Thèse soutenue

Stabilité thermique de polymères hydrosolubles en relation avec leurs applications pétrolières

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Auteur / Autrice : Annie Audibert-Hayet
Direction : Guy Muller
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences appliquées
Date : Soutenance en 1994
Etablissement(s) : Rouen

Résumé

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L'objectif de ce travail était d'analyser les différents modes de dégradation chimique de polymères représentant les grandes classes de produits utilisés dans l'industrie pétrolière, c'est-à-dire le xanthane, les polyacrylamides, chargés ou non, modifiés par des groupements sulfones et des polyacrylates modifiés hydrophobiquement. Afin d'établir des relations entre la structure chimique de ces polymères et leur stabilité, les réactions d'hydrolyse, qui modifient la structure chimique initiale des chaînes de polymères, et les réactions de dégradation qui, elles, affectent la longueur des chaînes des macromolécules ont été étudiées ainsi que les conséquences de ces deux types de réaction sur les propriétés du polymère en solution. Les techniques opératoires ont été modifiées de façon à pouvoir travailler jusqu'à environ 150°C et en l'absence d'oxygène. Les limites de leur utilisation ont été étudiées en comparant l'efficacité de plusieurs méthodes: l'élimination des impuretés provenant généralement de leur mode de fabrication qui peuvent altérer le comportement ultérieur du polymère, soit à température ambiante soit à une température plus élevée; l'ajout d'additifs stabilisants; la modification de la structure initiale du polymère par l'introduction de groupements susceptibles d'inhiber les réactions d'hydrolyse et/ou de dégradation. L'introduction de motifs sulfonés ou l'introduction de motifs alkylés qui confèrent alors au polymère un caractère hydrophobe, entraîne de profondes modifications de leur comportement. Sous forme ordonnée et pour certains types d'échantillons, le xanthane présente de meilleures propriétés à 90°C que le polyacrylamide. L'introduction de motifs sulfonés permet d'améliorer notablement la stabilité des chaînes acrylamides, en particulier d'éliminer toute réaction d'hydrolyse à 90°C. La dégradation des polymères hydrophiles/hydrophobes semble aussi limitée en température; les modifications observées semblent liées à des modes d'interactions intra et/ou interchaînes dépendant de la concentration d'étude et de la température et qui entraînent la formation d'agrégats compacts en solution