Augmentation du taux de solides dans la polymérisation en émulsion de PVDF

Increasing Solid Content (%SC) in Vinylidene Fluoride Emulsion Polymerization

• Auteur / Autrice : Mariana Guadalupe Torres Aladro
• Direction : Timothy McKenna
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance le 19/01/2023
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Catalyse, Polymérisation, Procédés et Matériaux
• Jury : Président / Présidente : Nida Sheibat-Othman
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Timothy McKenna, José Ramon Leiza, Jean-François Lahitte, Claire Bordes, Ana Carolina Mendez Ecoscia
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : José Ramon Leiza, Jean-François Lahitte

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux -- Effets des hautes températures

Génie chimique

Fluorure de polyvinylidène

Transfert de masse

Polymérisation en émulsion

Mots clés libres

PVDF

Émulsion

Polymérisation

Réaction gaz-liquide

Transfert de masse

Vitesse d'agitation

Hélice et turbine d'agitation

Conditions de pression et de température élevées

PVDF

Emulsion

Polymerization

Gas-liquid reaction

Mass transfer

Agitation speed

Agitation propeller and impeller

High pressure and temperature conditions

Résumé

La polymérisation de l'émulsion PVDF se produit dans des milieux gaz-liquide. Le monomère est caractérisé en ce qu'il est un fluide supercritique dans des conditions de polymérisation (c'est-à-dire des conditions de température et de pression élevées). Avec ce projet, nous visons à trouver les conditions optimales dans la recette de polymérisation (c. teneur en solides (%SC) jusqu'à 55% tout en maintenant la stabilité de l'émulsion et en évitant la formation de coagulum ou de grumeaux dans l'émulsion et/ou dans le réacteur. Le principal défi de la thèse actuelle est de trouver l'équilibre entre la promotion des conditions de transfert de masse qui permettent de continuer à augmenter le %SC tout en maintenant la stabilité intrinsèque des particules de polymère. Pour cela, nous utilisons un réacteur à haute pression relié à un bain thermique qui nous permet de contrôler les conditions de haute température.

The PVDF Emulsion polymerization occurs in gas-liquid media. The monomer is characterized by being a supercritical fluid at polymerization conditions (i.e. high temperature and pressure conditions). With this project we aim to find the optimal conditions in the recipe of polymerization (i.e. surfactant, initiator and CTA concentration) and in the process of polymerization (i.e. Temperature, Pressure, volume, agitation speed, impellers type) that allow us to increase the solid contents (%SC) up to 55% while maintaing the stability of the emulsion and avoiding the formation or coagulum or lumps in the emulsion and/or in the reactor. The main challenge of the current thesis is to find the balance between promoting the mass transfer conditions that allow to keep increasing the %SC while maintaing the intrinsic stability of the polymer particles. For this, we use a high pressure reactor connected to a thermal bath that allow us to control high temperature conditions.