FR2468624A1 - Procede permettant de regler de facon precise la vitesse de dissolution de polymeres vinyliques de poids moleculaire eleve, solubles dans l'eau - Google Patents

Abstract

La vitesse de dissolution dans l'eau de polymères solubles dans l'eau peut être contrôlée de manière précise. Ceci est obtenu en inversant une émulsion eau-dans-huile contenant le polymère vinylique soluble dans l'eau, dans de l'eau qui contient au moment de l'inversion, une quantité précise d'un système émulsionnant ayant une valeur HLB (balance hydrophile/lipophile) qui a été prédéterminée pour produire une vitesse de dissolution spécifique pour le polymère vinylique soluble dans l'eau.

Description

Il est connu que des solutions aqueuses de polymè-

res vinyliques solubles dans l'eau peuvent être préparées rapidement par inversion d'émulsions d'eau-dans-l'huile de ces polymères vinyliqueso Cette technologie est décrite dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique réémis Re. 28 474 et Re.28.576. L'inversion d'émulsions d'eau dans l'huile, qui contiennent des polymères vinyliques solubles dans l'eau pour produire rapidement des solutions aqueuses diluées de ces polymères, a été utilisé industriellement sous une variété de formes pendant ces dernières années, Le procédé le plus courant d'utilisation de cette technologie consiste à prépao

rer les âmulsions eau=dans-huile contenant les polymères vi-

nyliques solubles dans l'eau au moyen d'une technique de polymérisation en émulsion telle que décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n03 264 393 (Vanderhoff). Dans le

brevet Vanderhoff, après production d'émulsions eau dans-

huile des polymères vinyliques solubles dans l'eau, on soumet ces émulsions à une précipitation pour séparer les polymères de l'émulsion. Une solubilisation rapide par inversion comme décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique réémis Re 28o576 n'est pas décrite ou suggérée dans ce document. Dans ce procédé de polymérisation on a coutume d'utiliser un agent

émulsionnant eau-dans-huile pour préparer les émulsions con-

tenant le polymère. Après terminaison de la polymérisation,

on ajoute aux émulsions finies, un agent tensioactif compati-

ble, soluble dans l'eau. Ces émulsions contenant l'agent ten-

sioactif soluble dans l'eau compatible peuvent être ajoutées à de l'eau en effectuant une douce agitation. Il en résulte une inversion de l'émulsion avec formation d'une émulsion

huile-dans-eau et d'une solution rapidement formée des poly-

mères solubles dans l'eau, Cette technique d'inversion pour l'obtention d'une solubilisation rapide de polymères vinyliques solubles dans

l'eau est en premier lieu utilisée pour dissoudre des polymè-

res ayant des poids moléculaires dépassant 1 000 000O Ceci permet l'obtention d'une vitesse de dissolution qui est de

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loin supérieure à la vitesse de dissolution des polymères

secs correspondants ayant des compositions et des poids mo-

léculaires approximativement identiques.

Bien que l'utilisation d'émulsions eau-dans-huile de polymères solubles dans l'eau conjointement à des agents ten- sioactifs solubles dans l'eau pour obtenir un procédé de dissolution rapide de ces polymères a fortement augmenté la commodité d'utilisation de ces polymères, il s'est développé

certaines anomalies lors de l'utilisation de cette technique.

Dans certains cas, lorsque les émulsions eau-dans-

huile sont combinées avec un agent tensioactif soluble dans

l'eau, cet agent tensioactif étant sous une forme qui est com-

patible avec l'émulsion ou étant ajouté dans l'eau dans laquel-

le l'émulsion doit être inversée, on rencontre quelquefois des difficultés en ce qui concerne la vitesse de solubilisation dans la mesure o cela prend beaucoup plus de temps que ce que l'on prévoit normalement. De telles situations existent, bien qu'elles ne se produisent pas fréquemment et on n'a pas pu les expliquer jusqu'à maintenant. Afin de remédier à de telles situations, on a tenté de diminuer la stabilité des émulsions

de départ en utilisant une quantité inférieure d'agent émul-

sionnant eau-dans-huile ou un agent différent, ou d'augmenter la quantité de l'agent tensioactif soluble dans l'eau utilisé pour inverser les émulsions. Même ces modifications ne sont pas toujours efficaces pour obtenir une dissolution rapide

ayant lieu dans la même période de temps.

En résumé, on peut donc dire que bien qu'il soit

possible de préparer rapidement des solutions de polymères so-

lubles dans l'eau en utilisant les indications des brevets ré-

émis Re 28474 et Re 28576 précités, on peut considérer ces

techniques comme des procédés par tatonnements, par approxi-

mations successives. Il n'y a pas de base exacte pour prédire les caractéristiques de vitesse de solubilisation de ces systèmes. Dans plusieurs domaines industriels tels que la

récupération secondaire ou tertiaire de pétrole qui est éga-

lement appelée inondation à l'eau ou inondation aux polymères

ou dans les applications de réduction du frottement, il se-

rait désirable de pouvoir régler la vitesse de dissolution de

polymères vinyliques solubles dans l'eau de façon à les solu-

biliser graduellement. Jusqu'à présent, on n'a pas mis au point de système pratique de ce genre. Des tentatives ont été effectuées de modifier chimiquement les polymères pour régler

leur solubilité, mais ce mode opératoire est coûteux et diffi-

cile à mettre en oeuvre avec succès à l'échelle industrielle. La présente invention comprend un procédé permettant de régler de manière précise la vitesse de dissolution dans

l'eau ou d'un polymère vinylique soluble dans l'eau qui com-

prend l'inversion d'une émulsion eau dans huile contenant le

polymère vinylique soluble dans l'eau, dans de l'eau qui con-

tient au moment de l'inversion une quantité exacte d'un sys-

tème émulsionnant ayant un nombre HLB (indice de la balance hydrophile/lipophile) prédéterminé pour produire une vitesse

de solubilisation spécifique pour le polymère vinylique solu-

ble dans l'eau, et ensuite la dissolution du polymère à une

vitesse contrôlée prédéterminée.

Les émulsions eau dans huile de polymères vinyliques solubles dans l'eau utilisables pour la mise en oeuvre de la

présente invention contiènnent quatre constituants de base.

Ces constituants et leurs pourcentages en poids dans les é-

mulsions sont indiqués ci-dessous: A. Polymère vinylique soluble dans l'eau: 1. En général de 5 à 60 X; 2. de préférence de 20 à 40 7; et 3. Plus avantageusement de 25 à 35; B. Eau: 1. En général de 20 à 90 %;

2. de préférence de 20 à 70 7.

3. Plus avantageusement de 30 à 55 % C. Liquide hydrophobe:

1. En général de 5 à 75 7.

2. de préférence de 5 à 40 7.

3. Plus avantageusement de 20 à 30 %7 D. Agent émulsionnant eau-danshuile: 1. En général de 0,1 à 21 X. 2. de préférence de 1 à 15 X. 3. Plus avantageusement de 1,2 à 10 Z. - Il est également possible de caractériser davantage

les émulsions eau-dans-huile des polymères vinyliques solu-

bles dans l'eau en ce qui concerne la phase aqueuse des émul-

sions. Cette phase aqueuse est en général définie comme la somme du polymère ou du copolymère présents dans l'émulsion et

de la quantité d'eau présente dans l'émulsion. Cette termino-

logie peut aussi être utilisée pour décrire les émulsions eau-

dans-huile que l'on met en oeuvre dans l'invention. En emplo-

yant cette terminologie, la phase aqueuse des émulsions d'eau-

dans-l'huile de l'invention constitue d'une façon générale à 95. en poids de l'émulsion. De préférence, la phase aqueuse est comprise entre 60 et 90 % et plus avantageusement

entre 65 et 85 % en poids de l'émulsion.

Les émulsions peuvent aussi être caractérisées par leurs rapports eau/huile. Ce chiffre est simplement un rapport de la quantité d'eau présente dans l'émulsion à la quantité de liquide hydrophobe présent dans l'émulsion. En général, les émulsions eau-dans-huile de l'invention ont un rapport eau/ huile compris entre 0,25 et 18. De préférence, le rapport eau/huile est compris entre 0,5 et 14 et plus avantageusement

entre 1,0 et 2,75.

Dans certains cas, il est possible d'éliminer des quantités importantes d'eau des émulsions ci-dessus tout en maintenant les caractéristiques physiques et chimiques des

émulsions. On envisage suivant la présente invention l'utili-

sation de telles émulsions concentrées sensiblement exemptes d'eau, c'està-dire comportant par exemple moins de 3 % en

poids d'eau.

Un procédé simple pour séparer l'eau des émulsions du type décrit consiste à chauffer ces émulsions en présence d'un agent azéotropique pour l'eau, tel que le toluène, à une température suffisante pour former un azéotrope, ce qui permet

ainsi l'élimination de l'eau. Cela permet également à l'émul-

sion de rester sous la forme d'émulsion eau-dans-huile bien

qu'elle contienne très peu d'eau.

Comme polymères typiques pouvant être polymérisés en utilisant les techniques de polymérisation en émulsion

eau-dans-huile, on peut mentionner une grande variété d'homo-

polymères et de copolymères. Certains des polymères les plus courants utilisés industriellement sont les homopolymères et les copolymères d'acrylamide et d'acide acrylique. Dans le

cas de polymères d'acrylamide, on peut mentionner les homo-

polymères d'acrylamide de même que les copolymères d'acryla-

mide avec d'autres monomères vinyliques solubles dans l'eau, ces copolymères pouvant contenir entre 5 et 95 % en poids d'acrylamide. De manière similaire les polymères d'acide acrylique comprennent les homopolymères et les copolymères S d'acide acrylique, en particulier de ses sels solubles dans l'eau, par exemple l'acrylate de sodium. Les copolymères peuvent contenir entre 5 et 95 % en poids d'acide acrylique ou de ses sels solubles. Ainsi, l'expression "polymères d'acrylamide' ou "polymères d'acide acrylique" couvre les

homopolymères et les copolymères qui viennent d'être décrits.

Bien que les polymères d'acrylamîde et d'acide acrylique représentent un groupe important de polymères utilisé dans de nombreuses applications industrielles, on a

préparé d'autres polymères sous forme d'émulsions eau-dans-

huile. Des exemples de tels polymères sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique suivants: 3 418237,

3 259570 et 3 171805.

Pour la mise en oeuvre de la présente invention, on

a l'habitude de former des émulsions eau-dans-huile de poly-

mères vinyliques solubles dans l'eau ayant un poids molécu-

laire d'au moins un million ou davantage. Il en est ainsi du fait que les polymères ayant un poids moléculaire faible se

dissolvent normalement très rapidement tandis que les poly-

mères ayant des poids moléculaires supérieurs requièrent des

périodes de temps prolongées pour obtenir une solution com-

plète. De ce fait, on envisage selon la présente invention

l'utilisation d'émulsions eau-dans-huile de polymères viny-

liques solubles dans l'eau ayant un poids moléculaire d'au

moins 1 000 000.

La présente invention permet de faciliter avanta-

geusement la dissolution contrôlée de polymères ayant des poids moléculaires compris entre 1 000 000 et 20 O 0 D ou davantage. Les liquides hydrophobes ou les huiles utilisés pour préparer ces émulsions peuvent être choisis dans un

large groupe de liquides organiques qui comprennent des hydro-

carbures liquides et des hydrocarbures liquides substitués.

Comme groupes préférés de liquides organicques pou-

vant être utilisés pour la mise en oeuvre de l'invention on

peut mentionner les huiles hydrocarbonées paraffiniques.

Comme exemples de ces types de matières, on peut mentionner un solvant isoparaffinique à chaîne droite ou ramifié vendu par "Humble Oil and Refinery Company" sous la dénomination

commerciale "Isopar M" et décrit dans le brevet des Etats-

Unis d'Amérique n0 3624 019 et un solvant paraffinique vendu

par "Exxon Company, USA sous la dénomination "solvant paraf-

finique à faible odeur". Des caractéristiques typiques de cette matière sont indiquées ci-dessous dans le tableau I.

TABLEAU I

Densité 15,60C/15,6 C 0,780-0,806 Couleur, Saybolt + 30 min Aspect visuel brillant et limpide Point d'aniline, 0C norme 71 min

"ASTM D-611"

Point d'ébullition initial 185 min Point d'ébullition final 163 min Point éclair, 0C, TTC 60C

Soufre, ppm, microcoulomètre 15 max.

Bien que les huiles paraffiniques constituent des

matières préférées utilisées dans la préparation des émul-

sions eau-dans-huile de l'invention, on peut employer d'au-

tres liquides organiques. Ainsi, on peut utiliser des huiles minérales, des kérosènes, des naphtas et dans certains cas du pétrole. Bien qu'ils soient utilisables dans l'invention, des solvants tels que le benzène, le xylène, le toluène et d'autres hydrocarbures non miscibles à l'eau ayant des points éclair bas ou des propriétés toxiques sont généralement

évités en raison des problèmes associés à leur manipulation.

Le procédé général de préparation des émulsions du

type décrit ci-dessus est décrit dans le brevet des Etats-

Unis d'Amérique n0 3 284 393 qui est incorporé à la présente

par référence. Un mode opératoire typique pour la prépara-

tion d'émulsions eau-dans-huile de ce type comprend la pré-

paration d'une solution aqueuse d'un monomère vinylique soluble dans l'eau et l'addition de cette solution à l'une des huiles hydrocarbonées décrites ci-dessous. On ajoute un agent émulsionnant eau-dans-huile approprié et on ajoute et on soumet l'émulsion à des conditions de polymérisation à radicaux libres et on obtient une émulsion eau-dans- huile du

polymère vinylique soluble dans l'eau. Il y a lieu de men-

tionner qu'on choisit les ingrédients en se basant sur les

pourcentages en poids indiqués ci-dessus et leur eompatibili-

té mutuelle. En ce qui concerne le choix du catalyseur à radicauz libres, celui-ci peut être soit soluble dans l' ehuile ou dans l'eau et peut être pris dans le groupe formé par les

peroxydes organiques, les matières du type azolque, les sys-

tème. initiateurs du type Rédox, etc..o. En outre, la lumière ultraviolette, des microondes, etc... produisent également la

polymérisation d'émulsions d'eau dans l'huile de ce type.

Lors de la fabrication des émulsions de ce type qui sont décrites plus en détail dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 3 624 019, Re. 28 474, 3 734 873, Re. 28576,

3 826 771, dont tous sont incorporés à la présente par réfê-

rence on peut se servir de l'air pour régler la polymérisa-

tion. Cette technique est décrite dans le brevet des Etats-

Unis n0 3 767 629 qui est également incorporé à la présente

par référence.

Outre les documents ci-dessus, le brevet des Etats-

Unis d'Amérique n 3 996 180 dêcrit la préparation de'émulsions

eau-dans-huile des types utilisés dans l'invention par forma-

tion en premier lieu d'une émulsion contenant des gouttelettes de faibles dimensions entre l'huile, l'eau, le monomère et l'agent émulsionnant eaudans-huile avec utilisation d'une technique de mélange à cisaillement élevé, suivie d'une

soumission de cette émulsion à des conditions de polymérisa-

tion à radicaux libres. Présente également de l'intérêt, le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 024 097 qui décrit des émulsions eau-danshuile telles que celles décrites ci-dessus utilisant des systèmes tensiloactifs particuliers pour l'agent émulsionnant eau-dans-huile, permettant la préparation de

latex ayant de petites dimensions des particules et une sta-

bilité améliorée au stockage.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3915 920 décrit la stabilisation d'émulsions eau-dans-huile du type décrit ci-dessus utilisant divers polymères solubles dans

l'huile tels que le polylsobutylène. L'utilisation de techni-

ques de ce type fournit des émulsions à stabilisation supé-

rieure.

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Le brevet des Etats-Unis n0 3 997 492 qui décrit la formation d'émulsions eau-dans-huile du type décrit ci-dessus,

utilisant des agents émulsionnants ayant des valeurs HLB com-

prises entre 4 et 9, présente également un intérêt.

Comme décrit dans la technique connue et ci-dessus, on a l'habitude d'effectuer ces polymérisations en émulsion

en utilisant un agent émulsionnant eau-dans-huile.-Ces émul-

sions sont alors inversées dans l'eau de façon à produire une dissolution rapide des polymères, l'inversion étant réalisée

dans la plupart des applications industrielles de cette techno-

logie par dilution d'un agent tensioactif soluble dans l'eau qui est ou bien incorporé à l'émulsion avant l'utilisation ou bien est ajouté à l'eau dans laquelle est inversée l'émulsion eau-dans-huile qui contient le polymère. L'agent tensioactif soluble dans l'eau provoque l'inversion de -l'émulsion de façon-à former une émulsion huile-dans-eau. Ainsi, l'agent

d'inversion est également un émulsionnant.

Les émulsionnants peuvent être classés en utilisant le système HLB à classe (balance hydrophile/lipophile). Ce système est décrit dans la publication intitulée "The Atlas HLB System". Cette publication et tout ce qu'elle contient

sont incorporés par référence à la présente description.

D'une manière générale, les émulsionnants solubles dans l'hui-

le produisent des émulsions eau-dans-huile tandis que les émulsionnants solubles dans l'eau produisent des émulsions huile-dans-eau. En outre, en règle générale, l'indice HLB de l'agent émulsionnant soluble dans l'huile est compris entrez4 et 9 tandis que l'indice HLB de l'agent tensioactif ou de l'agent

émulsionnant soluble dans l'eau aura une valeur approximati-

vement comprise entre 8 et 40. Dans certains cas, un seul agent tensioactif peut être capable de produire soit une

émulsion eau-dans-huile, soit une émulsion de huile-dans-eau.

Lorsque les émulsions eau-dans-huile des polymères vinyliques solubles dans l'eau sont ajoutées à de l'eau, on obtient dans l'eau un système émulsionnant qui a un indice HLB spécifique. Ce système émulsionnant peut être: 1) un agent émulsionnant eau-dans-huile qui était initialement présent dans l'émulsion eau-dans-huile ou

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2) un agent émulsionnant eau-dans-huile en combinai-

son avec un agent émulsionnant huile-dans-eau ou un agent

tensioac tif.

Dans le cas 2, ci-dessus, l'agent tensioactif est présent dans l'émulsion eau-dans-huile du polymère ou est

ajouté séparément à l'eau avant l'inversion de l'émulsion.

La balance hydrophile/lipophile de ces systèmes est: a) la balance hydrophile/lipophile (HLB) d'un agent émulsionnant eau-dans-huile, ou

b) la balance hydrophile/lipophile (HLB) de la com-

binaison d'agent émulsionnant eau-dans-huile et d'agent émul-

sionnant huile-dans-eau.

La balance hydrophile/lipophile (HLB) de ces sys-

tèmes émulsionnants peut être déterminée en utilisant des

techniques de mesure connues ou par calcul lorsque les sys-

tèmes sont entièrement non ioniques.

La présente invention est basée sur la découverte que l'utilisation d'un système émulsionnant ayant un indice précis de la balance hydrophile/lipophile (HLB) est capable de libérer dans la solution de polymère vnylique soluble

dans l'eau à une vitesse prédéterminée précise. En détermi-

nant la vitesse de dissolution du polymère produite par V'in-

version de l'émulsion eau-dans-huile dans l'eau dans un inter-

valle de valeurs HLB, il est possible de déterminer le taux

de dissolution du polymère pour une valeur HLB quelconque.

Ceci peut être commodément représenté sous forme d'une courbe ou d'un graphique. Ainsi, en contrôlant exactement la balance hydrophile/lipophile (ILB) du système émulsionnant basé sur un tel graphique, il est possible de régler la vitesse de

dissolution du polymère dans l'eau avec une précision extrê-

me. Tout point sur un tel graphique donnera une vitesse spé-

cifique de dissolution.

Pour la mise en oeuvre de l'invention et pour la plupart des applications industrielles, il est désirable d'utiliser cormme système émulsionnant un mélange d'agents

émulsionnants eau-dans-huile et d'agents émulsionnants huile-

dans-eau qui est le plus avantageusement un agent tensioactif non ionique soluble dans l'eau. On remarque cependant que

quelquefois on n'utilise que l'agent émulsionnant eau-dans-

huile. Ceci cependant constitue le mode de réalisation le moins avantageux de l'invention étant donné qu'on obtient qu'une gamme limitée de vitesse de dissolution. La vitesse de dissolution du polymère est proportionnelle à la balance hydrophile/lipophile (HLB) du système émulsionnant dans l'eau, c'est-à-dire que la dissolution est d'autant plus rapide que

l'indice HLB est plus grand.

Une balance hydrophile/lipophile (HLB) typique du

système émulsionnant préféré est aisément déterminé en utili-

sant le calcul de la balance hydrophile/lipophile pour les mélanges d'agents émulsionnants indiqués en page 3 de la

publication "The Atlas HLB System", mentionnée ci-dessus.

On comprend que la quantité du système émulsionnant doit se trouver entre certaines limites finies. Ainsi, l'agent émulsionnant eau-dans-huile doit être utilisé en une quantité

suffisante pour produire l'émulsionnement du système eau-dans-

huile qui contient le polymère vinylique soluble dans l'eau

dispersé dans toute la phase aqueuse.

De manière similaire, la quantité d'agent surfactif

ou tensioactif dans l'eau ou d'agent émulsionnant huile-dans-

eau doit être suffisante pour produire l'inversion de l'émul-

sion et contribuer à produire la valeur HLB désirée du système. L'agent émulsionnant soluble dans l'eau est, de

préférence, non ionique. Bien que d'autres agents émulsion-

nants solubles dans l'eau qui ont un caractère ionique, par exemple anionique ou cationique puissent être utilisés, ils doivent être employés avec précaution étant donné que la nature ionique de ces substances a tendance à réagir avec certains des polymères et leur nature ionique requiert la détermination expérimentale de leur indice HLB. En outre, la nature ionique de certains agents émulsionnants peut agir sur

la balance hydrophile/lipophile de l'agent émulsionnant eau-

dans-huile. Les effets de ce type sont décrits dans l'ouvrage de Milton J. Rosen intitulé "Surfactants and Interfacial

Phenomena", John Wiley & Sons, 1978, en page 234.

En ce qui concerne une liste partielle des agents émulsionnants solubles dans l'eau pouvant être utilisés pour la mise en oeuvre de la présente invention, on peut citer les agents émulsionnants énumérés dans le brevet des Etats-Unis

d'Amérique réémis Re 28474.

ll

La caractéristique qui distingue la présente inven-

tion de l'invention décrite dans les brevets des Etats-Unis

d'Amérique Re 28474 et Re 28576 consiste en ce qu'afin d'obte-

nir une dissolution raplde selon les documents précités, la quantit d'agents tensioactifs utilisés pour produire une

dissolution rapide du polymère peut être une quantité quel-

conque dépassant la quantité minimale nécessaire pour obtenir une dissolution rapide. Ainsi, une dissolution rapide est

obtenue selon les deux brevets des Etats-Unis d'Amérique pré-

cités par une technique basée sur le hasardo La durée de dis-

solution exacte selon les brevets précités, bien qu'elle soit inférieure à 2 minutes et fréquemment inférieure a 30 secondes,

n'a jamais pu être obtenue en utilisant ce qui peut être con-

sidéré cormme la quantité optimale minimale d'agents tensio-

actifs solubles dans l'eauo Si une telle quantité minimale était utilisée, cela a été fait par accident au lieu d'être

fait à dessein.

Selon les deux derniers brevets précités, il était également impossible de contrôler avec exactitude les cas o il était désirable de régler la vitesse de dissolution exacte des polymères dissous pour des périodes de temps dépassant 2 min. Les émulsions eau-dans-huile des polymères solubles dans l'eau, finement divlsés utilisables dans la présente invention contiennent des quantités relativement grandes de

polymère. Les polymères dispersés dans l'émulsion sont tout-

à-fait stables lorsque les dimensions de particules des poly-

mères sont comprises entre 0,1 micron et environ 25 microns.

Les dimensions de particules préférées sont en général com-

prises entre 0,2 micron et environ 5 microns: Les dimensions de particules les plus avantageuses somt en général comprises entre 0,2 et 2, 0 micronso

Les émulsions préparées ayant la composîiion ci-

dessus ont en général une viscosité comprise entre 50 et 6000 cps. On voit cependant que la viscosité de ces émulsions peut 8tre influencée fortement par augmentation ou diminution de la teneur en polymère, de la teneur en huile ou de la teneur

en eau.

Les exemples non limitatifs suivants décrivent

l'invention plus en détail.

*Exemple 1

Effet de la balance hydrophile/lipophile (HLB) sur

la vitesse d'inversion du polyacrylate de sodium.

On prépare un polyacrylate de sodium-en utilisant un émulsionnant double ayant un indice HLB de 8,35, comme indiqué ci-dessous: Phase huileuse: Span 80 (monooléate de sorbitan) (HLB 4,3) 25,4 g Agent tensioactif (nonyl phénol qu'on a fait réagir avec 7 à 8 moles d'éthylène glycol) (HLB 12,4) 25,4 g Isopar 508,8 g Phase de monomère: acide acrylique 128,7 g NaOh à 50 % 143,0 g Eau 168,9 g

On chauffe la phase huileuse à 60 C avec l'obten-

tion d'une solution trouble; on ajoute à celle-ci la phase du monomère et 3,77 cm3 de peroxyde de benzoyle dans du toluène et on agite le mélange à raison de 800 tours par minute. On introduit de l'azote à raison de 1000 cm3/minute et la réaction se produit rapidement. On maintient le mélange à 60 C en chauffant comme requis et en refroidissant pendant 5 heures de façon à produire une émulsion de bonne stabilité

de viscosité intrinsèque de 14.

L'émulsion ainsi préparée est l'émulsion de base

pour la détermination de toutes les vitesses d'inversion.

Afin d'obtenir la vitesse d'inversion pour des valeurs HLB supérieures à 8,35, on ajoute rapidement une

quantité pesée de polymère a une solution agitée de nonylphé-

nol ayant réagi avec 9 à 10 moles d'oxyde d'éthylène, HLB 13,4 (quantité calculée pour l'obtention de l'indice HLB global désiré), à 1000 tours par minute. On détermine la viscosité "Brookfield" comme variable avec le temps jusqu'à obtention d'une lecture constante. On dilue avec de l'eau la solution

de polymère obtenue de façon à obtenir une courbe de visco-

sité "Brookfield" en fonction de la teneur en solides qu'on utilise pour convertir les viscosités obtenues initialement en % de polymère dans la solution. Pour un indice HLB de 8,35 l'émulsion originale est directement auto-inversée dans l'eau

d'une façon similaire à celle déjà décrite.

Finalement, pour déterminer la vitesse de dissolu-

tion pour des valeurs HLB globales inférieures, on ajoute du "SSpan 80" (dans la quantité requise calculée) à l'émulsion; on mélange à fond et l'inversion a lieu d'une façon similaire

à celle déjà décrite.

Les résultats sont indiqués sur les figures I et II.

Exemple 2: Effet de la quantité d'agents émulsionnants et de

lindice HiLB de 1' inverseur.

L'influence de la vitesse de dissolution sur l'in-

dice HLB ayant été montrée, il est nécessaire de démontrer la dépendance de la quantité totale d'agents émulsionnants

utilisés.

On prépare deux polymères formés de polyacrylate de sodium en utilisant du "Span 80" A une concentration de 150 %

et 200 % par rapport aus teneurs en émulsionnant décrites ci-

dessus dans l'exemple 1.

On prépare ces polymères d'une façon analogue à celle de l'exemple 1 afi d'obtenir des viscosités intrinsèo

ques dan un intervalle similaire à celui du produit utilis-

darns l'exemple 1.

1,5 x Span 80 Viscosité intrinsèque: 846 2,0 x Span 80 Viscosité intrinsèque 7,99 On produit l'inversion de ces matières d'une façon analogue à celle ci-dessus en utilisant davantage d'agents d inversion à indice HLB supérieur pour obtenir les valeurs I}L globales supérieures. On i nverse la t:eneur de 150 % en mlsioînnant avec du nonylphénol ayant réagi avec 9 à 10

moles d'oxyde d'éthylène, (HLBl3,4) et la teneur de 200 7.

avec du nonylphénol ayant riagi avec 7 à8 moles d'oxyde d'C thylète (HLB 12,4) o Les résultats sont indiqus dans les figures III et IV.

Exemple 3

Effet du poids moléculaire des polymères et de la balance hydrophile/lipophile (HLB)sur la vitesse de dissolution On prépare un polyaerylate de sodium de viscosité intrinsèque 20,6 en utilisant une quantité de "Span 80" double

de celle utilisée pour la préparation de l'exemple 2.

On utilise ce polymère comme base pour la détermi-

nation de l'effet du HLB et du poids moléculaire sur la vites-

se de dissolution.

Les résultats sont représentés sur la figure 5.

Exemple 4

Effet de l'agent d'inversion ionique en comparaison

de l'agent d'inversion non ionique.

En utilisant l'émulsion de-polyacrylate de sodium de l'exemple 1, on détermine les vitesses de dissolution pour un HLB global de 11 obtenu en utilisant: a. du laurylsulfate de sodium (HLB 40) b. du nonylphénol ayant réagi avec 7 à 8 moles d'oxyde d'éthylène. Les résultats servent à tracer la courbe

de la figure 6.

Exemple 5

En utilisant les mêmes techniques expérimentales, on obtient une courbe montrant la relation: balance hydrophile/ lipophile (HLB)/vitesse de dissolution pour un polyacrylamide

ayant un poids moléculaire supérieur à 1 000 000. Les résul-

tats sont donnés par le graphique de la figure 7.

Les résultats précédents permettent de faire les conclusions suivantes: A. La vitesse de dissolution est en relation avec la valeur HLB du système émulsionnant, c'est-à-dire que la vitesse de dissolution est d'autant plus faible que la valeur

IHLB est plus faible.

B. La vitesse de dissolution est influencée par la concentration totale en agent émulsionnant utilisée. Pour une valeur HLB constante, la vitesse est d'autant plus élevée que

la concentration totale en agent émulsionnant est plus élevée.

C. la vitesse de dissolution d'un polymère de poids moléculaire élevé est indépendante du poids moléculaire du

polymère à l'intérieur de larges limites.

D. L'utilisation de laurylsulfate de sodium comme constituant à valeur HLB élevée du HLB total du système donne des résultats différents de ceux obtenus pour les types

standards non ioniques.

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Claims (4)

REVENDICATIONS

1 - Procédé pour le réglage précis de la vitesse de dissolution dans l'eau d'un polymère vinylique soluble

dans l'eau, caractérisé par le fait qu'il comprend l'inver-

sion d'une émulsion eau-dans-huile contenant le polymère vinylique soluble dans l'eau, dans de l'eau qui contient au

moment de l'inversion une quantité précise de système émul-

sionnant ayant un indice de la balance hydrophile/lipophile (HLB) prédéterminé pour produire une vitesse de dissolution spécifique pour le polymère vinylique soluble dans l'eau et ensuite la dissolution du polymère a une vitesse réglée prédéterminée.

2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le polymère vinylique soluble dans l'eau est pris dans le groupe formé par les polymères d'aerylamide et

les polymères d'acide acrylique.

3 - Procédé selon la revendication l, caractérisé par le fait que le système émulsionnant contient un agent

tensioactif non ionique soluble dans l'eau.

4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le système émulsionnant contient un agent émulsionnant soluble dans l'eau et un agent tensioactif non tonique soluble dans l'eau, l'agent émulsionnant soluble dans

l'eau 4tant originellement présent dans lt'mulsion eau-dans-

huile du polymère vinylique soluble dans l'eau.

- Procédé suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le polymère vinylique soluble dans l'eau est pris dans le groupe formé par leac polyî res d'acrylamide et

polymères d'acide acrylique.