WO2011098706A1 - Procede d'obtention de polymeres d'acroleine, polymeres et leurs utilisations - Google Patents

Procede d'obtention de polymeres d'acroleine, polymeres et leurs utilisations Download PDF

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WO2011098706A1
WO2011098706A1 PCT/FR2011/050193 FR2011050193W WO2011098706A1 WO 2011098706 A1 WO2011098706 A1 WO 2011098706A1 FR 2011050193 W FR2011050193 W FR 2011050193W WO 2011098706 A1 WO2011098706 A1 WO 2011098706A1
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acrolein
polymers
process according
polymer
microreactor
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Application number
PCT/FR2011/050193
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English (en)
Inventor
Jean-Luc Dubois
Original Assignee
Arkema France
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
    • A01N25/08—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests containing solids as carriers or diluents
    • A01N25/10—Macromolecular compounds
    • 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
    • C08F216/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical
    • C08F216/34—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical by an aldehydo radical
    • 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
    • C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/06—Oxidation

Definitions

  • the present invention relates to a process for producing acrolein (2-propenal) polymers, to the polymers obtained and to their uses.
  • Acrolein also known as 2-propenal
  • Acrolein is also used as a biocide in drilling muds and industrial waters, for example.
  • Acrolein is a highly reactive compound that polymerizes readily in solution in the presence of bases, amines, strong acids (ionic polymerizations) or peroxides (radical polymerizations) to lead to a range of polymers generally called polyacrolein.
  • acrolein polymerization catalysts include basic compounds such as alkali metal hydroxides, aliphatic amines, sodium carbonate, ammonia, hydrazine, piperidine, catalysts, and the like.
  • free radicals such as peroxides such as benzoyl peroxide, tert-butyl hydroxyperoxide, t-butyl perbenzoate, tert-butyl peracetate, alkali metal persulfates, percarbonates or perborates, azo compounds, redox systems comprising a reducing agent such as sulfites or bisulfites, etc.
  • the solution polymerization can be carried out in aqueous medium or in the presence of a solvent such as light alcohols, ethers such as THF or dioxane, aliphatic or aromatic hydrocarbons such as hexane, benzene, toluene, toluene, cyclohexane, chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride, chlorobenzene, etc.
  • a solvent such as light alcohols, ethers such as THF or dioxane, aliphatic or aromatic hydrocarbons such as hexane, benzene, toluene, toluene, cyclohexane, chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride, chlorobenzene, etc.
  • Acrolein may also be subjected to a copolymerization reaction with other vinyl monomers, such as methyl methacrylate, styrene, acrylic esters, vinyl acetate, thus leading to an extended product range.
  • vinyl monomers such as methyl methacrylate, styrene, acrylic esters, vinyl acetate
  • FR 1 299 254 which describes the preparation of acrolein / acrylic nitrile and acrolein / methyl methacrylate copolymers.
  • FR 1,312,166 copolymers of acrolein and acroleins substituted with ⁇ , such as arylated, aralkylated, alkylated and alkarylated acroleins, or other monomers containing an ethylenic group, are described.
  • the acrolein polymers can be subjected to different chemical treatments in order to modify their characteristics or their application properties.
  • polymers insoluble in water or in conventional solvents such as benzene, toluene, acetone can be converted to a soluble form by treatment with various materials such as sulfur dioxide, sodium sulfite, mercaptans, alcohols, etc.
  • flame retardant polymers described in document US Pat. No. 3,183,214 obtained from the reaction of diphosphites with the aldehyde functional groups of polyacrolein polymers.
  • the polymers derived from acrolein are subjected to a heat treatment between 40 and 150 ° C in the presence of water and / or an alcohol or a polyol, so as to improve their stability and their antimicrobial properties.
  • the polymers derived from acrolein find wide opportunities in particular in the areas of animal health, antibiotics, disinfection and sterilization, cosmetics, drilling muds, paints and inks, the paper industry and textile, etc.
  • the acrolein polymers marketed under the brand CHEMYDE are antibacterial products used as alternatives to antibiotics for the treatment of bacterial infections in animal health.
  • the problem to be solved is to find an industrial process to control the various parameters of the polymerization reaction: mixing reagents, reaction temperature, reaction time, amount of initiator, etc. to achieve the imposed specifications.
  • the object of the present invention is to overcome the above disadvantages by proposing a method capable of controlling the parameters of the polymerization phase while improving the postpolymerization phases making it possible to obtain (co) polymers that meet the needs of the markets.
  • acrolein-derived polymers of the invention consist of a mixture of polymers resulting from the polymerization processes taking place both from the vinyl function and / or the aldehyde function of acrolein. These polymers comprise units of the type:
  • These units may result from the homopolymerization of acrolein, or the copolymerization of acrolein with at least one polymerizable comonomer, the polymerization being effected from the aldehyde function and / or the vinyl function of the acrolein.
  • the units (I) comprising aldehyde functions may be in the hydrated diol form, in hemiacetal or acetal form resulting from the condensation of the diol form with the aldehyde or diol form, in tetrahydropyran or polytetrahydropyran form formed from the condensation of the diol form, or in a form resulting from an aldol-Michael condensation.
  • the subject of the invention is a process for the production of acrolein polymers consisting of
  • a suspension within the aqueous phase of solid polymers which is separated by any suitable means, to wash, filter, dry and / or wring out the phase if appropriate in a third step to subject the washed, filtered, dried and / or dewatered solid acrolein polymers from the second stage to a chemical modification treatment making it possible to render them water-soluble;
  • a fourth step to recover said treated acrolein polymers.
  • said method being characterized in that the first step is performed in a thermostatic microreactor or in a micromixer coupled to a heat exchanger.
  • microreactor means any set of microstructured reactors connected in series or in parallel.
  • micromixer means a reagent mixing element, and can be coupled to a heat exchanger downstream as upstream of the micromixer. It can also be a set of micromixers mounted in series or in parallel.
  • microstructured reactor or micromixer sometimes referred to simply as “microstructure” refers to any chemical reactor characterized by:
  • a low total internal volume generally between 1 microliter and 200 ml, preferably between 0.1 ml and 100 ml and more preferably for the microreactor between 10 and 60 ml, and for example for a micromixer a volume of 0 , 2 ml at a rate of 100kg / h.
  • a value of the ratio between its internal surface area and its volume generally greater than 500 and preferably greater than 1000 m 2 m- 3 , which is high compared to conventional volume reactors, which have a ratio generally of less than 10 to 100 m 2; "3 .
  • a characteristic dimension namely the shortest distance between two walls facing each other between 1 micron and 15 mm, preferably ranging from 0.5 to 5 mm and more preferably for microreactors between 1 and 3 mm, and for example 0.5 mm for a micromixer.
  • This multilayer structure will be made of any suitable material that is to say adapted to the reaction involved, allowing excellent heat transfer and supporting the pressures at which the reactions are conducted.
  • thermal transfers heat transfer coefficients generally between 0.1 and 2 MW / m 3 K.
  • the microreactor or the micromixer used in the process of the invention must be able to withstand pressures at least equal to 30 bar and preferably at least 50 bar, thus enabling a higher temperature to be applied than for a conventional reactor.
  • the first step of the process consisting of the polymerization of acrolein, is carried out in a thermostatic microreactor or a micromixer.
  • This polymerization step of the process of the invention will be carried out under flow and pressure conditions, also related to the viscosity of the injected "reactants" and of the reaction medium, such that within the microreactor circulating reactive fluids have low characteristic times, namely a mixing time less than 0.5 s and preferably less than 0.1 s and a residence time, generally less than 30 minutes, preferably less than 10 minutes and even more preferably less 5 minutes.
  • the microreactor or the micromixer is supplied with acrolein and basic catalyst, both in the form of aqueous solution, by two separate conduits.
  • the acrolein solution will have an acrolein content generally between 5 and 50% by weight.
  • the basic water-soluble catalyst is selected from alkali metal hydroxides, aliphatic amines, sodium carbonate, ammonia, hydrazine, piperidine, and the like. For economic reasons, soda (or potash) is preferably chosen.
  • the basic catalyst content of the corresponding solution will be such that, during the injections, the molar ratio Acrolein / basic Catalyst will be between 20 and 10,000 and preferably between 100 and 1000.
  • the polymerization reaction can be carried out in the presence of air and / or oxygen, with or without the presence of polymerization inhibitor.
  • the presence of air provides a product in crystalline form which separation and drying are facilitated, and further having an improved inherent antimicrobial activity.
  • the polymerization is conducted at a temperature maintained between 0 and 100 ° C and preferably between 20 and 60 ° C.
  • the reaction volume of the microreactor is inserted into a matrix in which a heat transfer fluid ensures the constant maintenance of the chosen temperature.
  • the flow rates used for the circulation of the coolant will be a function of the operating conditions of the polymerization: flow rates, reagent concentration, temperature, and defined according to the more or less exothermic nature of the reaction. In any case, they are much higher, generally representing from 2 to 1000 times, and preferably from 3 to 250 times those used within the reaction medium.
  • the duration of the polymerization reaction will generally be between 0.1 and 60 seconds depending on the target molecular weight.
  • a suspension of solid acrolein polymers is collected within the aqueous phase.
  • the solid phase is separated by any suitable means such as decantation, filtration, microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration, centrifugation, etc.
  • the acrolein polymers are optionally subsequently washed and / or dried, for example in a desiccator, on a drying filter or any other equivalent means. Extensive drying is not essential in all cases, especially when the third step comprises oxidation carried out using hydrogen peroxide. In this case it may be sufficient to spin, for example by centrifugation.
  • the washed, filtered, dried and / or dewatered solid acrolein polymers resulting from the second stage are subjected to chemical modification treatment making it possible to make them soluble in water.
  • the purpose of the treatment of this third step is to give the acrolein polymers a solubility in sufficient water, in particular by lowering the proportion of aldehyde functions corresponding to the units of formula (I).
  • the proportion of aldehyde functions corresponding to the units of formula (I) is less than 20 mol%, preferably between 5 and 15 mol% in the acrolein polymer at the end of the third step.
  • the treatment of the third step consists in carrying out an oxidation in air (or oxygen) by heating the solid polymer in the presence of air at a temperature ranging from 20 ° C. to 1 10 ° C, preferably from 40 ° C to 85 ° C for a period that may range from several hours to several days.
  • This oxidation in air can be carried out with a gradual rise in temperature and maintained at a given temperature for 4 hours to 24 hours.
  • the treatment of the third step is carried out on the polymers dissolved in an alcoholic solvent which will be chosen for example from light alcohols methanol, ethanol, propanol, butanol, polyols such as propylene glycol or polyethylene glycols.
  • an alcoholic solvent which will be chosen for example from light alcohols methanol, ethanol, propanol, butanol, polyols such as propylene glycol or polyethylene glycols.
  • the treatment of this third step may be limited to a simple action of the alcoholic solvent on certain polymer units, optionally in the presence of a base, to lower the level of aldehyde functions corresponding to the units of formula (I), as described for example in the patent applications WO 01/60871 or WO 05/044874.
  • the treatment of this third step may also consist in oxidizing the polymers by the action of an oxidizing agent soluble in the alcoholic medium.
  • the acrolein polymers contained in the alcohol solution are then subjected to oxidation with an oxidizing agent chosen from air, H2O2, prussic acid, organic peracids such as peracetic acid or perpropionic acid ... Oxidation is carried out at a temperature between 10 and 100 ° C, preferably between 25 and 80 ° C.
  • the third stage oxidation when carried out with H2O2, can be carried out without catalyst or in the presence of palladium catalysts such as those, Pd (tfa) 2 and Pd (OAc) 2 "tfa” meaning trofluoroacetate) described by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) under the title "Palladium (ll) -Catalyzed Selective Oxidation of ⁇ , ⁇ - Unsaturated Aldehydes to ⁇ , ⁇ -Unsaturated Carboxylic Acids with Hydrogen Peroxide.
  • palladium catalysts such as those, Pd (tfa) 2 and Pd (OAc) 2 "tfa” meaning trofluoroacetate
  • the third step of the process consists in oxidizing the polymers by the action of an oxidizing agent that is soluble in the alcoholic medium.
  • the acrolein polymers obtained after a third stage oxidation comprise from 0.1 to 5 moles of carboxyl functions per kg of polymer.
  • This third step can be carried out in a conventional reactor,
  • the third step of the process of the invention in particular in the case of a treatment in alcoholic solution, is carried out in a thermostatic microreactor or a micromixer analogous or not to that used in the invention.
  • first stage the treated acrolein polymers are recovered by any means known to those skilled in the art.
  • the third step has been carried out in alcoholic solution
  • the alcoholic phase is removed for example by evaporation to obtain the acrolein polymers.
  • the polymers may also be separated by a filtration, microfiltration, ultrafiltration or nanofiltration step, depending on the size of the particles to remove the solvent and cause the precipitation of the polymers, which will then be dried.
  • These polymers have the following characteristics: Mw between 2000 and 20000, in general between 2000 and 10000, and polydispersity index Mw / Mn between 1.05 and 2.5.
  • Micromixers usable for the process of the invention may be those described for example in the patent applications of the Applicant WO2003 / 103818 and EP0913187.
  • the multilayer structure constituting the thermostated microreactor may for example be made of steel, ensuring that the latter is subjected to electrochemical or chemical attack of the reaction medium or glass.
  • the technology for manufacturing glass microreactors is now well known to those skilled in the art and can be used to perform the above reactions a glass microreactor.
  • the microreactors used may be in the form of a plate whose surface is between 100 and 2500 cm 2 . They have channels having at least one characteristic dimension of between 50 microns and 15 mm, channels inserted into a heating / cooling heat transfer fluid system to achieve temperatures between 0 and 100 ° C and preferably between 20 and 60 °.
  • This type of microreactor is likely to have conductivity performance such that it allows to go well beyond this temperature range but which are not essential to the conduct of the method of the invention.
  • the glasses used to manufacture these microreactors are all types of glass such as borosilicate glass (Pyrex ®, for example), the soda-lime glass, lead glass, silica glass or ceramic.
  • microreactors or micromixers in the process of the invention makes it possible to obtain spectacular performances, which are clearly superior to those of conventional volume reactors. These performances are assessed qualitatively with the obtaining of polymers of molecular masses determined according to the intended application and having a reduced polydispersity index which is a factor guaranteeing the qualities of the final product related to its industrial purpose. They are also appreciated quantitatively if we compare the yields obtained in the transformation of monomer into polymer. These performances are obtained thanks to a better control of the polymerization conditions in terms of reagent mixing quality, stability of the polymerization temperature in the entire reaction space and better control of the various polymerization processes of the monomer. These performances offset the extra cost of investment that this type of process requires.
  • a microreactor or a micromixer in the process of the invention to carry out the polymerization of acrolein has the effect of condure acrolein polymers with improved bactericidal properties, compared to polymerization. in a conventional reactor as described for example in WO 01/60874 or WO 2010/071925.
  • the present invention also relates to the use of the acrolein derivative polymer obtained according to the process described above in compositions to impart biocidal, biostatic or disinfectant properties.
  • compositions are intended for the preparation of medicaments for the treatment or prevention of infections, antibiotics, feed additives for livestock, dermatological or cosmetic (anti-dandruff) compositions, or as preservatives, sterilizers or biocides in treatment applications. drilling muds, paints, leathers, plastics, inks, papers and textiles. The method of the invention is illustrated by the examples below.
  • the reactor is then drained into a beaker.
  • the polymer is isolated by filtration on Buchner (filter media: 10 micron paper) and then dried in a ventilated oven (T ° C 35) under reduced pressure (100 mm Hg)
  • the productivity is 17 g / h / liter poly acrolein, expressed relative to the volume of the reactor.
  • Example 2 (according to the invention)
  • the polymer is continuously recovered in a stirred tank. After two hours of operation, an aqueous suspension of poly acrolein is filtered off.
  • the acrolein polymer thus obtained after drying (840 g) has the following characteristics
  • the productivity is 23300 g / h / l poly acrolein, expressed relative to the volume of the reactor.
  • ethanol (2700 g) and the acrolein polymer (300 g) obtained according to example 1 are charged. With stirring, the mixture is heated to 35 ° C., until an almost clear solution is obtained (duration 72 h). After returning to ambient temperature, 35% H 2 O 2 is introduced into the water (90.5 g) for 15 minutes. The temperature reaches 32 ° C. This temperature is maintained for 2 h and then cooled to room temperature (note that at this time, the peroxide content, measured with a Merck test strip, is less than 2 ppm.
  • the reactor is then drained into a 5 liter crystallizer
  • the ethanol is evaporated naturally at atmospheric pressure
  • the solid obtained in the crystallizer is then filtered and then dried under vacuum (T 30 ° C., pressure: 100 mm Hg) in a oven ventilated to constant mass.
  • This example illustrates the use of microreactors to manufacture the oxidized polymer in step 3.
  • a homogeneous ethanolic solution of polymer is recovered which is evaporated to remove the ethanol and recover the polymer by filtration.
  • the productivity is 33300 g / h / l.

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Abstract

L'invention a pour objet un procédé de fabrication de polymères d'acroléine mettant en œuvre une étape de polymérisation de l'acroléine en solution dans un milieu aqueux en présence d'un catalyseur basique soluble dans l'eau, et une étape de modification chimique permettant de rendre les polymères d'acroléine solubles dans l'eau, ledit procédé étant caractérisé par l'utilisation d'un microréacteur thermostaté ou d'un micromélangeur couplé à un échangeur de chaleur pour réaliser la polymérisation de l'acroléine. L'invention a pour objet également l'utilisation des polymères dérivés de l'acroléine obtenus selon le procédé de l'invention dans des compositions pour leur conférer des propriétés biocides, biostatiques ou désinfectantes.

Description

PROCEDE D'OBTENTION DE POLYMERES D'ACROLEINE, POLYMERES ET LEURS UTILISATIONS
La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication de polymères d'acroléine (2-propénal), aux polymères obtenus et à leurs utilisations.
L'acroléine (dénommé aussi 2-propénal) trouve de nombreuses applications dans l'industrie, notamment grâce à la présence de ses deux fonctions réactives, vinylique et aldéhyde, qui sont susceptibles de réagir individuellement ou ensemble. C'est le produit de départ d'un grand nombre de réactions chimiques industrielles, en particulier pour la fabrication de la méthionine, acide aminé de synthèse utilisée comme complément de l'alimentation animale, de l'acide acrylique dont on connaît l'importance de ses dérivés, et du glutaraldéhyde qui possède de nombreuses utilisations en tant que biocide ou désinfectant. L'acroléine est également utilisée comme biocide dans les boues de forage et les eaux industrielles par exemple.
L'acroléine est un composé très réactif qui se polymérise facilement en solution en présence de bases, d'amines, d'acides forts (polymérisations ioniques) ou de peroxydes (polymérisations radicalaires) pour conduire à une gamme de polymères dénommés généralement polyacroléine.
Divers procédés de fabrication, basés sur l'utilisation de différents catalyseurs, permettent de produire des polymères polyacroléine, et peuvent conduire à des caractéristiques de polymères différentes, en terme notamment de solubilité dans les solvants organiques ou en milieu aqueux, domaine de masses moléculaires, teneur en fonctions carbonyle, etc. A titre d'exemples, on peut citer comme catalyseurs de polymérisation de l'acroléine des composés basiques tels que les hydroxydes de métal alcalin, les aminés aliphatiques, le carbonate de soude, l'ammoniaque, l'hydrazine, la pipéridine, les catalyseurs à radicaux libres tels que les peroxydes comme le peroxyde de benzoyle, l'hydroxyperoxyde de tertiobutyle, le perbenzoate de tertiobutyle, le peracétate de tertiobutyle, les persulfates de métal alcalin, les percarbonates ou perborates, les composés azoïques, les systèmes redox comprenant un agent réducteur tel que les sulfites ou bisulfites, etc.
La polymérisation en solution peut s'effectuer en milieu aqueux ou en présence d'un solvant tel que les alcools légers, les éthers comme le THF ou le dioxanne, les hydrocarbures aliphatiques ou aromatiques comme l'hexane, le benzène, le toluène, le cyclohexane, les hydrocarbures chlorés tels que le chlorure de méthylène, le chlorobenzène, etc. On pourra se référer notamment aux document suivants qui décrivent différents procédés d'obtention de polymères dérivés de l'acroléine : CA 696 969 ; FR 1 312 166 ; FR 1 299 254 ; US 2,657,192 ; US 3,635,898 ; GB 1 ,051 ,858 ; WO 88/04671 ; EP 667 358.
Bien que connue depuis fort longtemps la polymérisation de l'acroléine n'a que rarement l'objet d'études sur les mécanismes réactionnels mis en œuvre pour conduire au produit final. On peut cependant citer une récente publication de Marqués et al intitulée « Synthesis and Characterization of Low- Molecular-Weight Polyacroleine » parue dans Journal of Applied Polymer Science , Vol.1 12, 1771 -1779 (2009). Dans cet article, les auteurs analysent l'influence des conditions opératoires sur la polymérisation de l'acroléine par voie anionique en utilisant deux initiateurs types : sec-BuLi et tert-BuLi en solution dans un solvant polaire. L'une des particularités du monomère acroléine est la réactivité que lui confère la présence simultanée de la double liaison et de la fonction conjuguée aldéhyde. En effet, la polymérisation peut selon les conditions intervenir au niveau de trois liaisons différentes : 1 ,2 ; 1 ,4 ou 3,4
Figure imgf000003_0001
3 4
confère au polymère une structure complexe difficilement contrôlable. R' Poly- 1 , 2- Acrolein
O
H2C - Poly-3, 4- Acrolein
Figure imgf000004_0001
Figure imgf000004_0002
Poly- 1 , 4- Acrolein
L'étude a porté plus particulièrement sur l'incidence du rapport Monomère/Initiateur et celle de la nature de l'initiateur sur la masse moléculaire, la structure du polymère (présence de cycles) et la polydispersité de la masse moléculaire.
L'acroléine peut également être soumise à une réaction de copolymérisation avec d'autres monomères vinyliques, tels que le méthacrylate de méthyle, le styrène, les esters acryliques, l'acétate de vinyle, conduisant ainsi à une gamme de produits étendue. Par exemple, on peut citer le document FR 1 299 254 qui décrit la préparation de copolymères acroléine/nitrile acrylique et acroléine/méthacrylate de méthyle. Dans le document FR 1 312 166, sont décrits des copolymères d'acroléine et d'acroléines substituées en β, telles que les acroléines arylées, aralcoylées, alcoylées et alcarylées, ou d'autres monomères contenant un groupe éthylénique.
Après leur synthèse, les polymères d'acroléine peuvent être soumis à différents traitements chimiques en vue de modifier leurs caractéristiques ou leurs propriétés applicatives. Par exemple, les polymères insolubles dans l'eau ou dans les solvants classiques comme le benzène, le toluène, l'acétone peuvent être transformés en une forme soluble par traitement au moyen de diverses matières comme l'anhydride sulfureux, le sulfite de sodium, des mercaptans, des alcools, etc. On peut citer aussi les polymères ignifugeants, décrits dans le document US 3,183,214, obtenus à partir de la réaction de diphosphites sur les fonctions aldéhydes de polymères polyacroléine. Dans les documents WO 01 /60874 et WO 05/044874, les polymères dérivés de l'acroléine sont soumis à un traitement thermique entre 40 et 150°C en présence d'eau et/ou d'un alcool ou d'un polyol, de façon à améliorer leur stabilité et leurs propriétés antimicrobiennes.
Les polymères dérivés de l'acroléine trouvent de larges débouchés notamment dans les domaines de la santé animale, les antibiotiques, la désinfection et la stérilisation, les cosmétiques, les boues de forage, les peintures et les encres, l'industrie du papier et du textile, etc. En particulier, les polymères de l'acroléine commercialisés sous la marque CHEMYDE sont des produits antibactériens utilisés comme alternatives aux antibiotiques pour le traitement des infections bactériennes en santé animale.
Les exigences de qualité pour les utilisations actuelles et celles en cours de développement sont telles qu'il est nécessaire de pouvoir produire industriellement un polymère ou un copolymère de l'acroléine reproductible, c'est-à-dire répondant aux spécifications définies pour l'utilisation finale, et présentant un « degré de pureté » élevé qui peut plus particulièrement se définir par l'homogénéité de masse moléculaire du mélange que constitue le (co)polymère. Cette dernière spécification correspond à l'indice de polydispersité.
Le problème à résoudre est de trouver un procédé industriel permettant de maîtriser les divers paramètres de la réaction de polymérisation : mélange des réactifs, température de réaction, durée de la réaction, quantité d'initiateur, etc. permettant d'atteindre les spécifications imposées.
La présente invention a pour objet de pallier les inconvénients précédents en proposant un procédé susceptible de contrôler les paramètres de la phase de polymérisation tout en améliorant les phases postpolymérisation permettant d'aboutir à des (co)polymères répondant aux besoins des marchés.
Les polymères dérivés de l'acroléine de l'invention sont constitués d'un mélange de polymères découlant des processus de polymérisation s'effectuant à la fois à partir de la fonction vinylique et/ou de la fonction aldéhyde de l'acroléine. Ces polymères comprennent des motifs de type :
Figure imgf000006_0001
pouvant être sous la forme hydratée, hémi-acétal ou acétal selon les représentations données par les figures 1 du brevet US 5,290,894, ainsi que des motifs résultant d'une polymérisation à partir de la fonction aldéhyde tels qu'illustrés aux figures 2 de ce même brevet. Les mêmes éléments figurent dans le brevet européen EP 0 828 498.
Ces motifs peuvent résulter de l'homopolymérisation de l'acroléine, ou de la copolymérisation de l'acroléine avec au moins un co-monomère polymérisable, la polymérisation s'effectuant à partir de la fonction aldéhyde et/ou la fonction vinylique de l'acroléine.
Les motifs (I) comportant des fonctions aldéhyde, peuvent être sous forme diol hydraté, sous forme hémi-acétal ou acétal résultant de la condensation de la forme diol avec la forme aldéhyde ou diol, sous forme tétrahydropyrane ou polytétrahydropyrane formée à partir de la condensation de la forme diol, ou sous une forme résultant d'une condensation aldol-Michael.
L'invention a pour objet un procédé de fabrication de polymères d'acroléine consistant
- dans une première étape à réaliser la polymérisation de l'acroléine en solution dans un milieu aqueux en présence d'un catalyseur basique soluble dans l'eau et,
- dans une deuxième étape à recueillir, issue de la première étape, une suspension au sein de la phase aqueuse de polymères solides que l'on sépare par tout moyen convenable, à laver, filtrer, sécher et/ou essorer le cas échéant la phase solide de polymères d'acroléine puis, - dans une troisième étape à soumettre les polymères d'acroléine solides lavés, filtrés, séchés et/ou essorés issus de la deuxième étape à un traitement de modification chimique permettant de les rendre solubles dans l'eau,
- dans une quatrième étape à récupérer lesdits polymères d'acroléine traités. ledit procédé étant caractérisé en ce que la première étape est réalisée dans un microréacteur thermostaté ou dans un micromélangeur couplé à un échangeur de chaleur.
On entend par « microréacteur » tout ensemble de réacteurs microstructurés montés en série ou en parallèle. On entend par micromélangeur un élément de mélange de réactifs, et pouvant être couplé à un échangeur de chaleur en aval comme en amont du micromélangeur. Il peut s'agir aussi d'un ensemble de micromélangeurs montés en série ou en parallèle. Le réacteur microstructuré ou le micromélangeur parfois désigné simplement « microstructure » désigne tout réacteur chimique caractérisé par :
- un volume interne total faible, généralement compris entre 1 microlitre et 200 ml, de préférence entre 0,1 ml et 100 ml et de façon plus préférée pour le microréacteur entre 10 et 60 ml, et par exemple pour un micromélangeur un volume de 0,2 ml à un débit de 100kg/h.
- une valeur du rapport entre sa surface et son volume internes, généralement supérieur à 500 et de préférence supérieur à 1000 m2m"3, élevé par rapport aux réacteurs traditionnels volumiques, qui présentent un rapport généralement inférieur à 10 à 100 m2m"3 .
- une dimension caractéristique, à savoir la distance la plus courte entre deux parois se faisant face comprise entre 1 micron et 15 mm, de préférence allant de 0,5 à 5 mm et de façon plus préférée pour les microréacteurs entre 1 et 3 mm, et par exemple 0,5 mm pour un micromélangeur.
- plus particulièrement pour un microréacteur, une insertion au sein d'une structure multicouches dans laquelle la partie volume réactionnel est localisée entre deux couches comportant des canaux au sein desquels circule un fluide caloporteur permettant d'assurer une température constante au sein de la partie réactionnelle. Cette structure multicouches sera constitué en tout matériau convenable c'est-à-dire adapté à la réaction mise en jeu, permettant d'excellents transferts thermiques et supportant les pressions auxquelles sont conduites les réactions.
Par excellents transferts thermiques il faut entendre des coefficients de transferts thermiques généralement compris entre 0,1 et 2 MW/m3K. De préférence, le microréacteur ou le micromélangeur utilisé dans le procédé de l'invention doit pouvoir supporter des pressions au moins égales à 30 bars et de préférence au moins égales à 50 bars, permettant ainsi de mettre en œuvre une température plus élevée que pour un réacteur classique.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la première étape du procédé, consistant en la polymérisation de l'acroléine, est réalisée au sein d'un microréacteur thermostaté ou d'un micromélangeur.
Cette étape de polymérisation du procédé de l'invention sera conduite dans des conditions de débits et de pression, liées également à la viscosité des « réactifs » injectés et du milieu réactionnel, telles qu'au sein du microréacteur les fluides réactifs circulant présentent de faibles temps caractéristiques, à savoir un temps de mélange inférieur à 0,5 s et de préférence inférieur à 0,1 s et un temps de séjour, généralement inférieur à 30 minutes, de préférence inférieur à 10 minutes et de façon encore plus préférée à moins de 5 minutes.
Le microréacteur ou le micromélangeur est alimenté en acroléine et en catalyseur basique, l'un et l'autre sous forme de solution aqueuse, par deux conduits séparés.
La solution d'acroléine aura une teneur en acroléine généralement comprise entre 5 et 50% poids.
Le catalyseur basique soluble dans l'eau est choisi parmi les hydroxydes de métaux alcalins, les aminés aliphatiques, le carbonate de soude, l'ammoniaque, l'hydrazine, la pipéridine etc. Pour des raisons économiques on choisira de préférence la soude (ou la potasse). La teneur en catalyseur basique de la solution correspondante sera telle que, lors des injections, le ratio molaire Acroléine/ Catalyseur basique sera compris entre 20 et 10 000 et de préférence entre 100 et 1000.
La réaction de polymérisation peut être réalisée en présence d'air et/ou d'oxygène, avec ou sans la présence d'inhibiteur de polymérisation. Comme indiqué dans la demande WO 00/03723, la présence d'air permet d'obtenir un produit sous forme cristalline dont la séparation et le séchage sont facilités, et présentant en outre une activtié antimicrobienne inhérente améliorée. La polymérisation est conduite à une température maintenue comprise entre 0 et 100 °C et de préférence entre 20 et 60 °C. A cette fin, par exemple, le volume réactionnel du microréacteur est inséré dans une matrice au sein de laquelle un fluide caloporteur assure le maintien constant de la température choisie. Les débits utilisés pour la circulation du fluide caloporteur seront fonction des conditions opératoires de la polymérisation : débits, concentration en réactifs, température, et définis en fonction du caractère plus ou moins exothermique de la réaction. Ils sont en tout état de cause bien supérieurs, généralement représentant de 2 à 1000 fois, et de préférence de 3 à 250 fois ceux mis en œuvre au sein du milieu réactionnel.
La durée de la réaction de polymérisation sera généralement comprise entre 0,1 et 60 secondes en fonction de la masse moléculaire cible.
Au terme de la première étape on recueille une suspension de polymères d'acroléine solides au sein de la phase aqueuse. On sépare au cours de la deuxième étape, la phase solide par tout moyen convenable tel que la décantation, la filtration, la microfiltration, l'ultrafiltration, la nanofiltration, la centrifugation...
Les polymères d'acroléine sont le cas échéant ensuite lavés et/ou séchés par exemple dans un déssicateur, sur un filtre séchant ou tout autre moyen équivalent. Un séchage poussé n'est pas indispensable dans tous les cas, notamment lorsque la troisième étape comprend une oxydation réalisée au moyen d'eau oxygénée. Dans cette hypothèse il pourra être suffisant d'essorer par exemple par centrifugation.
Dans une troisième étape du procédé de l'invention, les polymères d'acroléine solides lavés, filtrés, séchés et/ou essorés issus de la deuxième étape sont soumis à traitement de modification chimique permettant de les rendre solubles dans l'eau.
Le traitement de cette troisième étape a pour objet de conférer aux polymères d'acroléine une solubilité dans l'eau suffisante, notamment en abaissant le taux de fonctions aldéhyde correspondant au motifs de formule (I). Avantageusement, la proportion de fonctions aldéhyde correspondant au motifs de formule (I) est inférieure à 20% molaire, de préférence comprise entre 5 et 15% molaire dans le polymère d'acroléine à l'issue de la troisième étape.
Dans un mode de réalisation de l'invention, le traitement de la troisième étape consiste à réaliser une oxydation à l'air (ou l'oxygène) par chauffage du polymère solide en présence d'air à une température allant de 20°C à 1 10 °C, de préférence de 40°C à 85°C pendant une durée qui peut aller de plusieurs heures à plusieurs jours. Cette oxydation à l'air peut être effectuée avec une montée progressive de la température et maintien à une température donnée pendant 4 heures à 24 heures.
Dans un mode de réalisation de l'invention, le traitement de la troisième étape est réalisé sur les polymères mis en solution dans un solvant alcoolique qui sera choisi par exemple parmi les alcools légers méthanol, éthanol, propanol, butanol, polyols tels que propylène glycol ou polyéthylèneglycols.
Le traitement de cette troisième étape peut se limiter à une simple action du solvant alcoolique sur certains motifs du polymère, éventuellement en présence d'une base, permettant d'abaisser le taux de fonctions aldéhyde correspondant aux motifs de formule (I), comme décrits par exemple dans les demandes de brevet WO 01/60871 ou WO 05/044874.
Le traitement de cette troisième étape peut également consister à oxyder les polymères par action d'un agent oxydant soluble dans le milieu alcoolique. Les polymères d'acroléine contenus dans la solution alcoolique sont alors soumis à une oxydation par un agent oxydant choisi parmi l'air, H2O2, acide prussique, les peracides organiques comme l'acide peracétique ou l'acide perpropionique... L'oxydation est réalisée à une température comprise entre 10 et 100 °C, de préférence entre 25 et 80 °C.
L'oxydation de troisième étape, lorsqu'elle est réalisée avec H2O2 , peut être conduite sans catalyseur ou en présence de catalyseurs à base de palladium tels que ceux, Pd(tfa)2 et Pd(OAc)2 « tfa » signifiant trofluoroacétate) décrits par le National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) sous le titre « Palladium(ll)-Catalyzed Sélective Oxidation of α,β- Unsaturated Aldéhydes to α,β-Unsaturated Carboxylic Acids with Hydrogen Peroxide.
De préférence, la troisième étape du procédé consiste à oxyder les polymères par action d'un agent oxydant soluble dans le milieu alcoolique.
Avantageusement, les polymères d'acroléine obtenus après une oxydation de troisième étape comportent de 0,1 à 5 moles de fonctions carboxy par kg de polymère.
Cette troisième étape, avec ou sans oxydation, peut être conduite dans un réacteur classique,
Selon un second mode de réalisation de l'invention, la troisième étape du procédé de l'invention, notamment dans le cas d'un traitement en solution alcoolique, est réalisée dans un microréacteur thermostaté ou un micromélangeur analogue ou non à celui utilisé dans la première étape. Dans une quatrième étape du procédé de l'invention, on récupère les polymères d'acroléine traités, par tout moyen connu de l'homme de l'art. Dans le cas où la troisième étape a été réalisée en solution alcoolique, on élimine la phase alcoolique par exemple par évaporation pour obtenir les polymères d'acroléine. On peut aussi séparer les polymères par une étape de filtration, microfiltration, ultrafiltration, ou nanofiltration, selon la taille des particules pour éliminer le solvant et provoquer la précipitation des polymères, qui seront ensuite séchés.
Ces polymères présentent les caractéristiques suivantes : Mw compris entre 2000 et 20000, en général entre 2000 et 10000, et indice de polydispersité Mw/Mn compris entre 1 ,05 et 2,5.
Des micromélangeurs utilisables pour le procédé de l'invention peuvent être ceux décrits par exemple dans les demandes de brevet de la demanderesse WO2003/103818 et EP0913187.
La structure multicouches constituant le microréacteur thermostaté pourra par exemple être réalisée en acier, en veillant à ce que ce dernier ne soit soumis à l'attaque électrochimique ou chimique du milieu réactionnel ou en verre. La technologie permettant de fabriquer les microréacteurs en verre est aujourd'hui bien connue de l'homme de l'art et on peut utiliser pour effectuer les réactions précédentes un microréacteur en verre. On peut citer à titre d'exemple ceux fabriqués et fournis par la société Corning et décrits dans les articles : Chem.Eng.Technol. 2008, 31 , N°8, 1 146-1 154 de P.Barthe et ColL.Chemistry Today, vol. 26 n°2 March-April 2008 pages 1 à 4 de B. Chevalier et al. et Chemistry Today vol. 27 n°3 May-June 2009 pages 45 à 48 de E. Daniela Lavric et al.. On peut citer aussi les microréacteurs commercialisés par la société Invenios et sa filiale Mikroglas Chemtech GmbH ou ceux en métal de type Modular MicroReaction MMRS proposés par la société EHRFELD Microtechnik BTS.
Typiquement, les microréacteurs utilisés peuvent se présenter sous la forme d'une plaque dont la surface est comprise entre 100 et 2500 cm2 . Ils présentent des canaux comportant au moins une dimension caractéristique comprise entre 50 microns et 15 mm, canaux insérés dans un système de chauffage/refroidissement par fluide caloporteur permettant d'atteindre des températures comprises entre 0 et 100°C et de préférence entre 20 et 60°. Ce type de microréacteur est susceptible de présenter des performances de conductivité telles qu'il permette d'aller bien au-delà de ce domaine de température mais qui ne sont pas indispensables à la conduite du procédé de l'invention.
Les verres utilisables pour fabriquer ces microréacteurs sont tous les types de verre tels que les verres borosilicates (Pyrex®, par exemple), les verres sodocalciques, les verres au plomb, les verres de silice ou les vitrocéramiques.
L'utilisation de microréacteurs ou de micromélangeurs dans le procédé de l'invention permet d'obtenir des performances spectaculaires, nettement supérieures à celles des réacteurs volumiques classiques. Ces performances s'apprécient sous l'angle qualitatif avec l'obtention de polymères de masses moléculaires déterminées en fonction de l'application visée et présentant un indice de polydispersité réduit qui est un facteur garantissant les qualités du produit final liées à sa destination industrielle. Elles s'apprécient également sur le plan quantitatif si l'on compare les rendements obtenus dans la transformation du monomère en polymère. Ces performances sont obtenues grâce à un meilleur contrôle des conditions de la polymérisation en matière de qualité de mélange des réactifs, une stabilité de la température de polymérisation dans la totalité de l'espace réactionnel et une meilleure maîtrise des divers processus de polymérisation du monomère. Ces performances compensent le surcoût en matière d'investissement que nécessite ce type de procédé.
De plus, l'utilisation d'un microréacteur ou d'un micromélangeur dans le procédé de l'invention pour réaliser la polymérisation de l'acroléine a pour effet de condure à des polymères d'acroléine de propriétés bactéricides améliorées, comparativement à une polymérisation dans un réacteur classique telle que décrite par exemple dans les documents WO 01/60874 ou WO 2010/071925.
La présente invention a aussi pour objet l'utilisation du polymère dérivé de l'acroléine obtenu selon le procédé décrit précédemment dans des compositions pour leur conférer des propriétés biocides, biostatiques ou désinfectantes.
Ces compositions sont destinées à la préparation des médicaments destinés au traitement ou la prévention d'infections, d'antibiotiques, des additifs alimentaires pour bétail, des compositions dermatologiques ou cosmétiques (antipelliculaires), ou comme conservateurs, stérilisateurs ou biocides dans les applications de traitement de boues de forage, de peintures, de cuirs, de plastiques, d'encres, de papiers et de textiles... Le procédé de l'invention est illustré par les exemples ci-après.
Exemple 1 (comparatif)
Dans un réacteur de 3 litres on charge 2600 g d'eau, 224 g d'acroléine (soit une solution à 8% en poids d'acroléine) et on met en service l'agitation. A température ambiante on additionne en seule fois 89,6g d'une solution aqueuse de soude 0,2N. La température atteint rapidement 35°C pour se stabiliser ensuite à 25-30°C. On constate très rapidement (moins d'une minute après l'ajout de la soude) l'apparition d'une phase solide. On réduit alors la vitesse d'agitation et on poursuit la réaction pendant 2 heures.
Le réacteur est ensuite vidangé dans un bêcher. Le polymère est isolé par filtration sur Buchner (média filtrant : papier 10 microns) puis séché dans une étuve ventilée(T°C 35) sous pression réduite (100 mm Hg)
On récupère ainsi 133 g de polymère qui présente les caractéristiques suivantes déterminées par chromatographie sur gel perméable en phase organique
Mw : 9600
Mn : 2500
soit un indice de polydispersité de 3,84.
La productivité est de 17g/h/litre en poly acroléine, exprimé par rapport au volume du réacteur. Exemple 2 (selon l'invention)
Dans un ensemble en série de 2 microréacteurs de volume interne (circuit réactif) 9 ml, fabriqué par la société Corning, on injecte à l'aide de deux pompes différentes :
- une solution aqueuse d'acroléine à 30% poids à un débit de 2000 g/h (soit 33,3 g/min, soit un temps de séjour moyen de 32 secondes).
- une solution aqueuse de soude 0,2N à un débit de 240 g/h (soit 4 g/min).
Dans le circuit du fluide caloporteur, on injecte à un débit de 5 l/min d'eau à 25°C.
On récupère en continu dans une cuve maintenue en agitation le polymère. Après deux heures de fonctionnement, on récupère une suspension aqueuse de poly acroléine qui est filtrée.
Le polymère d'acroléine ainsi obtenu après séchage (840 g) présente les caractéristiques suivantes
Mw : 7600
Mn : 4800
soit un indice de polydispersité de 1 ,6. La productivité est de 23300 g/h/l en poly acroléine, exprimé par rapport au volume du réacteur.
Exemple 3 (comparatif)
Dans un réacteur on charge de l'éthanol (2700g) et le polymère d'acroléine (300g) obtenu conformément à l'exemple 1 . Sous agitation, on chauffe à 35°C, jusqu'à l'obtention d'une solution quasi limpide (durée 72 h). Après retour à la température ambiante, on introduit en 15 minutes H2O2 à 35% dans l'eau (90,5g) . La température atteint 32°C. On maintient cette température pendant 2 h puis on refroidit jusque à la température ambiante (à noter qu'à ce moment, la teneur en peroxyde, mesurée à l'aide d'une bandelette réactive d'origine Merck est inférieure à 2 ppm . Le réacteur est ensuite vidangé dans un cristallisoir de 5 litres. L'éthanol est évaporé naturellement à pression atmosphérique. Le solide obtenu dans le cristallisoir est ensuite filtré, puis séché sous vide (T: 30°C , pression : 100 mm Hg) dans une étuve ventilée jusqu'à masse constante.
On récupère avec une productivité de 36g/h/l, 216 g d'un polymère contenant environ 10% en poids de fonction acide carboxylique qui a les caractéristiques suivantes :
Mw : 9600
Mn : 2500
soit un indice de polydispersité de 3,84. Exemple 4
On reproduit les mêmes conditions mais en utilisant le polymère d'acroléine obtenu à l'exemple 2. On obtient un polymère contenant environ 10% en poids de fonction acide carboxylique qui a les caractéristiques suivantes :
Mw : 7600
Mn : 4800
soit un indice de polydispersité de 1 ,6. L'activité biocide (concentration minimale inhibitrice-CMI) des polymères obtenus aux exemples 3 et 4 est testée vis à vis d'Escherichia Coli et Staphilococcus Aureus conformément à la norme AFNOR NFT72-150.
Polymère 3 Polymère 4
Escherichia Coli 125 ppm 62,5ppm
Staphilococcus Aureus 250 ppm 125 ppm
On peut constater que le polymère obtenu selon le procédé de l'invention est nettement plus actif.
Exemple 5
Cet exemple illustre l'utilisation des microréacteurs pour fabriquer le polymère oxydé en étape 3.
On prépare 4kg d'une solution à 30% en poids dans l'éthanol de poly acroléine.
A l'aide de deux pompes, on introduit séparément dans le même micro réacteur que celui utilisé à l'exemple 2 :
- 2000 g/h (soit 34 ml/min) de la solution de poly acroléine dans l'éthanol,
- 60, g/h d'une solution de H2O2 à 35% poids.
On récupère en sortie de réacteur, une solution éthanolique homogène de polymère qui est évaporée pour éliminer l'éthanol et récupérer le polymère par filtration.
Après 2 heures de fonctionnement, on récupère ainsi 1200g de polymère contenant 10% environ de fonctions acide carboxylique.
La productivité est de 33300 g/h/l.

Claims

REVENDICATIONS
1 ) Procédé de fabrication de polymères d'acroléine consistant :
dans une première étape à réaliser la polymérisation de l'acroléine en solution dans un milieu aqueux en présence d'un catalyseur basique soluble dans l'eau et,
dans une deuxième étape à recueillir, issue de la première étape, une suspension au sein de la phase aqueuse de polymères solides que l'on sépare par tout moyen convenable, à laver, filtrer, sécher et/ou essorer le cas échéant la phase solide de polymères d'acroléine puis,
dans une troisième étape à soumettre les polymères d'acroléine solides lavés, filtrés, séchés et/ou essorés issus de la deuxième étape à un traitement de modification chimique permettant de les rendre solubles dans l'eau.
dans une quatrième étape à récupérer lesdits polymères d'acroléine traités,
ledit procédé étant caractérisé en ce que la première étape est réalisée dans un microréacteur thermostaté ou dans un micromélangeur couplé à un échangeur de chaleur. 2) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en que le microréacteur est constitué par un ensemble de réacteurs microstructurés ou le micromélangeur est constitué d'un ensemble de micromélangeurs, ayant chacun :
- un volume interne total faible, généralement compris entre 1 microlitre et 200 ml, de préférence entre 0,1 ml et 100 ml et de façon plus préférée entre 10 et 60 ml,
- une valeur du rapport entre sa surface et son volume internes, généralement supérieur à 500 et de préférence supérieur à 1000 m2m"3,
- une dimension caractéristique, à savoir la distance la plus courte entre deux parois se faisant face comprise entre 1 micron et 15 mm, de préférence entre 0,5 et 5 mm et de façon plus préférée entre 1 et 3 mm. 3) Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que l'étape de polymérisation est conduite dans des conditions de débits et de pression, telles qu'au sein du réacteur microstructuré les fluides réactifs circulant présentent de faibles temps caractéristiques, à savoir un temps de mélange inférieur à 0,5 s et de préférence inférieur à 0,1 s et un temps de séjour, généralement inférieur à 30 minutes, de préférence inférieur à 10 minutes et de façon encore plus préférée à moins de 5 minutes.
4) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le microréacteur ou le micromélangeur est alimenté séparément en acroléine et en catalyseur basique sous forme de solutions aqueuses, la solution d'acroléine ayant une teneur en acroléine comprise entre 5 et 50% poids et la teneur en catalyseur basique de la solution correspondante sera telle que, lors des injections, le ratio molaire Acroléine/ Catalyseur basique sera compris entre 20 et 10 000 et de préférence entre 100 et 1000.
5) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le catalyseur basique soluble dans l'eau est choisi parmi les hydroxydes de métaux alcalins, les aminés aliphatiques, le carbonate de soude, l'ammoniaque, l'hydrazine, la pipéridine et de préférence la soude (ou la potasse).
6) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la polymérisation est conduite à une température maintenue comprise entre 0 et 100 °C et de préférence entre 20 et 60 °C.
7) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que, au terme de la première étape on recueille une suspension de polymères d'acroléine solides au sein de la phase aqueuse et l'on sépare au cours de la deuxième étape, la phase solide par tout moyen convenable tel que la décantation, la filtration, l'ultrafiltration, la microfiltration, la nanofiltration, la centrifugation..., les polymères d'acroléine étant le cas échéant ensuite soit lavés et/ou séchés par exemple dans un déssicateur, sur un filtre séchant ou tout autre moyen équivalent, soit essorés par centrifugation.
8) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le traitement de modification chimique de la troisième étape abaisse le taux de fonctions aldéhyde du polymère à une teneur inférieure à 20% molaire.
9) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la troisième étape consiste à réaliser une oxydation à l'air ou l'oxygène par chauffage du polymère solide en présence d'air à une température allant de 20°C à 1 10 °C, de préférence de 40°C à 85°C pendant une durée qui peut aller de plusieurs heures à plusieurs jours. 10) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que la troisième étape est réalisée dans un solvant alcoolique choisi parmi les alcools légers méthanol, éthanol, propanol, butanol, polyols tels que propylène glycol ou polyéthylèneglycols. 1 1 ) Procédé selon la revendication 10 caractérisé en ce que la troisième étape consiste en une simple action du solvant alcoolique sur certains motifs du polymère, éventuellement en présence d'une base.
12) Procédé selon la revendication 10 caractérisé en ce que la troisième étape consiste à oxyder les polymères par action d'un agent oxydant soluble dans le milieu alcoolique choisi parmi l'air, H2O2, acide prussique, les peracides organiques, l'oxydation étant réalisée à une température comprise entre 10 et 100 °C, de préférence entre 25 et 80 °C. 13) Procédé selon la revendication 12 caractérisé en que l'oxydation de troisième étape est réalisée avec H2O2 en présence de catalyseurs à base de palladium tels que Pd(tfa)2 et Pd(OAc)2 avec tfa » désignant trifluoroacétate. 14) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la troisième étape est conduite dans un microréacteur thermostaté ou un micromélangeur analogue ou non à celui utilisé dans la première étape.
15) Polymères obtenus selon le procédé de l'une quelconque des revendications précédentes présentant les caractéristiques suivantes : Mw compris entre 2000 et 20000, indice de polydispersité Mw/Mn compris entre 1 ,5 et 2,5.
16) Polymères obtenus selon le procédé de l'une quelconque des revendications 9, 12 ou 13 caractérisés en qu'ils comportent de 0,1 à 5 moles de fonctions carboxy par kg de polymère.
17) Utilisation des polymères obtenus selon le procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 14 dans des compositions pour leur conférer des propriétés biocides, biostatiques ou désinfectantes.
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