
Lorsque Ri (i = 2 et/ou 3) est un groupement alkylène linéaire en C2-C10, il comprend avantageusement une seule double liaison C=C, plus avantageusement un groupement -
CH=CH2.
A titre d’exemple, un groupement en C1-C20 correspond avantageusement à un groupement hydrocarboné comprenant 1 à 20 atomes de carbone. De manière avantageuse, un groupement hydrocarboné ne comprend que des atomes de carbone et d’hydrogène.
Dans la présente demande, les sels des monomères sulfobétaïne de formule (V) et du composé de formule (VII) sont des sels hydrosolubles de ces monomères comme des sels de métaux alcalins, des sels de métaux alcalino-terreux, ou des sels d’ammonium.
Par « alcalin » ou « métal alcalin », on entend un élément chimique de la première colonne (1er groupe) du tableau périodique, à l'exception de l'hydrogène, à savoir un élément choisi parmi le lithium, le sodium, le potassium, le rubidium, le césium et le francium, de préférence le sodium ou le potassium.
Par « alcalino-terreux » ou « métal alcalino-terreux », on entend un élément chimique de la deuxième colonne (2ème groupe) du tableau périodique, à savoir un élément choisi parmi le béryllium, magnésium, le calcium, le strontium, le baryum et le radium, de préférence le calcium ou le magnésium.
Un autre aspect de l’invention concerne l’utilisation du monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou un de ses sels, pour la production de (co (polymères.
Un autre aspect de l’invention concerne les (co)polymères obtenus à partir de monomères sulfobétaïnes de formule (V) et/ou sa forme acide.
L’invention a aussi pour objet l’utilisation du (co)polymère obtenu à partir de monomères sulfobétaïnes de formule (V) et/ou sa forme acide comme floculant, dispersant, agent épaississant (modificateur de rhéologie), agent absorbant (par exemple superabsorbant de type SAP qui gonfle en présence d’eau), agent réducteur de friction, agent rétenteur d’eau, agent rétenteur de charges minérales, ou générateur et stabilisant de mousse. Ledit (co)polymère peut présenter une ou plusieurs de ces propriétés. L’invention a également pour objet l’utilisation des (co)polymères obtenus à partir de monomères sulfobétaïnes de formule (V) et/ou sa forme acide, dans la récupération du pétrole et du gaz, dans le traitement de l’eau, dans le traitement des boues, dans l’amélioration du transport de fluide aqueux, dans le traitement de la pulpe à papier, dans la fabrication du papier, dans la construction, dans l’industrie minière, dans la formulation de produits cosmétiques, dans la formulation de détergents, dans la fabrication de textile, dans l’agriculture, ou dans la fabrication d’hydrogels médicaux.
Enfin, l’invention a également pour objet des compositions de produits d’hygiène, des compositions cosmétiques, des compositions de shampoings, ou des compositions pharmaceutiques contenant un (co)polymère comprenant au moins le monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide, ainsi que le procédé de fabrication desdites compositions.
Le monomère sulfobétaïne
La présente invention concerne un monomère sulfobétaïne de formule (V) suivante, ou sa forme acide.
Formule (V)
Selon un mode de réalisation particulier, le groupement Ri de la formule (V) est un atome d’hydrogène.
Selon un premier mode particulier de l’invention, le monomère sulfobétaïne a une structure de formule (V) dans laquelle n est égal à 3. Dans ce cas, et de manière préférentielle, R2 et R? sont chacun un groupement CH?, et Xi est CONH.
Selon un second mode particulier de l’invention, le monomère sulfobétaïne a une structure de formule (V) dans laquelle n est égal à 0. Dans ce cas, et de manière préférentielle, R2 et R? sont chacun un groupement CH?, et Xi est un groupement -CH2-. Selon un troisième mode particulier de l’invention, le monomère sulfobétaïne a une structure de formule (V) dans laquelle n est égal à 2. Dans ce cas, et de manière préférentielle, R2 et R? sont chacun un groupement CH? et Xi est -COO-.
De manière préférentielle, R4 est un atome d’hydrogène, et X2 est -CONH-. Dans ce cas, R5 et RÔ sont de préférence des groupements CH?. Ces préférences s’appliquent de manière générale à la formule (V), et préférentiellement à un des trois premiers modes particuliers précédemment décrits.
Selon un quatrième mode particulier et préféré selon l’invention, le monomère sulfobétaïne est un monomère de structure de formule (VIII) suivante ou sa forme acide. On nomme ce monomère MAAMPS, plus précisément 2-(3-((2-(méthacryloyloxy) éthyl) diméthylammonio) propanamido)-2-méthylpropane- 1 -sulfonate.
Formule (VIII)
Selon un cinquième mode particulier et préféré selon l’invention, le monomère sulfobétaïne est un monomère de structure de formule (IX) suivante ou sa forme acide. On comme ce monomère MAMMPS, plus précisément 2-(3-((2-méthacrylamidopropyl) diméthylammonio) propanamido)-2-méthylpropane- 1 -sulfonate.
Formule (IX) Selon un sixième mode particulier et préféré selon l’invention, le monomère sulfobétaïne est un monomère de structure de formule (X) suivante ou sa forme acide. On nomme ce monomère ALMPS, plus précisément 2-(3-(allyldiméthylammonio)propanamido)-2- méthylpropane- 1 -sulfonate.
Formule (X)
Selon un septième mode particulier et préféré selon l’invention, le monomère sulfobétaïne es un monomère de structure de formule (XI) suivante ou sa forme acide. On nomme ce monomère AAMPS, plus précisément 2-(3-((2-(acryloyloxy) éthyl) diméthylammonio) propanamido)-2-méthylpropane- 1 -sulfonate.
Formule (XI)
Selon un huitième mode particulier et préféré selon l’invention, le monomère sulfobétaïne est un monomère de structure de formule (XII) suivante ou sa forme acide. On nomme ce monomère AMMPS, plus précisément 2-(3-((2-acrylamidopropyl) diméthylammonio) propanamido)-2-méthylpropane- 1 -sulfonate.
Formule (XII) Selon un neuvième mode particulier et préféré selon l’invention, le monomère sulfobétaïne est un monomère de structure de formule (XIII) suivante ou sa forme acide. On nomme ce monomère DAMPS, plus précisément 2-(3-(diallylméthylammonio)propanamido)-2- méthylpropane- 1 -sulfonate.
Formule (XIII)
Selon un dixième mode particulier et préféré selon l’invention, le monomère sulfobétaïne de formule (V) est sous une forme cristalline hydratée. Selon un onzième mode particulier et préféré selon l’invention, le monomère sulfobétaïne de formule (VIII) est sous une forme cristalline hydratée ayant un diagramme de diffraction des rayons X sur poudre comprenant des pics caractéristiques suivants : 25,17°, 26,11°, 26,36°, 27,36°, 28,07°, 29,08°, 29,48, 29,91°degrés 2-thêta. L’incertitude est en généralement de l’ordre de +/- 0,05°.
Procédé PI de préparation du monomère sulfobétaïne de formule (V)
L’invention concerne également un procédé PI de préparation du monomère de formule (V) et/ou sa forme acide par réaction entre un composé de formule (VI) et un composé de formule (VII) et/ou un de ses sels, optionnellement et préférentiellement en présence d’au moins un agent solubilisant, et optionnellement en présence d’au moins un solvant.
Formule (VI)
Dans le procédé de préparation selon l’invention, les mêmes préférences sur les caractéristiques Ri à RÔ, XI, X2, et n précédemment décrites pour le monomère sulfobétaïne, s’appliquent sur les formules (VI) et (VII).
Ainsi le composé de formule (VI) est préférentiellement choisi parmi le diméthylaminopropyl méthacrylamide, le dimethyléthylaminopropyl acrylamide, l’allyldiméthylamine, le diallylméthyl amine, le méthacrylate de diméthylaminoéthyl, l’acrylate de diméthylaminoéthyl. Plus préférentiellement, le composé de formule (VI) est choisi parmi le diméthylaminopropyl le méthacrylamide, l’acrylamide, l’allyldiméthylamine et l’acrylate de diméthylaminoéthyl. Encore plus préférentiellement, il est soit le diméthylaminopropyl méthacrylamide, soit le diméthylaminopropyl acrylamide.
En ce qui concerne le composé de formule (VII), l’utilisation de sa forme acide est préférée à celle de sa forme salifiée dans le procédé PI. Le composé de formule (VII) est préférentiellement l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique et/ou un de ses sels, préférentiellement sa forme acide. Selon un mode de réalisation particulier, l’acide 2- acrylamido-2-méthylpropane sulfonique est sous sa forme monohydrate tel que décrit dans le document WO 2018/172676.
Selon le procédé de l’invention, il est possible de faire réagir plusieurs amines (composé (VI)) avec le composé de formule (VII) dans la même réaction. Autrement dit, le procédé selon l’invention couvre également la réaction d’au moins deux composés de formule (VI) avec au moins un composé de formule (VII). Le produit de réaction contiendra alors plusieurs molécules différentes de formules (V). De la même manière il est possible de faire réagir au moins un composé de formule (VI) avec au moins deux composés de formule (VII).
La réaction entre les composés de formule (VI) et (VII) est préférentiellement réalisée en présence d’un agent de solubilisation du composé de formule (VII) dans le milieu réactionnel. Lorsqu’au moins un agent de solubilisation est présent dans le milieu réactionnel lors de la réaction, le rendement de la réaction est amélioré. La réaction peut être effectuée sans agent de solubilisation, mais il est préférable qu’elle soit réalisée en présence d’au moins un agent de solubilisation.
Dans le cadre de l’invention, un agent solubilisant est un composé permettant une solubilisation partielle ou totale du composé de formule (VII) dans le milieu réactionnel. Les termes « agent solubilisant » et « agent de solubilisation » sont utilisés de manière équivalente dans la présente demande. En d’autres termes, l’agent solubilisant est un agent solubilisant du composé de formule (VII) dans le milieu réactionnel. Grâce à sa présence, la solubilité du composé de formule (VII) est améliorée dans le milieu réactionnel. C’est ainsi que ces composés peuvent plus efficacement participer à la réaction. La solubilisation peut être partielle, la partie solubilisée réagissant avec le composé de formule (VI) pour former le composé de formule (V), puis c’est une autre fraction de composé de formule (VII) qui est solubilisé et qui réagit ensuite, et ainsi de suite, de sorte que substantiellement tous les composés de formule (VII) sont finalement solubilisés et ont réagi à la fin de la réaction.
L’agent solubilisant est préférentiellement choisi parmi l’eau, un alcane, un alcool, un amide par exemple la N-méthylpyrrolidone, ou un mélange de ces composés. Plus préférentiellement, l’agent de solubilisation est choisi parmi l’eau, le méthanol, l’éthanol, l’isopropanol, la diméthylformamide, ou un mélange de ces composés. Encore plus préférentiellement, l’agent solubilisant est l’eau.
La quantité d’agent solubilisant est de préférence comprise entre 0 et 200 % en masse par rapport à la masse du composé de formule (VII), préférentiellement comprise entre 0,0001 et 150% en masse, encore plus préférentiellement entre 0,001 et 100% en masse, et encore plus préférentiellement entre 0,1 et 80% en masse. La quantité d’agent de solubilisation (agent solubilisant) est de préférence supérieure à 0,5%, plus préférentiellement supérieure à 1%, encore plus préférentiellement supérieure à 2%, et encore plus préférentiellement supérieure à 5% en masse.
Il est possible d’optimiser la réaction en ajustant la quantité d’agent de solubilisation en fonction de la nature précise des composés (VI) et (VII). En d’autres termes, l’optimum de réactivité et de rendement obtenu avec la même quantité d’agent de solubilisation dépend de la nature des composés (VI) et (VII), notamment le composé (VII). L’homme du métier est à même d’effectuer aisément cette optimisation. Lorsque le composé (VI) est le méthacrylate de diméthylaminoéthyl ou la diallylméthylamine (DAMA) et le composé (VII) est l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique et/ou un de ses sels, la quantité d’agent de solubilisation est préférentiellement comprise entre 0% et 50% en masse par rapport à la masse totale des composés (VI) et (VII), et des éventuels agent(s) de solubilisation et solvant(s), plus préférentiellement entre 0,01% et 40% en masse. La quantité d’agent de solubilisation est de préférence supérieure à 0,5%, plus préférentiellement supérieure à 1%, encore plus préférentiellement supérieure à 2%, et encore plus préférentiellement supérieure à 5% en masse. L’agent de solubilisation est préférentiellement de l’eau.
Lorsque le composé (VI) est l’acrylate de diméthylaminoéthyl et le composé (VII) est l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique et/ou un de ses sels, la quantité d’agent de solubilisation est préférentiellement comprise entre 0% et 20% en masse par rapport à la masse totale des composés (VI) et (VII), et des éventuels agents de solubilisation et solvants, plus préférentiellement entre 0,01% et 15% en masse. La quantité d’agent de solubilisation est de préférence supérieure à 0,5%, plus préférentiellement supérieure à 1%, et encore plus préférentiellement supérieure à 2% en masse. L’agent de solubilisation est préférentiellement de l’eau.
Lorsque le composé (VI) est le méthacrylamide de diméthylaminopropyl (DMAPMA) ou l’acrylamide de diméthylaminopropyl (DMAPAA) ou l’allyldiméthylamine (ADMA), et le composé (VII) est l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique et/ou un de ses sels, la quantité d’agent de solubilisation est préférentiellement comprise entre 0 et 50% en masse par rapport à la masse totale des composés (VI) et (VII), et des éventuels agent(s) de solubilisation et solvant(s), plus préférentiellement entre 0,01% et 30% en masse. La quantité d’agent de solubilisation est de préférence supérieure à 0,5%, plus préférentiellement supérieure à 1%, encore plus préférentiellement supérieure à 2%, et encore plus préférentiellement supérieure à 5% en masse. L’agent de solubilisation est préférentiellement de l’eau.
Le procédé de préparation selon l’invention peut se faire de manière discontinue, c’est-à-dire en lot (« batch » en anglais, terme couramment utilisé par l’homme du métier), de manière semi-discontinue, c’est-à-dire semi-lot (« semi-batch » en anglais) ou en continu. De préférence, il s’effectue de manière « batch ». L’ajout des composés de formule (VI) ou (VII) et, optionnellement, de l’agent solubilisant peut se faire de manière séparée ou simultanée. Le composé de formule (VI) peut être ajouté en premier dans le réacteur, suivi de l’ajout du composé de formule (VII), ou inversement. La première de ces configurations est préférée (composé (VI) puis composé (VII)). L’ajout de chaque composant peut se faire en une seule fois, en plusieurs fois, ou en coulée progressive.
Les composés de formule (VI), de formule (VII) et l’éventuel agent de solubilisation peuvent être additionnés dans n’importe quel ordre dans un réacteur. Lorsqu’un agent de solubilisation est utilisé, le procédé de préparation selon l’invention comprend préférentiellement une première étape dans laquelle l’agent de solubilisation est ajouté et mélangé au composé de formule (VI), et dans une deuxième étape le composé de formule (VII) est ajouté dans le milieu réactionnel.
La réaction entre les composés de formules (VI) et (VII) s’effectue de préférence sous agitation. La vitesse d’agitation est préférentiellement comprise entre 10 et 1000 tours par minute.
La température de la réaction entre les composés de formules (VI) et (VII) est préférentiellement comprise entre -20°C et 100°C, plus préférentiellement entre 0°C et 50°C. La température optimale de réaction est préférentiellement comprise entre 10 et 40°C, de façon encore plus préférée entre 15 et 35°C, encore plus préférentiellement entre 15 et 25°C. Dans ces conditions optimales, de meilleures performances sont généralement obtenues.
La durée de la réaction entre les composés de formules (VI) et (VII) est avantageusement comprise entre 0,5 heure et 10 jours, préférentiellement entre 1 heure et 7 jours, plus préférentiellement entre 2 heures et 72 heures.
Les ratios molaires des réactifs sont typiquement déterminés par l’homme du métier de façon à maximiser la production de monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide. Le ratio molaire entre le composé de formule (VI) et le composé de formule (VII) et/ou à un de ses sels est préférentiellement compris entre 0,1 : 1 et 20 : 1, plus préférentiellement entre 1,01 : 1 et 20 : 1, et encore plus préférentiellement entre 1,1 : 1 et 15 : 1. Le ratio molaire peut notamment être compris entre 6 : 1 et 10 : 1 , ou entre 8 : 1 et 10 : 1.
Lorsque ce ratio est compris entre 0.1 : 1 et 1 : 1, un composé additionnel est avantageusement utilisé de manière à ce que le ratio molaire entre la quantité de composé de formule (VI) additionnée à la quantité de composé additionnel sur la quantité de composé de formule (VII) soit avantageusement supérieur ou égal à 1. Ce composé additionnel est avantageusement choisi parmi les hydroxydes de métal alcalin, les hydroxydes de métal alcalino-terreux, les oxydes de métal alcalin, les oxydes de métal alcalino-terreux, les carbonates de métal alcalin, les carbonates de métal alcalino-terreux, les hydrogénocarbonates de métal alcalin, les hydrogénocarbonates de métal alcalino-terreux ou les amines de formule suivante NR10R20R30 où Rio, R20 et R30 sont chacun indépendamment un atome d’hydrogène ou une chaîne carbonée contenant de 1 à 22 atomes de carbone, par exemple un alkyle en C1-C22. Préférentiellement, Rio, R20 et R?o sont chacun un atome d’hydrogène.
Lorsque le composé additionnel est un hydroxyde de métal alcalin ou de métal alcalino- terreux, il est préférentiellement choisi parmi l’hydroxyde de sodium, l’hydroxyde de potassium, l’hydroxyde de lithium, l’hydroxyde de magnésium et l’hydroxyde de calcium, Lorsque le composé additionnel est un oxyde de métal alcalin ou de métal alcalino-terreux, il est préférentiellement l’oxyde de calcium ou l’oxyde de magnésium. Lorsque le composé additionnel est un carbonate de métal alcalin, il est préférentiellement le carbonate de sodium ou le carbonate de potassium. Lorsque le composé additionnel est un hydrogénocarbonate de métal alcalin, il est préférentiellement l’ hydrogénocarbonate de sodium ou l’hydrogénocarbonate de potassium. Préférentiellement, le composé additionnel est le carbonate de sodium ou le carbonate de potassium.
La pression à laquelle s’effectue la réaction entre les composés de formules (VI) et (VII) est préférentiellement entre 0,1 bar et 50 bars, plus préférentiellement entre 0,5 et 10 bars, et encore plus préférentiellement à pression atmosphérique. Par « bar », on entend bar absolu correspondant à 105 Pa.
Selon un mode de réalisation particulier, un solvant peut également être utilisé dans le procédé selon l’invention. Dans le cadre de l’invention, un « solvant » est un composé permettant de diluer le milieu réactionnel sans modifier chimiquement les réactifs, et sans lui- même se modifier.
Le solvant peut être avantageusement choisi parmi les alcanes, les cétones, les nitriles, les alcools, et les éthers, et plus préférentiellement le solvant est l’acétone. Dans un mode préféré, le solvant est un composé présentant une température de fusion inférieure à 15°C, plus avantageusement inférieure à 5°C. En effet, les solvants dont la température de fusion est supérieure à 15°C peuvent faire baisser le rendement de la réaction, notamment lorsqu’il s’agit de solvants polaires et aprotiques. L’homme du métier saura ajuster la quantité de solvant afin d’optimiser la réaction.
La réaction est réalisée avec une quantité d’inhibiteur de polymérisation comprise entre 0 et moins de 500 ppm par rapport à la masse totale des composés de formules (VI) et (VII).
Lorsque la réaction est réalisée en présence d’un inhibiteur de polymérisation, on utilise de préférence une quantité inférieure à 500 ppm par rapport à la masse totale des réactifs (composés de formules (VI) et (VII)), préférentiellement inférieure à 200 ppm, plus préférentiellement inférieure à 100 ppm, encore plus préférentiellement inférieure ou égale à 50 ppm. On peut utiliser une quantité supérieure ou égale à 10 ppm, voire supérieure ou égale à 20 ppm. Il a été observé que l’utilisation d’inhibiteur de polymérisation dans une quantité trop importante fait baisser le rendement de la réaction. Le fait de diminuer la quantité d’inhibiteur de polymérisation par rapport aux quantités usuelles (qui sont généralement supérieures à 5000 ppm), de préférence à moins de 500 ppm, permet d’améliorer à la fois le rendement réactionnel et la pureté du produit obtenu. Une diminution de la quantité d’inhibiteur de polymérisation à 50 ppm ou moins permet d’améliorer encore davantage le rendement réactionnel et la pureté du produit obtenu, et ce de manière plus forte qu’en conservant une quantité d’inhibiteur de polymérisation supérieure à 50 ppm.
Au contraire, les procédés de l’art antérieur, en particulier ceux décrits dans les documents CN 103274955, CN 107383287, Kazantsev et al., Russian Journal of General Chemistry, 2018, vol. 88 n°4, pages 641-645, Kazantsev et al., Russian Journal of Organic Chemistry, 2000, vol. 36 n°3, pages 343-349, et Shirshin et al., Russian Journal of Applied Chemistry, 1990, vol. 72 n°2, pages 278-281, mettent en œuvre une quantité d’inhibiteur de polymérisation supérieure ou égale à 1000 ppm, et généralement comprise entre 1000 ppm et 5000 ppm. Cela se traduit par un rendement réactionnel et une pureté moindre comparativement aux quantités décrites précédemment dans le cadre de la présente invention.
De préférence, l’inhibiteur de polymérisation est choisi dans le groupe comprenant l’éther de monométhyl hydroquinone (EMHQ), hydroquinone, benzoquinone, phenothiazine, phenylnaphthylamine, diphenylpicrylhydrazine.
De préférence, la réaction est réalisée sans inhibiteur de polymérisation.
Dans le procédé selon l’invention, l’agent de solubilisation facilite la solubilisation du composé de formule (VII) dans le milieu réactionnel. Alors, les molécules de formule (VII) solubilisées réagissent avec les composés de formule (VI) pour conduire à la formation de monomère sulfobétaïne de formule (V).
Le produit de réaction obtenu peut être une suspension de cristaux de composés de formule (V) ou une solution de composés de formule (V). Autrement dit, le composé de formule (V) obtenu à l’issue de la réaction se trouve sous forme solide (cristaux) ou liquide (solubilisé). Le produit de réaction et donc l’état physique du composé de formule (V) dépend de la présence ou non d’agent de solubilisation et/ou de solvant, ainsi que de leur quantité dans le milieu réactionnel.
Dans le cas où des cristaux de monomère sulfobétaïne de formule (V) sont obtenus à l’issue de la réaction, ils sont ensuite préférentiellement séparés du milieu réactionnel par une étape de séparation liquide/solide. A titre d’exemple et de manière non limitative, l’utilisation de centrifugeuse verticale ou horizontale, de décanteur, de filtre presse, de filtre à bande, de filtre à disques, de tambour rotatif sous vide ou sous pression peut être citée.
De manière préférentielle, les cristaux obtenus à la suite de l’étape de séparation liquide/solide, sont optionnellement lavés une ou plusieurs fois, puis séchés. Toute méthode de lavage et de séchage pourra être utilisée. Le produit final obtenu est ainsi une poudre de cristaux de composés de formule (V). Le lavage peut être réalisé avec un alcool ou une cétone comme, par exemple, l’acétone.
Le procédé de préparation de monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide comprend préférentiellement les étapes successives suivantes : al) Ajouter dans un réacteur sous agitation au moins un composé de formule (VI), optionnellement et préférentiellement au moins un agent solubilisant du composé de formule (VII), et optionnellement un solvant pour obtenir un mélange pré-réactionnel ; a2) Ajouter au moins un composé de formule (VII) et/ou un de ses sels dans le mélange pré réactionnel ; a3) Après réaction entre les composés de formules (VI) et (VII), permettant d’obtenir un monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide, obtenir un monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide sous forme de solution ou de suspension de cristaux. Lorsque le produit de la réaction est une suspension de cristaux, le procédé selon l’invention comprend préférentiellement une étape subséquente de séparation des cristaux, optionnellement suivie d’une ou plusieurs étapes de lavage, optionnellement suivie d’une étape subséquente de séchage des cristaux. Lorsque le produit de la réaction est une solution de monomère, une poudre peut être obtenue après séchage.
Selon un mode particulier de l’invention, le liquide obtenu lors de l’étape de séparation des cristaux peut être recyclé. Autrement dit, il peut être à nouveau mis en œuvre dans une nouvelle réaction selon le procédé de l’invention. En effet, le liquide peut contenir une part de composé de formule (VI) et de formule (VII) et optionnellement de l’agent de solubilisation et/ou du solvant. Dans un souci d’optimisation des matières premières engagées dans la réaction, l’homme du métier saura mettre en œuvre ce mode particulier de l’invention et ajuster les quantités additionnelles de composés de formule (VI), de formule (VII), et optionnellement d’agent de solubilisation et/ou de solvant, pour la mise en œuvre de ce liquide lors d’une nouvelle réaction selon l’invention.
Lorsque le produit de la réaction est une solution, il peut être concentré ou dilué. L’homme du métier saura, à la lumière de ces circonstances, ajuster les paramètres réactionnels pour optimiser la réaction et son rendement. Les techniques connues de l’homme du métier peuvent être utilisées à cet effet. cristalline hydratée
Selon un mode particulier de l’invention, il est possible d’obtenir un produit de réaction correspondant à une forme cristalline hydratée du composé de la formule (V). Le procédé P2 implique également et avantageusement l’utilisation des caractéristiques mentionnées ci-avant pour le procédé PL
Selon ce mode particulier, deux alternatives sont possibles.
La première alternative consiste à réaliser des étapes al) à a3) du procédé PI en utilisant l’eau comme agent de solubilisation dans une quantité suffisante pour qu’une forme cristalline hydratée du composé de la formule (V) se forme. Plus précisément, la quantité d’eau utilisée comme agent de solubilisation dans la réaction du procédé selon l’invention est préférentiellement d’au moins 10% en masse, préférentiellement d’au moins 20%, 30%, 40%, ou encore plus préférentiellement d’au moins 50% en masse par rapport à la masse totale des composés (VI) et (VII), et des éventuels agent(s) de solubilisation et solvant(s). L’homme du métier saura ajuster la quantité d’eau en fonction de la nature des composés de formule (VI) et (VII) afin d’obtenir des cristaux de la forme cristalline hydratée du composé de la formule (V).
Selon un premier mode de réalisation, la deuxième alternative consiste à réaliser les étapes suivantes : al ) Ajouter dans un réacteur sous agitation au moins un composé de formule (VI), optionnellement au moins un agent solubilisant du composé de formule (VII), et optionnellement un solvant pour obtenir un mélange pré-réactionnel ; a2) Ajouter au moins un composé de formule (VII) et/ou un de ses sels dans le mélange pré réactionnel ; a3) Après réaction, obtenir des monomères sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide sous forme de solution ; a4) Extraire le composé de formule (V) sous forme de cristaux AA ; a5) Combiner les cristaux AA de composé de formule (V) avec une solution aqueuse pour former une suspension A ; a6) Mélanger la suspension A pendant une période comprise entre 1 minute et 20 heures ; a7) Obtenir une suspension B de cristaux BB de composé de formule (V) sous une forme hydratée ; a8) Optionnellement isoler les cristaux BB obtenus de la suspension B.
Selon un deuxième mode de réalisation, la deuxième alternative ne comprend pas l’étape a4) et consiste à réaliser les étapes suivantes : al ) Ajouter dans un réacteur sous agitation au moins un composé de formule (VI), optionnellement au moins un agent solubilisant du composé de formule (VII), et optionnellement un solvant pour obtenir un mélange pré-réactionnel ; a2) Ajouter au moins un composé de formule (VII) et/ou un de ses sels dans le mélange pré réactionnel ; a3) Après réaction, obtenir des monomères sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide sous forme de suspension de cristaux AA ; a5) Combiner les cristaux AA de composé de formule (V) avec une solution aqueuse pour former une suspension A ; a6) Mélanger la suspension A pendant une période comprise entre 1 minute et 20 heures ; a7) Obtenir une suspension B de cristaux BB de composé de formule (V) sous une forme hydratée ; a8) Optionnellement isoler les cristaux BB obtenus de la suspension B.
L’homme du métier saura ajuster les paramètres de réaction de manière à obtenir une solution ou une suspension de cristaux AA à l’issue de l’étape a3).
Selon les modes de réalisation de ce deuxième mode alternatif, il est préférable tout d’abord d’isoler les composés de formule (V) sous leur forme cristalline AA. Pour cela, une étape d’extraction est réalisée lorsque le produit de réaction est une solution ou une étape de séparation liquide/solide lorsque le produit de réaction est une suspension. L’étape d’extraction peut se faire grâce à toute technique connue de l’homme du métier comme l’évaporation, la cristallisation (par exemple par refroidissement) ou la séparation membranaire.
Les cristaux AA obtenus sont ensuite combinés avec une solution aqueuse pour former une suspension A, cette dernière comprenant préférentiellement au moins 80% en masse d’eau, préférentiellement au moins 90%, 95%, ou plus préférentiellement au moins 99% en masse d’eau. De manière préférée, la solution aqueuse est de l’eau. La solution aqueuse peut comprendre jusqu’à 20% en masse de solvant organique, préférentiellement de 0 à 15 %, plus préférentiellement de 0 à 10%.
Le solvant organique est préférentiellement choisi parmi les acides (par exemple les acides carboxyliques) comprenant de 1 à 8 atomes de carbone, les amides comprenant de 1 à 8 atomes de carbone, les alcools comprenant de 1 à 8 atomes de carbone, les cétones comprenant de 3 à 8 atomes de carbone, les éthers comprenant de 2 à 8 atomes de carbone, les esters comprenant de 2 à 8 atomes de carbone, les alcanes comprenant de 1 à 8 atomes de carbone, les hydrocarbonés halogénés comprenant de 1 à 8 atomes de carbone, les nitriles comprenant de 2 à 8 atomes de carbone ou leurs mélanges.
Les cristaux AA peuvent être sous forme de poudre ou mis en forme par des procédés tels que la compaction, la granulation ou l’extrusion.
Le ratio en masse de solution aqueuse par rapport aux cristaux AA est compris entre 1 : 0,5 et 1 : 2, de préférence entre 1 : 1 et 1 : 1,5. La combinaison de la solution aqueuse avec les cristaux AA peut se faire en une seule fois ou en plusieurs fois de manière séquentielle.
L’étape de mélange de la suspension A se fait généralement pendant une période comprise entre 1 minute et 20 heures, préférentiellement entre 30 minutes et 8 heures, plus préférentiellement entre 2 et 5 heures. La température de mélange est généralement comprise entre 1°C et 40°C. La limite basse de température dépend de la composition et des caractéristiques physiques de la solution ou de la suspension A.
Le mélange de la suspension A peut s’effectuer grâce à divers instruments. A titre d’exemple et de manière non limitative, on peut citer les réacteurs avec agitateur, les réacteurs boucle, les mélangeurs statiques, les microréacteurs, les réacteurs piston, les mélangeurs à palettes, les mélangeurs bi-cônes, les mélangeurs à soc de charrue, ou les mélangeurs à disques.
Lors du mélange de la suspension A, il se forme des cristaux BB de composé de formule (V) sous une forme hydratée. A l’issue de la réaction de transformation cristallographique, une suspension B est obtenue qui contient des cristaux BB de composé de formule (V) sous une forme hydratée.
Une étape d’isolation des cristaux BB de composé de formule (V) sous une forme hydratée peut ensuite être effectuée par séparation solide/liquide. La séparation solide/liquide pourra se faire, à titre d’exemple et de manière non limitative, à l’aide d’une centrifugeuse horizontale ou verticale, d’un décanteur, d’un filtre presse, d’un filtre à bande, d’un filtre à disques, ou d’un filtre à tambour rotatif. La séparation liquide/solide peut également être effectuée par décantation gravitaire.
La composition obtenue à l’issue de l’étape d’isolation comprend préférentiellement entre 40 et 99% en masse de cristaux BB de composé de formule (V) sous une forme hydratée, plus préférentiellement entre 60 et 98% en masse. Le restant de la composition est principalement de l’eau.
Les cristaux BB obtenus à l’issue de l’étape d’isolation peuvent être séchés. Cependant, préférentiellement, les cristaux BB ne sont pas séchés.
Dans un souci de recyclage des composés chimiques et d’optimisation industrielle, la phase liquide obtenue à la suite de la séparation liquide/solide, et qui contient de l’eau, éventuellement des monomères sulfobétaïne de formule (Y) non cristallisés et, éventuellement, du solvant organique, peut être utilisée totalement ou partiellement comme solution aqueuse à mettre en contact avec les cristaux AA.
Selon un mode de réalisation, la réaction est réalisée avec une quantité d’inhibiteur de polymérisation comprise entre 0 et moins de 500 ppm par rapport à la masse totale des composés de formules (VI) et (VII).
Lorsque la réaction est réalisée en présence d’un inhibiteur de polymérisation, on utilise une quantité inférieure à 500 ppm par rapport à la masse totale des réactifs (composés de formules (VI) et (VII)), préférentiellement inférieure à 200 ppm, plus préférentiellement inférieure à 100 ppm, encore plus préférentiellement inférieure ou égale à 50 ppm. On peut utiliser une quantité supérieure ou égale à 10 ppm, voire supérieure ou égale à 20 ppm. Comme décrit précédemment, l’utilisation d’une faible quantité d’inhibiteur de polymérisation permet de maximiser le rendement réactionnel et la pureté du produit obtenu.
De préférence, l’inhibiteur de polymérisation est choisi dans le groupe comprenant l’éther de monométhyl hydroquinone (EMHQ), hydroquinone, benzoquinone, phenothiazine, phenylnaphthylamine, diphenylpicrylhydrazine.
De préférence, la réaction est réalisée sans inhibiteur de polymérisation.
L’invention concerne également l’utilisation du monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide, pour la production de (co)polymères, ainsi que les (co)polymères obtenus à partir de monomères sulfobétaïne de formule (V) et/ou leur(s) forme(s) acide(s).
En d’autres termes, l’invention se rapporte également à un procédé de préparation d’un (co)polymère de monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide, comprenant les étapes suivantes :
- préparation du monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide, sous une forme cristalline hydratée ou non, par un procédé de préparation PI ou P2 décrit précédemment,
- (co)polymérisation au moins du monomère sulfobétaïne obtenu pour former le (co)polymère.
Selon un mode particulier de l’invention, le polymère est obtenu uniquement à partir du monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide. Selon un autre mode particulier de l’invention, le polymère est un copolymère comprenant au moins un monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide et au moins un autre monomère généralement hydrosoluble.
Le monomère hydrosoluble peut être un monomère non-ionique pouvant notamment être choisi dans le groupe comprenant les monomères vinyliques solubles dans l’eau, et particulièrement l’acrylamide ; la méthacrylamide ; le N-isopropylacrylamide ; le N,N- diméthylacrylamide ; la N-vinylformamide ; l’acryloyl morpholine ; le N,N-diéthyle acrylamide ; le N-tert-butyl acrylamide ; le N-tert-octylacrylamide ; la N-vinylpyrrolidone ; la N-vinyl caprolactame ; la N-vinyl-imidazole, l’hydroxyéthyl méthacrylamide, l’hydroxypropylacrylate, l’isoprenol et la diacétone acrylamide, le 2-(diéthylaminoéthyl) méthacrylate (DEAEMA) sous une forme salifiée, l’anhydride maléique, l’hydroxyéthylacrylamide (HEAA), le N-vinylsuccinimide, un monomère de formule (XIV), et leurs mélanges.
Formule (XIV)
R50 est un groupement alkyle comprenant avantageusement de 1 à 10 atomes de carbone.
Le monomère non ionique peut aussi être choisi parmi les monomères de formule :
D-Z-D’ où :
- D est une fonction chimique insaturée polymérisable du type acrylate, méthacrylate, acrylamido, méthacrylamido, vinylique ou allylique,
- D’ représente l’hydrogène ou un groupement alkyle (avantageusement en C1-C22) ou aryle (avantageusement en C1-C22),
- Z a la structure suivante : -(OE)w-(OP)x-(OBu)z- où :
• OE, OP, OBu désignent respectivement l’oxyde d’éthylène, l’oxyde de propylène et l’oxyde de butylène,
• L’arrangement entre les différents motifs d’OE et/ou d’OP et/ou d’OBu peut être statistique, alterné, gradient ou bloc, • w, x et z sont des nombres entiers compris, indépendamment les uns des autres, entre 0 et 150, et w + x + z ¹ 0.
De manière avantageuse, le monomère non-ionique est l’acrylamide.
Le monomère hydrosoluble peut également être choisi dans le groupe des monomères anioniques. Le ou les monomères anioniques pouvant être utilisés dans le cadre de l’invention peuvent être choisis dans un large groupe. Ces monomères peuvent présenter une fonction vinylique, notamment acrylique, maléique, fumarique, malonique, itaconique, ou allylique. Ils peuvent également contenir un groupement carboxylate, phosphonate, phosphate, sulfate, sulfonate, ou un autre groupement à charge anionique. Le monomère anionique peut être sous forme acide ou bien sous forme de sel de métal alcalino-terreux, de sel de métal alcalin ou de sel d’ammonium. Des exemples de monomères convenables comprennent l’acide acrylique ; l’acide méthacrylique ; l’acide itaconique ; le monométhyl acide itaconique ; l’acide crotonique ; l’acide maléique ; l’acide fumarique ; les monomères de type acide fort présentant par exemple une fonction de type acide sulfonique ou acide phosphonique tels que l’acide vinylsulfonique, l’acide vinylphosphonique, l’acide allylsulfonique, l’acide méthallylsulfonique, l’acide 2-méthylidenepropane-l,3-disulfonique, le 2- sulfoéthylméthacrylate, le sulfopropylacrylate, l’acide allylphosphonique, l’acide styrène sulfonique ; et les sels hydrosolubles de ces monomères comme leurs sels de métaux alcalins, de métaux alcalino-terreux, ou d’ammonium.
Le monomère hydrosoluble peut être un monomère cationique de type vinylique, notamment acrylamide, acrylique, allylique ou maléique possédant une fonction ammonium, notamment ammonium quaternaire, phosphonium, ou sulfonium. On peut citer, en particulier et de façon non limitative, l’acrylate de diméthylaminoéthyl (AD AME) quatemisé ou salifié, et le méthacrylate de diméthylaminoéthyle (MADAME) quaternisé ou salifié, l’allylamine quaternisé ou salifié, l’allydiméthylamine quatemisé ou salifié, le diallylméthylamine quaternisé ou salifié, le chlorure de diméthyldiallylammonium (DADMAC), l’acrylamide de diméthylaminopropyl quaternisé ou salifié, le chlorure d’acrylamido propyltriméthyl ammonium (APTAC), le méthacrylamide de diméthylaminopropyl quaternisé ou salifié, et le chlorure de méthacrylamido propyltriméthyl ammonium (MAPTAC).
Selon l’invention, le (co (polymère peut avoir une structure linéaire, ramifiée, réticulée, en forme d’étoile (ou « star ») ou en forme de peigne (ou « comb »). Ces structures peuvent être obtenues par sélection de l’amorceur, de l’agent de transfert, de la technique de polymérisation telle que la polymérisation radicalaire contrôlée dite RAFT (transfert de chaîne réversible par addition-fragmentation, de l’anglais « reversible-addition fragmentation chain transfer »), NMP (polymérisation en présence de nitroxydes, de l’anglais « Nitroxide Mediated Polymerization ») ou ATRP (polymérisation radicalaire par transfert d’atomes, de l’anglais « Atom Transfert Radical Polymerization »), de l’incorporation de monomères structuraux, et/ou de la concentration.
Des agents réticulants ou ramifiants peuvent être utilisés pour structurer les (co (polymères. Ils sont avantageusement choisis, de manière non limitative parmi le méthylène-bis-acrylamide (MBA), le diacrylate d’éthylène glycol, le chlorure de polyéthylène glycol de tétraallyl ammonium, le diacrylamide, l’acrylate de cyanométhyle, le chlorure de tetrallyl ammonium (TAAC), la triallylamine, les époxydes et de leurs mélanges.
De manière générale, le (co (polymère est obtenu par un procédé de polymérisation se déroulant de manière usuelle, i.e. dont le mode de réalisation est connu de l’homme du métier. En effet, il peut être obtenu selon toutes les techniques de polymérisation bien connues de l’homme du métier. Il peut notamment s’agir de polymérisation en solution ; polymérisation en gel ; polymérisation par précipitation ; polymérisation en émulsion (aqueuse ou inverse) ; polymérisation en suspension ; polymérisation par extrusion réactive ; polymérisation micellaire ; polymérisation UV ; ou de polymérisation micro-onde.
Selon un mode particulier de l’invention, le (co)polymère peut subir une réaction de post hydrolyse. La post-hydrolyse est la réaction du (co)polymère après sa formation par polymérisation de monomère(s). Cette étape consiste en la réaction des groupements fonctionnels hydrolysables des monomères non ioniques, tel que les monomères à fonction amide ou ester, avec une base.
Le (co)polymère peut se présenter sous forme liquide, gel ou solide lorsque sa préparation inclut une étape de séchage tel que le séchage par pulvérisation (« spray drying »(, le séchage sur tambour (« drum drying »(, le séchage par rayonnement électromagnétique (micro-ondes ou haute fréquence) ou encore le séchage en lit fluidisé.
Le (co (polymère peut avoir une masse molaire compris avantageusement entre 10 000 daltons et 30 millions de daltons. Le (co)polymère peut être un floculant, un dispersant, un agent épaississant (modificateur de rhéologie), un agent absorbant (par exemple un super-absorbant de type SAP qui gonfle en présence d’eau), un agent réducteur de friction, un agent rétenteur d’eau et de charges minérales, ou un générateur et stabilisant de mousse.
Le (co)polymère contient préférentiellement au moins 1 mol% de monomère sulfobétaine de formule (V), préférentiellement au moins 5 mol%, plus préférentiellement au moins 10 mol%, encore plus préférentiellement au moins 20 mol%, encore plus préférentiellement au moins 30 mol%, encore plus préférentiellement au moins 50 mol%.
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, le (co)polymère est un copolymère de monomère sulfobétaine de formule (V) et/ou sa forme acide, et de monomère non ionique. Dans ce cas, le copolymère contient préférentiellement de 10 à 90 mol% de monomères sulfobétaine de formule (V) et/ou sa forme acide, et de 10 à 90 mol% de monomère non ionique, plus préférentiellement de 30 à 90 mol% de monomères sulfobétaine de formule (V) et/ou sa forme acide, et de 10 à 70 mol% de monomère non ionique, encore plus préférentiellement de 50 à 90 mol% de monomères sulfobétaine de formule (V) et/ou sa forme acide, et de 10 à 50 mol% de monomère non ionique.
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, le (co)polymère est un copolymère de monomère sulfobétaine de formule (V) et/ou sa forme acide, et de monomère anionique. Dans ce cas, le copolymère contient préférentiellement de 5 à 95 mol% de monomères sulfobétaine de formule (V) et/ou sa forme acide, et de 5 à 95 mol% de monomère anionique, plus préférentiellement de 5 à 70 mol% de monomères sulfobétaine de formule (V) et/ou sa forme acide, et de 30 à 95 mol% de monomère anionique, encore plus préférentiellement de 5 à 50 mol% de monomères sulfobétaine de formule (V) et/ou sa forme acide, et de 50 à 95 mol% de monomère anionique.
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, le (co)polymère est un copolymère de monomère sulfobétaine de formule (V) et/ou sa forme acide, et de monomère cationique.
Dans ce cas, le copolymère contient préférentiellement de 5 à 95 mol% de monomères sulfobétaine de formule (V) et/ou sa forme acide, et de 5 à 95 mol% de monomère cationique, plus préférentiellement de 5 à 70 mol% de monomères sulfobétaine de formule (V) et/ou sa forme acide, et de 30 à 95 mol% de monomère cationique, encore plus préférentiellement de 5 à 50 mol% de monomères sulfobétaine de formule (V) et/ou sa forme acide, et de 50 à 95 mol% de monomère cationique. Utilisation du (co)polvmère du monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide
L’invention a aussi pour objet l’utilisation du (co)polymère obtenu à partir du monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide, comme floculant, dispersant, agent épaississant (modificateur de rhéologie), agent absorbant (par exemple un super-absorbant de type SAP qui gonfle en présence d’eau), agent réducteur de friction, agent rétenteur d’eau et de charges minérales, ou générateur et stabilisant de mousse.
L’invention a également pour objet l’utilisation des (co)polymères obtenus à partir du monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide, dans la récupération du pétrole et du gaz, dans le traitement de l’eau, dans le traitement des boues, dans l’amélioration du transport de fluide aqueux dans le traitement de la pulpe à papier, dans la fabrication du papier, dans la construction, dans l’industrie minière, dans la formulation de produits cosmétiques, dans la formulation de détergents, dans la fabrication de textile, dans l’agriculture, ou dans la fabrication d’hydrogels médicaux.
Enfin l’invention a également pour objet des compositions de produits d’hygiène, des compositions cosmétiques, des compositions de shampoings, ou des compositions pharmaceutiques contenant un (co)polymère comprenant au moins le monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide, ainsi que le procédé de fabrication desdites compositions.
Les (co)polymères obtenus à partir du monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide peuvent être utilisés dans tous les traitements de formation souterraine pour la récupération assistée du pétrole ou du gaz. Ils peuvent être utilisés pour augmenter la viscosité d’un fluide d'injection aqueux et/ou pour réduire le niveau de résistance à la friction qui se produit lors de l'injection dudit fluide dans une formation souterraine, et/ou pour maintenir en suspension des particules dans un fluide d’injection.
Ces traitements souterrains comprennent, sans toutefois s'y limiter, les opérations de forage de puits, les traitements de stimulation tels que les opérations de fracturation, les opérations de complétion, les procédés de récupération assistée du pétrole par balayage de solution polymérique, les opérations de conformance, les opérations de réduction de la perméabilité de formations souterraines, ou les opérations de diversion d’une partie de la formation souterraine. Ces (co)polymères sont particulièrement utiles dans les opérations de fracturation et dans les procédés de récupération assistée du pétrole par balayage de solution polymérique.
La présente invention a également pour objet un procédé de fracturation comprenant : a. La préparation d’un fluide de fracturation à partir de (co)polymère comprenant au moins le monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide, ledit (co)polymère étant préférentiellement sous forme d’une émulsion inverse ; b. Optionnellement et préférentiellement l’introduction d’au moins un agent de soutènement dans le fluide de fracturation ; c. L’introduction du fluide de fracturation dans une partie de la formation souterraine ; d. La fracturation de la formation souterraine avec le fluide d’injection ; e. La récupération d'un mélange de gaz, d'huile et de fluide aqueux.
Le fluide de fracturation traité à l’étape c) est donc soit issu de l’étape a) dans le cas où il n’y a pas d’étape b), soit issu de l’étape b) dans le cas où il y a une étape b). Le procédé de fracturation s’effectue selon les méthodes connues de l’homme du métier. En particulier, le fluide de fracturation peut contenir tous les additifs et composés chimiques connus de l’homme du métier.
La présente invention a également pour objet un procédé de récupération assistée du pétrole par balayage de solution polymérique comprenant : a. La préparation d’un fluide d’injection à partir de (co)polymère comprenant au moins le monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide, ledit (co)polymère étant préférentiellement sous forme d’une émulsion inverse ou de poudre ; b. L’introduction du fluide d’injection dans une partie de la formation souterraine ; c. Le balayage de la formation souterraine avec le fluide d’injection ; d. La récupération d'un mélange de gaz, d'huile et de fluide aqueux.
Le procédé de récupération assistée du pétrole s’effectue selon les méthodes connues de l’homme du métier. En particulier, le fluide d’injection peut contenir tous les additifs et composés chimiques connus de l’homme du métier.
La présente invention a également pour objet un procédé de traitement de l’eau (eaux sales, usées...) avec un (co)polymère comprenant au moins le monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide. Les eaux usées sont des « eaux polluées », constituées de toutes les eaux de nature à contaminer, par des polluants physiques, chimiques ou biologiques, les milieux dans lesquels elles sont déversées. On distingue en général les eaux usées domestiques, les eaux usées industrielles, les eaux usées agricoles et les eaux pluviales et de ruissellement. Le procédé de traitement est de préférence un procédé de traitement des eaux usées domestiques ou de traitement des eaux usées industrielles.
La présente invention concerne également un procédé de traitement des boues avec un (co)polymère comprenant au moins le monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide. Cela comprend de manière non limitative les boues issues du traitement de l’eau, les résidus de l’industrie minière, les résidus de l’industrie du charbon, les résidus de l’exploitation des sables bitumineux, et tous les résidus comportant des déchets minéraux.
La présente invention concerne également un procédé d’amélioration du transport de fluide aqueux avec un (co)polymère comprenant au moins le monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide. Cela concerne de manière non limitative le transport de l’eau dans les conduits (canalisations), le transport de suspension aqueuse de particules solides, telle que les déchets de minéraux, et le transport des boues dans les conduits.
La présente invention concerne également un procédé de traitement de la pulpe à papier avec un (co)polymère comprenant au moins le monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide.
La présente invention concerne également un procédé de fabrication de papier, typiquement de feuille de papier ou de carton avec un (co)polymère comprenant au moins un le monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide. Dans ce cas, les (co)polymères de l’invention sont généralement utilisés comme agent de rétention, comme agent de résistance à sec ou comme agent de résistance humide.
La présente invention concerne également des compositions de produits d’hygiène, des compositions cosmétiques, des compositions de shampoings, ou des compositions pharmaceutiques contenant un (co)polymère comprenant au moins le monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide, ainsi que le procédé de fabrication desdites compositions.
Dans les exemples ci-après, les analyses RMN ont été réalisées sur un appareil du type Bruker 400 MHz ASCEND (TM) Avance III HD équipé d’une sonde 10 mm BBO 400 MHz Z- G radient. Les analyses IR ont été réalisées sur un équipement de mesure infra-rouge par transformée de Fourier du type Spectrum 100 de la marque Perkin Elmer, dont la précision est de 8 cm 1. Les solides obtenus aux exemples 1 et 2 ont été tamisés à lOOpm. Les particules restant sur le tamis ont été séchées et mises à l’étuve à 60°C pendant au moins 4 heures. 10 mg de solide ont été précisément pesés et ont été mélangés avec 500 mg de bromure de potassium (KBr). Le mélange a ensuite été compacté dans une presse hydraulique sous une pression d’au moins 10 bar.
Les analyses par diffraction aux rayons X ont été effectuées avec un diffractomètre de type miniflex II de marque Rigaku équipé d’une source au cuivre. Les solides obtenus à la suite des réactions ont préalablement été broyés pour former des poudres et ont été analysés par diffraction aux rayons X sur une gamme angulaire de 10 à 90°.
Dans la présente demande, les abréviations suivantes sont utilisées :
AD AME : 2-(diméthylaminoéthyl) acrylate MADAME : 2-(diméthylaminoéthyl) méthacrylate
MAAMPS :2-(3-((2-(méthacryloyloxy)éthyl)diméthylammonio)propanamido)-2- méthylpropane- 1 -sulfonate
AAMPS :2-(3-((2-(acryloyloxy)éthyl)diméthylammonio)propanamido)-2-méthylpropane-l- sulfonate
ALMPS : 2-(3-(allyldiméthylammonio)propanamido)-2-méthylpropane-l -sulfonate DAMPS : 2-(3-(diallylméthylammonio)propanamido)-2-méthylpropane-l -sulfonate AMMPS : 2-(3-((2-acrylamidopropyl)diméthylammonio)propanamido)-2-méthylpropane- 1 - sulfonate
MAMMPS : 2-(3-((2-méthacrylamidopropyl)diméthylammonio)propanamido)-2- méthylpropane- 1 -sulfonate
DMAPS : Hydroxyde de [2-(méthacryloyloxy)-éthyl]-diméthyl-(3-sulfopropyl)-ammonium MBA : N'-méthylène bisacrylamide EGDMA : Ethylène glycol diméthacrylate AA : Acide acrylique AM : Acrylamide
ADC : 2-diméthylamino éthyl acrylate méthyl chloride, autrement appelé trimethyl(2-prop-2- enoyloxyethyl)azanium chloride AIBN : Azobisisobutyronitrile HLB : hydrophilic lipophilie balance DLS : Dynamic light scattering Dh : Diamètre hydrodynamique FPR = Rétention totale (Fibres + Charges minérales)
FPAR = Rétention charges minérales DDA : Drainage sous vide
HVFR : Réducteur de Friction de Haute Viscosité
GPT : Gallon Per Thousand (Gallon par milliers, i.e. 1 lb/1000 US gallons = 120 ppm en masse)
D : Darcy La présenté invention et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des figures et des exemples suivants donnés afin d’illustrer l’invention, et non de manière limitative.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 illustre le spectre RMN du proton du monomère AAMPS.
La figure 2 illustre le spectre RMN du proton du monomère MAMMPS. La figure 3 illustre le spectre RMN du proton du monomère AMMPS.
La figure 4 illustre le spectre RMN du proton du monomère MAAMPS.
La figure 5 illustre le spectre RMN du proton du monomère ALMPS.
La figure 6 illustre le spectre RMN du proton du monomère DAMPS.
La figure 7 illustre le diagramme par diffraction aux rayons X des cristaux du monomère MAAMPS sous forme cristalline hydratée de l’exemple 7.
La figure 8 illustre le diagramme par diffraction aux rayons X des cristaux du monomère MAAMPS sous forme cristalline anhydre de l’exemple 10.
La figure 9 illustre le spectre IR du monomère AAMPS.
La figure 10 illustre le spectre IR du monomère MAMMPS. La figure 11 illustre le spectre IR du monomère AMMPS.
La figure 12 illustre le spectre IR du monomère MAAMPS. La figure 13 illustre le spectre IR du monomère ALMPS.
La figure 14 illustre le spectre IR du monomère DAMPS.
La figure 15 correspond à l’observation au microscope optique des cristaux du monomère MAAMPS de l’exemple 7 sous forme cristalline hydratée.
La figure 16 correspond à l’observation au microscope optique des cristaux du monomère MAAMPS de l’exemple 10 sous forme cristalline anhydre.
La figure 17 correspond au graphique de la variation de Dh des essais 1-1, 1-2, 1-3 de l’exemple 17A, à une concentration de 1 mg/mL en fonction de la température.
La figure 18 correspond au graphique de la variation de Dh des essais 2-1 et 2-2 de l’exemple 17B, à une concentration de 1 mg/mL en fonction de la température.
La figure 19 correspond au graphique de la variation de Dh de l’essai 4-1 de l’exemple 17D lors du test de réversibilité des propriétés de thermo-gonflement et de thermo-agrégation (Cycle de température de 15 à 90 °C puis à 15°C).
La figure 20 correspond au graphique de la variation de Dh de l’essai 4-2 de l’exemple 17D lors du test de réversibilité des propriétés de thermo-gonflement et de thermo-agrégation (Cycle de température de 15 à 90 °C puis à 15°C).
La figure 21 correspond au graphique de la variation de différence de pression dP pour l’essai 5-1 de l’exemple 17-E.
La figure 22 correspond au graphique de la variation de différence de pression dP pour l’essai 5-2 de l’exemple 17-E à une température de 25°C et de 95°C.
EXEMPLES
Dans les exemples, les quantités exprimées en ppm sont en masse, par rapport à la masse totale des monomères. Cela peut notamment être le cas de la quantité de réticulant.
D’autre part, sauf indication contraire, la viscosité Bulk est mesurée à l’aide d’un viscosimètre Brookfield, à une vitesse de rotation de 12 rpm à 25°C, à 1 mg/L dans une solution aqueuse contenant 0,3 mol/L de NaCl. Dans un réacteur en verre de 1000ml, équipé d’un agitateur et d’un condenseur, sont chargés 230g d’acrylate de diméthyl aminoéthyl (AD AME) et 50g d’eau. La température du mélange est maintenue à 20°C. 410 g d’acétone sont ajoutés au milieu comme solvant.
164g d’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique sont additionnés au mélange précédent. La température est maintenue à 20°C, et l’agitation est maintenue à une vitesse de 300 tours par minute. La réaction se déroule à pression atmosphérique. Après 72 heures, la formation des cristaux de produit forme une suspension dans le milieu réactionnel. Les cristaux sont séparés par une filtration sous vide de type Büchner, les cristaux sont ensuite lavés à même le filtre à l’éthanol. Les cristaux ainsi obtenus sont mis dans une étuve à 40°C sous vide pendant 4 heures. 40.5g de cristaux sont obtenus ; le rendement est de 15%, et la pureté de 90%.
Une analyse RMN est réalisée sur les cristaux obtenus, et la structure de formule (IX) du monomère AAMPS est confirmée. Le spectre RMN du proton de la figure 1 le confirme. La figure 9 illustre le spectre IR du monomère AAMPS.
Dans un réacteur en verre de 1000ml, équipé d’un agitateur et d’un condenseur, sont chargés 410g de méthacrylamide de diméthylaminopropyl (DMAPMA) et 50g d’eau. La température du mélange est maintenue à 20°C.
164g d’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique sont additionnés au mélange précédent. Le temps de contact est de 200 heures, la température est maintenue à 20°C, et l’agitation est maintenue à une vitesse de 300 tours par minute. La réaction se déroule à pression atmosphérique.
Des cristaux précipitent et on obtient une suspension de ces cristaux dans le mélange réactionnel. Les cristaux sont séparés par une filtration sous vide de type Büchner et lavés à l’aide d’acétone. Les cristaux sont ensuite mis dans une étuve à 40°C sous vide pendant 6 heures. 273g de cristaux sont obtenus, et le rendement est de 92% avec une pureté du produit à 90%. Une analyse RMN est réalisée sur les cristaux obtenus, et la structure de formule (IX) du monomère MAMMPS est confirmée, ainsi que le démontrent le spectre RMN du proton de la figure 2 et le spectre IR de la figure 10.
Dans un réacteur en verre de 1000ml, équipé d’un agitateur et d’un condenseur, sont chargés 410g de méthacrylamide de diméthylaminopropyl (DMAPMA) et 3g d’eau. La température du mélange est maintenue à 20°C.
164g d’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique sont additionnés au mélange précédent. Le temps de contact est de 200 heures, la température est maintenue à 20°C, et l’agitation est maintenue à une vitesse de 300 tours par minute. La réaction se déroule à pression atmosphérique.
Des cristaux précipitent et on obtient une suspension de ces cristaux dans le mélange réactionnel. Les cristaux sont séparés par une filtration sous vide de type Büchner et lavés à l’aide d’acétone. Les cristaux sont ensuite mis dans une étuve à 40°C sous vide pendant 6 heures. 179g de cristaux sont obtenus. Le rendement massique est de 60% avec une pureté du produit à 75%.
Dans un réacteur en verre de 1000ml, équipé d’un agitateur et d’un condenseur, sont chargés 270g de méthacrylamide de diméthylaminopropyl (DMAPMA) et 50g d’eau. La température du mélange est maintenue à 20°C.
164g d’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique sont additionnés au mélange précédent. 138g d’acétone sont ajoutés au milieu réactionnel. Le temps de contact est de 200 heures, la température est maintenue à 20°C, et l’agitation est maintenue à une vitesse de 300 tours par minute. La réaction se déroule à pression atmosphérique.
Des cristaux précipitent et on obtient une suspension de ces cristaux dans le mélange réactionnel. Les cristaux sont séparés par une filtration sous vide de type Büchner et lavés à l’acétone. Les cristaux sont ensuite mis dans une étuve à 40°C sous vide pendant 6 heures. 218g de cristaux sont obtenus. Le rendement massique est de 73% avec une pureté du produit à 90%. Dans un réacteur en verre de 1000ml, équipé d’un agitateur et d’un condenseur, sont chargés 444g de diméthylaminopropylacrylamide (DMAPAA) et 60g d’eau. La température du mélange est maintenue à 20°C.
197g d’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique sont additionnés au mélange précédent. Le temps de contact est de 200 heures, la température est maintenue à 20°C, et l’agitation est maintenue à une vitesse de 300 tours par minute. La réaction se déroule à pression atmosphérique.
Des cristaux précipitent et on obtient une suspension de ces cristaux dans le mélange réactionnel. Les cristaux sont séparés par une filtration sous vide de type Büchner et lavés à l’acétone. Les cristaux sont ensuite mis dans une étuve à 40°C sous vide pendant 6 heures. 363g de cristaux sont obtenus. Le rendement massique est de 25% avec une pureté du produit à 45%.
Une analyse est réalisée sur les cristaux obtenus, et la structure du monomère AMMPS est confirmée, ainsi que le démontrent le spectre RMN du proton de la figure 3 et le spectre IR de la figure 11.
Dans un réacteur en verre de 1000ml, équipé d’un agitateur et d’un condenseur, sont chargés 563g de méthacrylate de diméthyl aminoéthyl (MADAME) et 38g d’eau. La température du mélange est maintenue à 20°C.
123g d’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique sont additionnés au mélange précédent. Le temps de contact est de 170 heures, la température est maintenue à 20°C, et l’agitation est maintenue à une vitesse de 300 tours par minute. La réaction se déroule à pression atmosphérique.
Des cristaux précipitent et on obtient une suspension de ces cristaux dans le mélange réactionnel. Les cristaux sont séparés par une filtration sous vide de type Büchner et lavés à l’acétone. Les cristaux sont ensuite mis dans une étuve à 40°C sous vide pendant 6 heures. 143g de cristaux sont obtenus. Le rendement est de 66%, la pureté du produit étant de 90%. Une analyse RMN est réalisée sur les cristaux obtenus, et la structure de formule (VIII) du monomère MAAMPS est confirmée, ainsi que le démontrent le spectre RMN du proton de la figure 4 et le spectre IR de la figure 12.
Dans un réacteur en verre de 1000ml, équipé d’un agitateur et d’un condenseur, sont chargés 400g de méthacrylate de diméthyl aminoéthyl (MADAME) et 247g d’eau. La température du mélange est maintenue à 20°C.
176g d’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique sont additionnés au mélange précédent. Le temps de contact est de 170 heures, la température est maintenue à 20°C, et l’agitation est maintenue à une vitesse de 300 tours par minute. La réaction se déroule à pression atmosphérique.
Des cristaux précipitent et on obtient une suspension de ces cristaux dans le mélange réactionnel. Les cristaux sont séparés par une filtration sous vide de type Büchner et lavés à l’acétone. Les cristaux sont ensuite mis dans une étuve à 40°C sous vide pendant 6 heures. 37g de cristaux sont obtenus. Le rendement est de 12%, la pureté du produit étant de 90%.
Une observation au microscope illustrée par la figure 15 montre une forme particulière de cristaux.
Dans un réacteur en verre de 1000ml, équipé d’un agitateur et d’un condenseur, sont chargés 224g de méthacrylate de diméthyl aminoéthyl (MADAME) et 64g d’eau. La température du mélange est maintenue à 20°C.
328g d’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique sont additionnés au mélange précédent. 163g d’acétone sont ajouté dans le milieu ainsi que 33g de carbonate de potassium Le temps de contact est de 170 heures, la température est maintenue à 20°C, et l’agitation est maintenue à une vitesse de 300 tours par minute. La réaction se déroule à pression atmosphérique.
Des cristaux précipitent et on obtient une suspension de ces cristaux dans le mélange réactionnel. Les cristaux sont séparés par une filtration sous vide de type Büchner et lavés à l’acétone. Les cristaux sont ensuite mis dans une étuve à 40°C sous vide pendant 6 heures. 288g de cristaux sont obtenus. Le rendement est de 50%, la pureté du produit étant de 57%.
Exemple 9 : Procédé de préparation du MAAMPS
Dans un réacteur en verre de 1000ml, équipé d’un agitateur et d’un condenseur, sont chargés 380g de méthacrylate de diméthyl aminoéthyl (MADAME). La température du mélange est maintenue à 20°C.
167g d’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique sont additionnés au mélange précédent. 190g d’acétone sont ajouté dans le milieu ainsi. Le temps de contact est de 200 heures, la température est maintenue à 20°C, et l’agitation est maintenue à une vitesse de 300 tours par minute. La réaction se déroule à pression atmosphérique. Des cristaux précipitent et on obtient une suspension de ces cristaux dans le mélange réactionnel. Les cristaux sont séparés par une filtration sous vide de type Büchner et lavés à l’acétone. Les cristaux sont ensuite mis dans une étuve à 40°C sous vide pendant 6 heures. 29g de cristaux sont obtenus. Le rendement est de 10%, la pureté du produit étant de 60%.
Exemple 10 : Procédé de préparation du MAAMPS Dans un réacteur en verre de 1000ml, équipé d’un agitateur et d’un condenseur, sont chargés 226g de méthacrylate de diméthyl aminoéthyl (MADAME). La température du mélange est maintenue à 20°C.
600g d’une solution aqueuse de 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonate de sodium à 50% sont additionnés au mélange précédent. Le temps de contact est de 170 heures, la température est maintenue à 20°C, et l’agitation est maintenue à une vitesse de 300 tours par minute. La réaction se déroule à pression atmosphérique.
Le produit est obtenu est solubilisé dans le milieu réactionnel. Le rendement est de 39%, la pureté du produit étant de 35%.
Une observation au microscope illustrée par la figure 16 montre une forme particulière de cristaux différents de ceux obtenus dans l’exemple 7 et de la figure 15.
Exemple 11 : Procédé de préparation du ALMPS
Dans un réacteur en verre de 1000ml, équipé d’un agitateur et d’un condenseur, sont chargés 303g d’allyl diméthylamine (ADMA). La température du mélange est maintenue à 20°C. 246g d’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique sont additionnés au mélange précédent ainsi que 10g d’acétone et 15g d’eau. Le temps de contact est de 170 heures, la température est maintenue à 20°C, et l’agitation est maintenue à une vitesse de 300 tours par minute. La réaction se déroule à pression atmosphérique.
Des cristaux précipitent après ajout d’acétone, on obtient une suspension de ces cristaux dans le mélange réactionnel. Les cristaux sont séparés par une filtration sous vide de type Büchner et lavés à l’acétone. Les cristaux sont ensuite mis dans une étuve à 40°C sous vide pendant 6 heures. 273g de cristaux sont obtenus. Le rendement est de 79%, la pureté du produit étant de 90%.
Une analyse RMN est réalisée sur les cristaux obtenus, et la structure de formule (X) du monomère ALMPS est confirmée, ainsi que le démontrent le spectre RMN du proton de la figure 5 et le spectre IR de la figure 13.
Dans un réacteur en verre de 1000ml, équipé d’un agitateur et d’un condenseur, sont chargés 369g d’allyl diméthylamine (ADMA). La température du mélange est maintenue à 20°C.
300g d’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique sont additionnés au mélange précédent ainsi que 175g d’acétone. Le temps de contact est de 170 heures, la température est maintenue à 20°C, et l’agitation est maintenue à une vitesse de 300 tours par minute. La réaction se déroule à pression atmosphérique.
Des cristaux précipitent après ajout d’acétone dans le milieu et on obtient une suspension de ces cristaux dans le mélange réactionnel. Les cristaux sont séparés par une filtration sous vide de type Büchner et lavés à l’acétone. Les cristaux sont ensuite mis dans une étuve à 40°C sous vide pendant 6 heures. 222g de cristaux sont obtenus. Le rendement est de 52%, la pureté du produit étant de 90%.
Dans un réacteur en verre de 1000ml, équipé d’un agitateur et d’un condenseur, sont chargés 177g d’allyl diméthylamine (ADMA). La température du mélange est maintenue à 20°C.
144g d’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique sont additionnés au mélange précédent ainsi que 180g d’acétone et 336g d’eau. Le temps de contact est de 170 heures, la température est maintenue à 20°C, et l’agitation est maintenue à une vitesse de 300 tours par minute. La réaction se déroule à pression atmosphérique.
Des cristaux précipitent après ajout d’acétone dans le milieu et on obtient une suspension de ces cristaux dans le mélange réactionnel. Les cristaux sont séparés par une filtration sous vide de type Büchner et lavés à l’acétone. Les cristaux sont ensuite mis dans une étuve à 40°C sous vide pendant 6 heures. 106g de cristaux sont obtenus. Le rendement est de 52%, la pureté du produit étant de 90%.
Dans un réacteur en verre de 1000ml, équipé d’un agitateur et d’un condenseur, sont chargés 120g d’diallylméthylamine (DAMA). La température du mélange est maintenue à 20°C.
112g d’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique sont additionnés au mélange précédent ainsi que 75g d’acétone et 30g d’eau. Le temps de contact est de 170 heures, la température est maintenue à 20°C, et l’agitation est maintenue à une vitesse de 300 tours par minute. La réaction se déroule à pression atmosphérique.
Des cristaux précipitent après ajout d’acétone dans le milieu et on obtient une suspension de ces cristaux dans le mélange réactionnel. Les cristaux sont séparés par une filtration sous vide de type Büchner et lavés à l’acétone. Les cristaux sont ensuite mis dans une étuve à 40°C sous vide pendant 6 heures. 135g de cristaux sont obtenus. Le rendement est de 85%, la pureté du produit étant de 90%.
Une analyse RMN est réalisée sur les cristaux obtenus, et la structure de formule (X) du monomère DAMPS.est confirmée, ainsi que le démontrent le spectre RMN du proton de la figure 6 et le spectre IR de la figure 14
Dans un réacteur en verre de 1000ml, équipé d’un agitateur et d’un condenseur, sont chargés 120g de diallylméthylamine (DAMA). La température du mélange est maintenue à 20°C.
112g d’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique sont additionnés au mélange précédent ainsi que 75g d’acétone et 7.5g d’eau. Le temps de contact est de 170 heures, la température est maintenue à 20°C, et l’agitation est maintenue à une vitesse de 300 tours par minute. La réaction se déroule à pression atmosphérique. Des cristaux précipitent après ajout d’acétone dans le milieu et on obtient une suspension de ces cristaux dans le mélange réactionnel. Les cristaux sont séparés par une filtration sous vide de type Büchner et lavés à l’acétone. Les cristaux sont ensuite mis dans une étuve à 40°C sous vide pendant 6 heures. 135g de cristaux sont obtenus. Le rendement est de 85%, la pureté du produit étant de 90%.
Exemple 16 : Analyse par diffraction aux rayons X
Les solides obtenus aux exemples 7 et 10 sont préalablement broyés pour former des poudres et sont analysés par diffraction aux rayons X sur une gamme angulaire de 10 à 90°. L’équipement utilisé est un diffractomètre miniflex II de marque Rigaku et est équipé d’une source au cuivre.
Nous pouvons observer que le solide obtenu à l’issue de l’exemple 7 (figure 7) a un diagramme de diffraction aux rayons X ayant les pics caractéristiques suivants :
6,19°, 7,66°, 8,70°, 10,20°, 10,73°, 11,85°, 12,38°, 13,98°, 15,39°, 16,11°, 16,76°, 17,23°, 17,72°, 18,23°, 18,66°, 19,24°, 19,63°, 20,06°, 20,53°, 21,02°, 21,65°, 22,31°, 23,00°, 24,02°,
25,17°, 26,11°, 26,36°, 27,36°, 28,07°, 29,08°, 29,48, 29,91°degrés 2-thêta. L’incertitude est en général de l’ordre de +/- 0.05°.
Nous pouvons observer que le solide obtenu à l’issue des exemples 10 (figure 8) a un diagramme de diffraction aux rayons X ayant les pics caractéristiques suivants :
6,23°, 8,74°, 10,75°, 11,91°, 12,45°, 12,51°, 14,02°, 14,49°, 15, 7°, 16, 13°, 16, 33°, 17,21°, 17,66°, 18,26°, 18,68°, 19,63°, 20,08°, 20,57°, 21,04°, 21,59°, 22,47°, 23,00°, 23,92°, 24,37°, 24,86°, 25,01°, 25,62°, 26,13°, 26,38°, 26,62°, 27,34°, 28,93°, 29,40°degrés 2-thêta (+/- 0.05°).
Nous pouvons ainsi mettre en évidence une différence de structure cristalline pour la même molécule MAAMPS signe d’un polymorphisme.
Exemples supplémentaires : Procédé de préparation du MAAMPa avec une quantité dégressive d’EMHQ (Ether de monométhyl hydroquinone) comme inhibiteur de
L’exemple 9 est reproduit en ajoutant 1000 ppm, 750 ppm, 500 ppm, 450 ppm, 250 ppm, et 50 ppm (par rapport à la quantité de MADAME et de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique) d’EMHQ dans les 190g d’acétone. Lorsque 1000 ppm d’EMHQ sont ajoutés, le rendement est de 5% et la pureté de 42% Lorsque 750 ppm d’EMHQ sont ajoutés, le rendement est de 6% et la pureté de 45%. Lorsque 500 ppm d’EMHQ sont ajoutés, le rendement est de 8% et la pureté de 51%.
L’ajout d’inhibiteur de polymérisation en grande quantité, c’est-à-dire 750 ppm et 1000 ppm, engendre une baisse du rendement et de la pureté. Il est surprenant de constater qu’en utilisant une quantité réduite d’EMQH, c’est-à-dire inférieure à 500 ppm, notamment de 450 ppm, 250 ppm, ou plus préférablement de 50 ppm ou moins, on améliore le rendement et la pureté par rapport aux essais réalisés en présence de 500 ppm ou plus d’EMHQ.
Exemple 17 : Préparation d’émulsion inverse de polymères à base de sulfobétaïne et leur utilisation en conformance.
La série d’exemples suivante traite de la préparation de microparticules de polymères à base des sulfobétaines de l’invention. Ces particules devront présenter une augmentation de tailles, Dh (gonflement / agrégation), en fonction de la température. Ainsi, ces particules peuvent être utilisées en additifs conformance pour la récupération assistée du pétrole (EOR) et permettre :
De réduire la perméabilité dans des zones de hautes températures et de perméabilité élevées afin d'augmenter l'efficacité du déplacement du brut d'une injection d'eau ou de produit chimique ; et
De réduire ou bloquer totalement la production d’eau, au niveau des puits de production.
Procédure de synthèse :
Des particules polymères réticulés de 2-(diéthylamino) éthyl méthacrylate et une sulfobétaïne polymérisable ont été préparées par polymérisation radicalaire conventionnelle en émulsion inverse. La procédure est :
- Préparation de la phase organique : Dans un premier réacteur sont introduits sous agitation :
* Une huile minérale contenant des hydrocarbones saturés
* Des tensioactifs du type ester de sorbitan ayant une HLB de 3 à 7
- Préparation de la phase aqueuse : Dans un second réacteur sont introduits sous agitation et à température ambiante :
* De l’eau déionisée
* Les monomères zwitterioniques du type sulfobétaïnes selon l’invention ou bien des monomères zwitterioniques décrits dans l’art antérieur
* Les comonomères : DEAEMA et réticulant (sur base diacrylamido et/ou diméthacrylate)
* Des modificateurs de pH
- Après obtention d’une phase organique homogène, la phase aqueuse est émulsionnée pendant quelques dizaines de secondes dans la phase organique sous une agitation mécanique et cisaillante soutenue. Une émulsion stable est obtenue.
- L’émulsion est transférée dans un réacteur double enveloppe muni d’un système d’agitation puis dégazée via un barbotage de diazote pendant 60 minutes.
- La polymérisation peut être amorcée avec un couple redox.
- Après refroidissement, du milieu réactionnel, est introduit sous une légère agitation le tensioactif inverseur ayant une HLB de 12.
Dynamique de la Lumière (Dynamic Light Scattering - DLS)
Les tailles des particules de polymère (Dh) à température ambiante et leur évolution avec la température ont été caractérisées par DLS en utilisant le ZETASIZER NANO ZS commercialisé par Malvern et équipé d'un laser Hélium Néon 4 mW - 632,8 nm. Les particules de polymères ont été analysées à la concentration de 1 mg/mL dans une saumure (0.3 mol/L NaCl). Les cuvettes utilisées sont en quartz. Les données sont analysées en utilisant le logiciel Malvern DTS. Dans le cadre des montées en température, les données sont collectées à des intervalles de température de 5°C avec un temps d’équilibre de l’échantillon de 5 minutes.
Pour pouvoir être utilisées comme additifs de conformance dans de nombreux champs :
Il est préférable que les Dh des populations de polymère augmentent le plus rapidement possible et idéalement à des températures entre 30 et 50°C.
Les agrégats de particules formées avec l’augmentation de la température sont avantageusement caractérisés par des valeurs de Dh les plus élevées possibles.
C aractensation des propriétés de réversibilité des particules de polvmeres
Les propriétés de réversibilité des particules seront évaluées en étudiant la variation des diamètres hydrodynamiques (Dh) des particules de polymères au cours de cycles de température. Les données de réversibilité de Dh des particules seront collectées entre 2 températures (15 et 90°C) en effectuant des cycles de montée et descente entre ces 2 températures. La durée de montée ou descente en température entre les bornes est de 10 minutes.
Plus les variations de Dh avant et après un cycle de température (15 °C => 90°C => 15°C) sont faibles (inférieures ou égales à 10%), plus les performances de thermo-gonflement / thermo-agrégation sont réversibles.
Exemple 17-A : Elaboration de particules à partir de sulfobétaïnes
Les objectifs de cet essai sont de confirmer les performances de thermo-gonflement et de thermo-agrégation des particules préparées à partir des monomères de l’invention, afin de les utiliser en conformance (voir le paragraphe « caractérisation du Dh).
Une première série de polymères, réticulés avec 40 ppm de MBA, ont été élaborés suivant la procédure décrite ci-dessus. Le tableau 1 récapitule les compositions chimiques et les caractéristiques des différents essais de l’exemple 17-A. Tableau 1 : Compositions et caractéristiques des essais 1-1, 1-2 1-3 et 1-4 La viscosité Bulk est mesurée à l’aide d’un viscosimètre Brookfield (vitesse de rotation : 12 rpm).
Le graphique de la figure 17 met en évidence les variations de Dh de chacun des essais, à une concentration de 1 mg/mL en fonction de la température. Cet exemple démontre que les émulsions préparées à partir des monomères de l’invention (Essais 1-1 et 1-2) sont plus stables au stockage.
Les valeurs de Dh les plus élevées ont été obtenues avec les particules de polymère préparées à partir des monomères de l’invention. Les performances de thermo-gonflement et de thermo agrégation des particules de polymères du contre-exemple sont significativement bien plus faibles que celles obtenus avec les particules de polymères de l’invention. Les températures d’activation du thermo-gonflement / thermo-agrégation des particules de polymère préparées à partir des monomères de l’invention sont plus adaptées aux zones de températures moyennes des champs.
En conclusion, les particules préparées à partir des monomères de l’invention (Essais 1-1 et 1- 2) génèrent de meilleures performances de thermo-gonflement / thermo-agrégation que celles de l’art antérieur (essai 1-3) et du contre-exemple (essai 1-4).
Exemple 17-B : Elaboration de particules à partir de sulfobétaïnes
Les objectifs de cet essai étaient de confirmer les performances de thermo-gonflement et de thermo-agrégation des particules (préparées à partir des monomères de l’invention) à une composition molaire différente de celle de l’exemple 17-A.
Une nouvelle série de particules de polymères réticulées à base de sulfobétaïnes ont été élaborées. Le tableau 2 ci-dessous, récapitule les compositions chimiques des polymères (réticulés avec 10 ppm de MBA) et les caractéristiques des différents essais de l’exemple 17- B. Le protocole de synthèse est celui décrit au début de l’exemple 17. Composition Molaire
Tableau 2 : Compositions et caractéristiques des essais 2-1, 2-2.
Le graphique de la figure 18 met en évidence les variations des Dh de chacun des essais, à une concentration de 1 mg/mL en fonction de la température. Ce nouvel exemple met en évidence des valeurs finales de Dh élevées et des températures d’activation compatibles avec la plupart des réservoirs (formations souterraines).
Ceci démontre une nouvelle fois que les émulsions préparées à partir des monomères de l’invention (Essais 2-1 et 2-2) engendrent une fois dispersées dans des saumures, des performances de thermo-gonflement / thermo-agrégation à des compositions molaires monomériques différentes de celles de l’exemple 17-A.
Exemple 17-C : Elaboration de particules à partir de sulfobétaïnes réticulées par des diméthacrylate
Les objectifs de cet essai sont de confirmer les performances de thermo-gonflement et de thermo-agrégation des particules préparées à partir des monomères de l’invention mais réticulées avec un réticulant différent de celui de l’essai 17-B.
Le tableau 3 ci-dessous, récapitule les nouvelles compositions chimiques des polymères réticulés avec 10 ppm d’EGDMA et les caractéristiques des différents essais de l’exemple 17- C. Le protocole de synthèse des polymères est celui décrit au début de l’exemple 17.
Tableau 3 : Compositions et caractéristiques des essais 3-1 et 3-2
On observe que l’augmentation de la température induit une augmentation très significative des Dh. Ce troisième exemple démontre que les émulsions préparées à partir des monomères de l’invention sont performantes même lorsqu’elles sont réticulées avec un réticulant du type méthacrylates.
Exemple 17-D : Réversibilités des performances de conformance des particules de polymères réticulés à base de MAAMPS ou MAMMPS sulfobétaïnes
Les objectifs de cet essai sont de confirmer les propriétés de réversibilité des performances de thermo-gonflement et de thermo-agrégation des particules en fonction de cycles successifs de montée et de descente en température.
Le tableau 4 ci-dessous, récapitule les nouvelles compositions chimiques des copolymères réticulés avec 40 ppm de MBA et les caractéristiques des différents essais de l’exemple. Le protocole de synthèse est celui décrit au début de l’exemple 17.
Tableau 4 : Compositions et caractéristiques des essais 4-1 et 4-2
La réversibilité des propriétés de thermo-gonflement / thermo-agrégation des particules de polymère a été évaluée suivant le protocole décrit au début de l’exemple 17. Les résultats obtenus sont rassemblés dans les graphiques des figures 19 (essai 4-1) et 20 (essais 4-2). Les propriétés de réversibilité propriétés de thermo-gonflement et de thermo-agrégation ont été établies avec des cycles de montée et descente en température entre 15°C et 90°C.
On observe que les valeurs de Dh avant et après les cycles de températures sont équivalentes. Ce quatrième exemple démontre que les particules polymères des émulsions préparées à partir des monomères de l’invention possèdent des propriétés réversibles (en fonction de la température) de thermo-gonflement et de thermo-agrégation. Cette propriété de réversibilité obtenue avec les particules préparées à partir des monomères de l’invention, permet de moduler les performances en fonction des variations de températures d’un même réservoir.
Exemple 17-E : Performances en milieu poreux des particules de polymères réticulés à base de sulfobétaïnes MAAMPS ou MAMMPS
Les objectifs de cet essai sont de confirmer les performances de thermo-gonflement et de thermo-agrégation des particules en milieux poreux.
Le tableau 5 ci-dessous, récapitule la composition chimique des essais 5-1 et 5-2 (copolymères réticulés avec 40 ppm de MBA). Le protocole de synthèse est celui décrit ci- dessus.
Tableau 5 : Compositions et caractéristiques des essais 5-1 et 5-2
Les caractéristiques du test d’injection en milieu poreux utilisé pour l’injection de la dispersion à 1000 ppm actif du polymère 5-1 sont : - Débit (Q) = 12 cnrVh
Cisaillement : 50 s 1 Vélocité interne : 2,4 m/jour Porosité : 33 %
Perméabilité : 1290 mD L’évolution de la pression à l’intérieur du milieu poreux en fonction du volume de pore est enregistrée. La figure 21 correspond au graphique d’évolution de la différence de pression dP entre l’entrée et la sortie du milieu poreux.
On remarque que le différentiel de pression totale dP est constant, ce qui confirme que les particules de l’essai 5-1 s’injecte et se propage bien en milieux poreux à température ambiante.
L’évolution de la pression à l’intérieur du milieu poreux en fonction de la température est enregistrée. La figure 22 correspond au graphique de l’évolution de la différence de pression dP entre l’entrée et la sortie du milieu poreux, en fonction de la température avec un passage de 25°C à 95°C. Le graphique de la figure 22 met en évidence une augmentation du différentiel de pression à l’intérieur de la section avec la température (de 25°C à 95°C). Ceci confirme les performances thermo-gonflantes et thermo-agrégeantes des particules de l’essai 5-1 en fonction de la température. En conclusion, cet exemple 17-E démontre que les émulsions de particules de polymères préparés à partir des monomères de l’invention ont des propriétés de propagation, de thermo gonflement et de thermo-agrégation en milieu poreux.
Exemple 18 : Liquide de lavage de vaisselles formulé à partir d’un copolymère de MAAMPS L’industrie de la détergence formule des produits moussant à partir de nombreuses matières premières dont les tensio-actifs. Des excipients peuvent être ajoutées aux formulations par l’homme du métier afin d’augmenter les propriétés moussantes des formulations, voire de stabiliser la mousse formée.
Les objectifs de ce nouvel essai sont d’évaluer les propriétés moussantes et de stabilisation des mousses formées en présence de résidus graisseux, d’additifs préparés à partir d’un des monomères de l’invention.
Un copolymère d’acrylamide (AM) et de MAAMPS a été préparé par polymérisation radicalaire conventionnelle en solution dans l’eau. La composition chimique est rassemblée dans le tableau 6.
Tableau 6 : Composition chimique de l’essai 6-1
Dans un premier temps une solution mère aqueuse à 20 % en masse de tensioactifs (mélange de Sodium Lauryl Ether Sulfate, d’Amine Oxide) est préparée. Les différentes solutions filles (de A à E) sont ensuite formulées par addition à différents % en masse du copolymère 6-1, et répertoriées dans le tableau 7. I Solutions j fu masse du | I L ensioactit | copolymère 6- 1. \ i C J 0,25 I
I » ] o3 i
[ E ] 1 I
Tableau 7 : Composition en polymère 6-1 dans les solutions tensioactives
Les solutions A à E sont ensuite préparées selon les formules détaillées dans le tableau 8. Tableau 8 : Composition des essais F, G, H, I, et J
Les formulations F, G, H, I, et J sont respectivement conditionnées dans des éprouvettes graduées. Le volume de chacune des solutions occupe, au démarrage, 1/3 du volume de l’éprouvette. Neuf cycles de vingt rotations (30 rpm) chacun sont ensuite réalisés sur chacune des éprouvettes. A la fin de chaque cycle, cinq millilitres d’huile d’olive sont ajoutés dans chaque éprouvette (soit au total 40 mL, à la fin de la procédure). Les hauteurs de mousse des essais G, H, I, J sont ensuite mesurées et comparées à celui de l’essai F. Les résultats obtenus sont rassemblés dans le tableau 9.
Tableau 9 : Gain de mousse des essais G, H, I et J Les résultats obtenus mettent en évidence une augmentation significative de mousse par rapport à la référence F. Ce nouvel exemple confirme les propriétés moussantes et de stabilisateurs de mousse du copolymère préparé à partir des monomères sulfobétaïnes de l’invention.
L’industrie papetière formule des pâtes à papier. Des additifs rétenteurs et de drainage sont généralement ajoutées aux formulations.
Les objectifs de ce nouvel essai sont d’évaluer les propriétés de rétention totale (FPR, Fibres + Charges Minérales), de Rétention de Charge Minérale (FPAR) et de Drainage sous Vide (DDA). Concernant le FPR et le FPAR, plus les valeurs sont hautes, meilleures sont les performances. Pour le DDA, plus la valeur de drainage est basse, meilleure est la performance.
Les polymères ci-dessous ont été synthétisés en suivant la procédure décrite dans l’exemple 1. La formulation de l’essai 7-0, ne contient pas de polymère. Le tableau 10 récapitule les compositions chimiques et les performances (concentration de 0.25 % en masse dans la formulation papetière) des différents essais. Les masses molaires des différents copolymères sont comparables et du même ordre de grandeur.
Tableau 10 : Compositions et Performances des essais
Les essais selon l’invention génèrent des valeurs de FPAR et de FPR plus élevées que la référence, et des valeurs de DDA plus basses que la référence. Ce nouvel exemple, démontre que les terpolymères préparés à partir des monomères sulfobétaine de l’invention démontrent de bonnes performances en rétention totale, en rétention de charges et en égouttage sous vide (drainage).
Exemple 20 : Additif haute viscosité (HVFR) pour la fracturation hydraulique
L’industrie de la fracturation hydraulique utilise de nombreux additifs dont des réducteurs de friction qui induisent de hautes viscosités en milieux aqueux salins (HVFR pour High Viscous Friction Reducer). Les objectifs de cet exemple sont de formuler des fluides de fracturation hydraulique à partir d’additifs (de l’invention et de l’art antérieur) et de voir les niveaux de viscosité « bulk » obtenus.
Les polymères décrit dans le tableau 11 ont été synthétisés en suivant la procédure décrite dans l’exemple 1. Le tableau 11 récapitule les compositions chimiques et les caractéristiques de chacun des essais. Les masses molaires des différents copolymères sont comparables et du même ordre de grandeur.
Tableau 11 : Compositions et Performances des essais
Le tableau 12 récapitule les viscosités Fann à 4 et 6 Gallon per Thousand (GPT) dans différentes saumures. La saumure 1 est composée de chlorure de sodium (30 g/L) et de dichlorure de calcium (3 g/L). La saumure 2 est composée de chlorure de sodium (85 g/L) et de dichlorure de calcium (33 g/L).
Tableau 12 : Viscosités Fann Les viscosités Fann, en centipoise (cP) sont mesurées à 20°C en utilisant le viscosimètre Chandler Engineering modèle 3500 qui est équipé du module R1B1 (Rotor 1 Bob 1). Les valeurs des viscosités Fann aux gradients de cisaillement de 511 et 102 s 1 sont extrapolées en appliquant les vitesses angulaires de 300 et 60 rpm (tours par minute) respectivement.
Les essais 8-1 et 8-2 engendrent des viscosités Fann plus élevées que pour Fessais 8-3, et ce quel que soit le cisaillement (100 ou 511 s- 1) et le dosage (4 ou 6 Gallon per Thousand). Ce nouvel exemple démontre que les fluides de fracturations hydrauliques du type (HVFR) formulées à partir des émulsions produites à partir des monomères de l’invention, ont des viscosités Fann plus élevées que celles des fluides préparés à partir des émulsions de l’art antérieur, et offrent ainsi de meilleures performances dans l’application visée.

Claims

REVENDICATIONS
1- Procédé de préparation d’un monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide par réaction entre :
- un composé de formule (VI), et - un composé de formule (VII) et/ou un de ses sels, optionnellement en présence d’au moins un agent solubilisant du composé de formule (VII), et optionnellement en présence d’au moins un solvant, dans lequel la réaction est réalisée avec une quantité d’inhibiteur de polymérisation comprise entre 0 et moins de 500 ppm par rapport à la masse totale des composés de formules (VI) et (VII), Dans les formules (V), (VI) et (VII) :
Ri et R4 sont, indépendamment l’un de l’autre, -H ou -CH?,
R2 et R? sont, indépendamment l’un de l’autre, un groupement alkyle linéaire en Cl- C10 ou alkyle ramifié en C3-C10 ou alkylène linéaire en C2-C10,
R5 est -H, ou un groupement alkyle linéaire en C1-C22 ou alkyle ramifié en C3-C22, ou R5 forme avec RÔ un cycle carboné en C4-C10, optionnellement ramifié,
RÔ est un groupement alkyle linéaire en C1-C22 ou alkyle ramifié en C3-C22, ou RÔ forme avec Rs un cycle carboné en C4-C10, optionnellement ramifié,
Xi= -COO-, ou -CONH- ou -CH2-,
X2= -COO- ou -CONH-, n est un nombre entier compris entre 0 et 10.
2- Procédé selon la revendication 1, dans lequel l’inhibiteur de polymérisation est présent en quantité inférieure à 200 ppm, de préférence inférieure à 100 ppm, et plus préférentiellement inférieure ou égale à 50 ppm.
3- Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le composé de formule (VI) est choisi parmi le diméthylaminopropyl méthacrylamide, le dimethylaminopropyl acrylamide, l’allyldiméthylamine, le diallylméthyl amine, le méthacrylate de diméthylaminoéthyl, et l’acrylate de diméthylaminoéthyl.
4 Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le composé de formule (VII) est l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique et/ou un de ses sels, préférentiellement sa forme acide.
5 Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé est réalisé en présence d’un agent solubilisant choisi parmi l’eau, un alcane, un alcool, un amide ou un mélange de ces composés.
6- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l’agent solubilisant est l’eau.
7- Procédé selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que la quantité d’agent solubilisant est comprise entre 0 et 200% en masse par rapport à la masse de composé de formule (VII).
8- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ratio molaire entre le composé de formule (VI) et le composé de formule (VII) et/ou un de ses sels est compris entre 1,01 : 1 et 20 : 1.
9- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la réaction entre les composés de formules (VI) et (VII) se fait en présence d’au moins un solvant choisi parmi les alcanes, les cétones, les nitriles, les alcools, et les éthers, et plus préférentiellement l’acétone. 10 Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes successives suivantes : al ) ajouter dans un réacteur sous agitation au moins un composé de formule (VI), optionnellement au moins un agent solubilisant du composé de formule (VII), et optionnellement un solvant pour obtenir un mélange pré-réactionnel ; a2) ajouter au moins un composé de formule (VII) et/ou un de ses sels dans le mélange pré-réactionnel ; a3) après réaction entre les composés de formules (VI) et (VII), obtention d’un monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide sous forme de solution ou de suspension de cristaux.
11- Procédé de préparation d’un (co)polymère de monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide, comprenant les étapes suivantes :
- préparation du monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide par un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 10,
- (co)polymérisation au moins du monomère sulfobétaïne obtenu pour former le (co)polymère.
12 Procédé de préparation d’un monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide, sous une forme cristalline hydratée, comprenant les étapes successives suivantes : al ) ajouter dans un réacteur sous agitation au moins un composé de formule (VI), optionnellement au moins un agent solubilisant du composé de formule (VII), et optionnellement un solvant pour obtenir un mélange pré-réactionnel ; a2) ajouter au moins un composé de formule (VII) et/ou un de ses sels dans le mélange pré-réactionnel ; a3) après réaction, obtenir des monomères sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide sous forme de solution ou de suspension de cristaux ; a4) optionnellement, lorsque le produit de la réaction est une solution, extraire le composé de formule (V) sous forme de cristaux AA ; a5) combiner les cristaux AA de composé de formule (V) dans une solution aqueuse pour former une suspension A ; a6) mélanger la suspension A pendant une période comprise entre 1 minute et 20 heures ; a7) obtenir une suspension B de cristaux BB de composé de formule (V) sous une forme hydratée ; a8) optionnellement isoler les cristaux BB obtenus de la suspension B,
Dans les formules (V), (VI) et (VII) :
Ri et, R4 sont, indépendamment l’un de l’autre, -H ou -CH?,
R2 et R? sont, indépendamment l’un de l’autre, un groupement alkyle linéaire en Cl- C10 ou alkyle ramifié en C3-C10 ou alkylène linéaire en C2-C10,
R5 est -H, ou un groupement alkyle linéaire en C1-C22 ou alkyle ramifié en C3-C22, ou R5 forme avec RÔ un cycle carboné en C4-C10, optionnellement ramifié,
RÔ est un groupement alkyle linéaire en C1-C22 ou alkyle ramifié en C3-C22, ou RÔ forme avec R5 un cycle carboné en C4-C10, optionnellement ramifié,
Xi= -COO-, ou -CONH- ou -CH2-,
X2= -COO- ou -CONH-, n est un nombre entier compris entre 0 et 10. Procédé selon la revendication 12, dans lequel la réaction est réalisée avec une quantité d’inhibiteur de polymérisation comprise entre 0 moins de 500 ppm par rapport à la masse totale des composés de formules (VI) et (VII). 14 Procédé selon la revendication 13, dans lequel l’inhibiteur de polymérisation est présent en quantité inférieure à 200 ppm, de préférence inférieure à 100 ppm, et plus préférentiellement inférieure ou égale à 50 ppm.
15- Monomère sulfobétaïne de formule (V) suivante, ou sa forme acide, sous une forme cristalline hydratée,
Dans laquelle
Ri et R4 sont, indépendamment l’un de l’autre, -H ou -CH?,
R2 et R? sont, indépendamment l’un de l’autre, un groupement alkyle linéaire en Cl- CIO ou alkyle ramifié en C3-C10 ou alkylène linéaire en C2-C10,
R5 est -H, ou un groupement alkyle linéaire en C1-C22 ou alkyle ramifié en C3-C22, ou R5 forme avec RÔ un cycle carboné en C4-C10, optionnellement ramifié,
RÔ est un groupement alkyle linéaire en C1-C22 ou alkyle ramifié en C3-C22, ou RÔ forme avec R5 un cycle carboné en C4-C10, optionnellement ramifié, Xi= -COO-, ou -CONH- ou -CH2-,
X2= -COO- ou -CONH-, n est un nombre entier compris entre 0 et 10.
16 Monomère sulfobétaïne selon la revendication 15, caractérisé en ce que le monomère sulfobétaïne est choisi dans le groupe comprenant : - les composés de formule (V) pour lesquels n = 3 et Xi = -CONH-,
- les composés de formule (V) pour lesquels n = 0 et Xi = -CH2-,
- les composés de formule (V) pour lesquels n = 2 et Xi = -COO-,
R2 et R? étant préférentiellement des groupements -CH?.
17 Monomère sulfobétaïne selon la revendication 15 ou la revendication 16, caractérisé en ce que R4 est un atome d’hydrogène, et X2 est -CONH-
18 Monomère sulfobétaïne selon la revendication 15, caractérisé en ce que le monomère sulfobétaïne a une structure choisie parmi les structures de formule (VIII) à (XIII) suivantes ou leur forme acide,
19 Procédé de préparation d’un (co)polymère de monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide, sous une forme cristalline hydratée, comprenant les étapes suivantes :
- préparation du monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide, sous une forme cristalline hydratée, par un procédé selon l’une quelconque des revendications 12 à 14,
- polymérisation du monomère sulfobétaïne obtenu pour former le (co)polymère. 20 (Co)polymère de monomère sulfobétaïne de formule (V) et/ou sa forme acide selon l’une des revendications 15 à 18.
21 Utilisation du (co)polymère selon la revendication 20, comme floculant, dispersant, agent épaississant, agent absorbant, agent réducteur de friction, agent rétenteur d’eau, agent rétenteur de charges minérales, générateur de mousse, et stabilisant de mousse. 22 Utilisation du (co)polymère selon la revendication 20, dans la récupération du pétrole et du gaz, dans le traitement de l’eau, dans le traitement des boues, dans le traitement de la pulpe à papier, dans la fabrication du papier, dans la construction, dans l’industrie minière, dans la formulation de produits cosmétiques, dans la formulation de détergents, dans la fabrication du textile, dans l’agriculture, ou dans la fabrication d’hydrogels médicaux.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPS5973560A (ja) * 1982-06-15 1984-04-25 Nippon Paint Co Ltd 重合性スルホベタイン化合物ならびにその製法
US4585846A (en) 1985-01-02 1986-04-29 Exxon Research And Engineering Co. Cyclopolymerizable sulfobetaine monomer
CN103274955B (zh) * 2013-05-23 2015-08-26 华南理工大学 含反应性基团的甜菜碱型两性离子化合物的合成方法
CN104926696B (zh) 2014-03-19 2017-06-06 中国石油化工股份有限公司 一种n,n‑二甲基烯丙基丙磺酸盐的制备方法
CN105130851A (zh) 2015-07-03 2015-12-09 浙江工业大学 一种不饱和磺酸甜菜碱单体及其制备方法和应用
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CN107383287B (zh) * 2017-08-28 2020-03-24 广西登高(集团)田东水泥有限公司 一种聚合物水泥助磨剂及其合成方法

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