Eco-PVC : catalyse d'amorçage de polymérisation, une voie nouvelle éco-compatible pour la synthèse auto-énergétique du polychlorure de vinyle

par Jean Michel Mamadou Berthé

Thèse de doctorat en Molécules et matière condensée

Sous la direction de Marc Visseaux, André Mortreux et de Fanny Bonnet.


  • Résumé

    Le but de ce travail de thèse, réalisé en partenariat avec la société INEOS, est de développer un système catalytique permettant de rendre plus efficace la polymérisation du chlorure de vinyle par voie radicalaire dans les conditions expérimentales industrielles. Dans cette optique, notre objectif a consisté à mettre en place et étudier une méthode permettant d’activer la décomposition des peroxydes utilisés pour l’amorçage de la réaction. Cette activation est obtenue au moyen de « kickers », constitués de combinaisons catalytiques appropriées. Une étape préalable de mise au point a été effectuée sur monomère modèle, l’acétate de vinyle, avant de transposer les résultats obtenus sur le chlorure de vinyle. Les caractéristiques finales du polymère obtenu ont été évaluées par SEC, RMN, MEB, et par des tests de stabilité thermique, afin d’évaluer l’impact du procédé mis au point sur le matériau.La mise au point d’un tel procédé pourrait permettre au final une économie très substantielle à la fois d’énergie dans la phase d’amorçage de la polymérisation où il faut apporter de l’énergie pour décomposer les peroxydes, et également lorsque la réaction a atteint son régime, où il est nécessaire de refroidir le réacteur. On aboutit à une efficacité énergétique substantielle, dans un contexte de production d’un polymère destiné à des applications de commodité. Cette thèse se positionne dans le cadre du pôle de compétitivité MAUD (Matériaux et Application pour une Utilisation Durable, avec sa thématique affichée « procédés performants », et elle est également clairement centrée sur deux domaines d’activités relevant de la compétence de l’ADEME : « la réalisation d’économies d’énergie et de matières premières », et « le développement des technologies propres et économes ».

  • Titre traduit

    Eco-PVC : catalysis polymerization initiator, a new eco-friendly way for the synthesis of PVC


  • Résumé

    The purpose of this work, carried out in partnership with the INEOS company, is to develop a catalytic system able to improve the efficiency of the radical polymerization of vinyl chloride in industrial conditions. In this context, our objective was to develop and investigate a method to enable the decomposition of peroxides used for the initiation of the reaction. This activation is achieved by addition of organic or inorganic molecules called "kickers", which act in a catalytic manner. A preliminary study was performed on vinyl acetate as surrogate monomer, before transposing the results on vinyl chloride. The final characteristics of the polymer were evaluated by SEC, NMR, SEM, and thermal stability tests were performed in order to assessed the impact of the process on the final polymer material. The development of such a process could lead to substantial savings in terms of energy, either in the first stage of the polymerization where heat is required to decompose peroxides, or when the polymerization reaction, which is an exothermic phenomenon, has reached a stage where it is necessary to cool the reactor in order to control the process. This leads to substantial energy efficiency in a context of producing a polymer for convenience applications. This thesis has been initiated within the Pôle de compétitivité MAUD (Materials and Applications for Sustainable Use), within its thematic "efficient processes," and has been financially supported by the ADEME focusing on two areas of activity : "the achievement of energy and raw materials savings," and "the development of clean and efficient technologies."


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