Synthèse de nouveaux matériaux polymères hydrosolubles : application à la séparation de mélanges de solvants organiques de type alcool / éther par pervaporation

Syntheses of newhydrosolubles polymers : application in the preparation of films for the separation of mixtures of organic solvents of type alcohol / ether by pervaporation

• Auteur / Autrice : Samira Touchal
• Direction : Denis Roizard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Proline

Pervaporation

Alcool

Résumé

Ce mémoire concerne la conception et la synthèse de films réticulés d’homo et de copolymères de N-vinylpyrrolidinone et de méthyl sulfate de N-[3-(N,N,N-triméthyl ammonium) méthacrylamide, films destinés à l’étude de la séparation par pervaporation de mélanges de liquides de type alcool/éther. Les homopolymères et les copolymères obtenus ont de fortes masses molaires. Les rapports de réactivité, calculés en tenant compte de l’avancement de la réaction, montrent une dérive très rapide de la composition initiale du mélange : inversement à la NVP, le monomère acrylamide a une forte tendance à homopolymériser. Le degré de miscibilité des homopolymères s’est revélé satisfaisant pour permettre la préparation de films transparents ayant des propriétés mécaniques et physico-chimiques satisfaisantes pour les études de sorption isotherme et de pervaporation. En faisant varier la structure et la composition des films, à base d’homopolymères ou de copolymère, les fortes affinités des matériaux pour les alcools ont été mises en lumière. De façon générale, pour un film donné, l’activité de l’alcool détermine l’amplitude des phénomènes observés et corrélativement la sorption d’éther est fortement dépendante de l’activité de l’alcool, ce qui correspond à un phénomène de synergie de sorption. Par ailleurs, il a été montré que les motifs acrylamides quaternisés limitaient fortement l’amplitude des phénomènes de sorption isotherme en phase vapeur comme en phase liquide ; des résultats concordant ont été obtenus en pervaporation. Pour les systèmes binaires, les meilleures modélisations des isothermes de sorption sont réalisées par les modèles ENSIC et UNIQUAC ; il a aussi été possible de modéliser la sorption du système ternaire éhtanol-tertiobutyl éthyl éhter. Dans le film formé à partir du copolymère statistique, comparativement aux films de mélanges d’homopolymères, une capacité de sorption d’éthanol plus forte a été notée en relation avec l’augmentant de la polarité moyenne de la structure. Enfin en faisant varier la nature des alcools et des éthers, il apparaît que le taux d’alcool sorbé est plus bas en présence d’éther peu polaire. Comparativement aux résultats de la littérature, les perfomances du transport pervaporatif sont comparables ou supérieures.