CA2438158C - Procede de polymerisation radicalaire controlee de l'acide acrylique et de ses sels, les polymeres de faible polydispersite obtenus, et leurs applications - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne le secteur technique de la polymérisation de l'acide acrylique et de ses sels, plus particulièrement en solution, plus particulièrement par voie radicalaire contrôlée, l'utilisation des agents de transfert organo-soufrés correspondants, les polymères d'acide acrylique ainsi obtenus, présentant une très faible polydispersité PD (ou très faible Indice de polymolécularité IP, qui est un terme équivalent), et leurs applications dans l'industrie.

Description

PROCEDE DE POLYMERISATION RADICALAIRE CONTROLEE DE
L'ACIDE ACRYLIQUE ET DE SES SELS, LES POLYMERES DE FAIBLE
POLYDISPERSITE OBTENUS, ET LEURS APPLICATIONS.
Secteur technique de l'invention La présente invention concerne le secteur technique de la polymérisation de l' acide acrylique et de ses sels, plus particulièrement en solution, plus particulièrement par voie radicalaire contrôlée, l'utilisation des agents de transfert organo-soufrés correspondants, les polymères d'acide acrylique ainsi obtenus, présentant une très faible polydispersité PD (ou très faible Indice de polymolécularité IP, qui est un terme équivalent), et leurs applications dans l'industrie.

Problème technique posé

Le problème technique principal vise à réduire la polydispersité des polymères d'acide acrylique et de ses sels.

Un problème connexe réside dans l'obtention d'un taux de conversion suffisant en sortie de polymérisation, de l'ordre de au moins 90 %, de préférence plus de 95 %.

Un autre problème connexe réside dans l'obligation de rechercher, pour les applications industrielles, des molécules d'agent de transfert relativement simples et relativement simples à mettre en oeuvre, avec un coût acceptable dans l'industrie.

On a privilégié une polymérisation dans un système solvant, ce qui pose également des problèmes de protection de l'environnement, et on souhaite de plus que le (co)polymère obtenu présente une quantité résiduelle d'agent(s) de transfert aussi faible que possible.

C'est pourquoi, de manière préférentielle le système solvant de la polymérisation est un système aqueux ou hydro-alcoolique, les alcools considérés possédant un à
quatre

2 atomes de carbone inclus, et pouvant être primaires, secondaires ou tertiaires, de préférence primaires ou secondaires.

Comme le comprendra l'homme du métier, ces objectifs sont difficiles à
atteindre, surtout ensemble.

Les problèmes ci-dessus sont aggravés par le fait que l'acide acrylique et ses sels sont des monomères bien connus pour polymériser très rapidement (cinétique très rapide).
Cette cinétique est très sensible à de nombreux paramètres tels que notamment la variation de pH, le choix du ou des solvants ou encore la variation de température.
L'ensemble de ces paramètres fait que la polymérisation de l'acide acrylique est difficile à contrôler.

Il existe de nombreuses façons de définir le contrôle en polymérisation (voir par exemple les discussions dans Quirk, R.P. ; Lee, B. polym. Int. 1992, 27,359 ou Penczek, S., ; Kubisa, P. , Szymanski, R. Makromol. Chem, ; Rapid Commun.
1991, 12,77. et "Living Polymerization : Rationale for Uniform Technology", J.Pol.
Sci., A:
Pol. Chem, 38, 1706-1752,2000).

Par contrôle, on entend :

a) Une réaction où le polymère est formé en l'absence de gel, même lorsque le degré
d'avancement de la réaction est proche de 100 % (supérieur à 90 %). En raison de sa très grande réactivité, la polymérisation de l'acide acrylique s'accompagne généralement de réactions de transfert au polymère, qui sont par exemple décrites dans "The Chemistry of Free Radical Polymerization", Moad, G., Solomon, D.H., Pergamon, 1995. La présence combinée de réactions de transfert et de réactions de couplage bimoléculaire, inhérentes à la polymérisation radicalaire, génère des réseaux tridimensionnels de polyacide acrylique. Ces réseaux tridimensionnels sont les constituants du gel qui se forme spontanément lors de la polymérisation radicalaire de l'acide acrylique, ce qui a pour conséquence de créer des gels lors de la polymérisation radicalaire de l'acide acrylique, et cela quel que soit le poids moléculaire souhaité. On peut facilement caractériser cette densité de réticulation par le nombre de branches pour 1000 carbones. Ce nombre de branches est

3 directement relié au rapport de la vitesse de réaction de transfert au polymère à la vitesse de réaction de propagation (voir par exemple Flory, P.J. Principles of Polymer Chemistry) ; Cornell University Press : New York, 1953). Ce rapport n'est pas affecté par l'utilisation de la méthode de contrôle qui est décrite ici, donc le nombre de branches est identique entre une polymérisation radicalaire conventionnelle et une polymérisation telle que décrite ci-dessous. Néanmoins, l'utilisation de la méthode de contrôle permet de générer du polyacide acrylique de faible masse molaire à des taux de conversion importants. En conséquence, le nombre de chaînes de polymère susceptibles de croître est beaucoup plus grand avec la méthode contrôlée qu'en polymérisation conventionnelle. Donc, dans la méthode contrôlée, le nombre de branches n'est pas assez grand pour lier toutes les chaînes ensemble : le seuil de percolation n'est pas atteint, et il n'y a pas formation de gel.
L'absence de gel est une condition nécessaire pour pouvoir dire si la réaction est contrôlée.

b) Une réaction dont l'indice de polymolécularité (ou polydispersité PD) vrai (IPv) est inférieur à 1,5 ou dont l'indice de polymolécularité (= PD) expérimental IPeXp est inférieur à 2, lorsque le degré d'avancement de la réaction est proche de 1 (supérieur à 90 %). Dans une polymérisation radicalaire, il est connu de l'homme de l'art que la distribution cumulée des masses molaires est la fonction qui relie la fraction molaire des chaînes d'une masse molaire donnée à la masse molaire de ces chaînes.
Cette distribution est caractérisée par une moyenne arithmétique, appelée masse molaire moyenne en nombre (Mn) et une masse molaire moyenne en masse (M,,) qui correspond au second moment de la distribution. Le rapport des masses molaires M,,, à Mn est défini comme l'indice de polymolécularité vrai , IPõ et donne un aperçu de l'étalement de la distribution. Si toutes les chaînes de la distribution ont exactement la même masse molaire, alors IP,, atteindra sa valeur inférieure :
1. Une polymérisation radicalaire non contrôlée possède un IP, nécessairement supérieur à
1,5, donc tout IPõ inférieur à 1,5 est le signe irréfutable que la polymérisation est contrôlée. L'inverse n'est pas vrai. L'homme de l'art évalue les valeurs de Mn et IP, au moyen d'une chromatographie d'exclusion stérique (CES). Les valeurs expérimentales qui en sont extraites (Mnexp et IPeXp) dépendent des conditions opératoires qui ont été utilisées pour effectuer l'analyse. En particulier, les valeurs Mnexp et IPeXp dépendent des paramètres suivants :

4 - Choix de l'instrument, des colonnes séparatrices et détecteur(s) et température de travail.

- Choix de l'éluant. Pour l'analyse de polymères d'acide acrylique, le choix de l'éluant est crucial, car le polymère est plus ou moins ionisé suivant le pH
et les tampons contenus dans l'éluant.

- Choix des standards de calibration de l'appareil, et méthode d'étalonnage.

- Absence et/ou présence de purification et/ou d'un procédé chimique et/ou physique de modification du polymère. Par exemple, il est connu de l'homme de l'art (US 5,242,594; EP 0 717 051) qu'une précipitation du polymère suivi d'une dissolution dans l'éluant avant analyse par chromatographie d'exclusion stérique s'accompagne souvent d'un rétrécissement de IPexp. dans le cas d'un acide polyacrylique et de ses sels.

- Choix de la ligne de base et des *bornes d'intégration du pic de polymère.

En conclusion, les valeurs de IPexp ne peuvent fournir qu'une indication de la valeur d'IPõ et ne peuvent en aucun cas fournir une valeur exacte. D'autre part, ces valeurs sont dépendantes des conditions expérimentales précises utilisées pour les déterminer. Par conséquent, il est reconnu par l'homme de l'art que pour des distributions 1,2,... i, ... , n, ayant des IPv obéissant à un classement IPVI<IP,,,<IP,,;<...IPnõ alors l'analyse ,.Pi<... IPexpn et réciproquement à la condition expérimentale donnera IPeXp,<IPexp,< ... IPe que toutes ces valeurs soient mesurées dans des conditions expérimentales similaires.
Pour qu'une réaction soit contrôlée, il est donc suffisant d'avoir IP,<1,5.
Comme il n'existe pas de moyen exact de déterminer IP,,, nous utiliserons comme définition qu'une réaction est contrôlée si IPeXp, déterminé dans les conditions expérimentales strictement décrites ci-dessous, est plus petit que 2.

Pour déterminer IPexp, nous avons utilisé la méthode suivante, dite méthode IP
:

1 ml de la solution alcaline de polymérisation est mise sur une coupelle, qui est ensuite évaporée à température ambiante sous un vide inférieur à 1 mm de mercure. Le soluté

est repris par 1 ml de l'éluant de la CES, et l'ensemble est ensuite injecté
dans l'appareil de CES. L'éluant de la CES est une solution de NaHCO3 : 0,05 mol/1, NaNO3 :
0,1 mol/1, triéthylamine : 0,02 mol/i, NaN3 0,02, % massique. La chaîne de CES
contient une pompe isocratique (Waters 515) dont le débit est réglé à 0,5 ml/min, un four

5 contenant une précolonne de type "Guard Column Ultrahydrogel Waters TM" une colonne linéaire de type "Ultrahydrogel Waters TM" de 30 cm de long et 7,8 mm de diamètre intérieur et un détecteur réfractométrique de type RI Waters TM 410.
Le four est porté à la température de 60 C, et le réfractomètre est porté à la température de 50 C. Le logiciel de détection et de traitement du chromatogramme est le logiciel SECential, fourni par "L.M.O.P.S CNRS, Chemin du Canal, Vernaison, 69277". La CES est étalonnée par une série de 5 étalons de polyacrylate de sodium fourni par Polymer Standard Service sous les références PAA 18K, PAA 8K, PAA 5K, PAA 4K, PAA 3K.

De plus, il est souvent établi que par contrôle, on entend les critères supplémentaires suivants c) Une réaction où les masses molaires en nombre augmentent de manière strictement monotone lorsque l'avancement de la réaction augmente. Dans une polymérisation, le degré moyen de polymérisation, Xn, est défini simplement comme la moyenne arithmétique du nombre de monomères par chaîne de polymères. On peut alors obtenir la masse molaire moyenne en nombre, M,,, c'est-à-dire le degré moyen de polymérisation multiplié par la masse molaire du monomère.

De manière générale, on peut définir deux types de réaction macromoléculaires, à
savoir la polycondensation - qui ne permet pas la synthèse du polyacide acrylique - et la polymérisation. Une polymérisation est constituée d'un certain nombre de procédés différents tels que l'amorçage, la propagation et la terminaison (typiquement par dismutation, recombinaison ou transfert). Dans le cas où la terminaison n'est pas le produit de recombinaison (ou autres procédés bimoléculaires pour l'espèce active), il a été montré (voir par exemple : Odian, G. Principles of Polymerization ; John Wiley &
Sons, Inc.: New York, 1991 ; Gregg, R.A. ; Mayo, F.R. J. Am. Chem. Soc. 1948, 70,2373 ; Mayo, F.R. J. Am. Chem. Soc. 1943, 65,2324 ; Brown, W.B. ; Szwarc, M

6 Trans. Faraday Soc. 1958,54,416. Shulz, G.V. Z. Physik. Chem. 1939, B43,25) que le degré moyen de polymérisation à un instant donné et l'indice de polymolécularité sont donnés par :

Xu -11p (1) IP,, = 1 + p (2) où p est le rapport de la vitesse de propagation à la somme des vitesses de chaque étape du mécanisme en chaînes. Pour la polycondensation, les formules (1) et (2) sont encore valables, mais p est plus simplement le degré d'avancement de la réaction. La polymérisation et la polycondensation ne permettent pas d'obtenir le même contrôle du degré moyen de polymérisation Xõ en fonction de l'avancement de la réaction.
Pour une polymérisation, Xõ est plus ou moins constant dès les faibles degrés d'avancement de la réaction, alors que pour une polycondensation, il n'y a augmentation dramatique de Xõ
qu'à partir des très hauts degrés d'avancement. La polymérisation de l'acide acrylique est reconnue par l'homme de l'art comme faisant partie de la classe des réactions de polymérisation radicalaire, et donc on s'attend à ce que le degré de polymérisation moyen ne varie pas avec le degré d'avancement (conversion). En pratique, dans la polymérisation de l'acide acrylique, il se forme souvent des gels insolubles (comme décrit ci-dessus) qui compliquent l'analyse des degrés moyens de polymérisation.

S'il n'y a pas d'étapes de terminaison ou de transfert, la polymérisation est alors vivante.
Dans ce cas là, il a été montré que le degré moyen de polymérisation est le quotient du nombre de monomères consommés par le nombre d'armorceurs consommés (voir par exemple Flory, P.J. J. Am. Chem. Soc. 1940 62, 1561). Dans le cas où les constantes cinétiques de propagation (kp) et d'amorçage (k;) sont égales, Flory a démontré les relations reliant X,, et le IPX, avec l'avancement de la réaction IPõ=1+ v (3) (v+1)2

7 Xn = [MON] _[M] (4) [INIT]
où v est le degré d'avancement, et [MON] et [INIT] sont respectivement les concentrations initiales du monomère et de l'amorceur, et [M] la concentration du monomère au temps t considéré. Le comportement de IP`, est remarquable, après une augmentation rapide de IP" jusqu'à 1,2 à bas degré d'avancement, sa valeur diminue asymptotiquement vers 1, à haut degré d'avancement. Lorsque les constantes d'amorçage et de propagation sont différentes, Gold a montré que l'on peut écrire X, et le IPv en fonction du degré d'avancement de manière non triviale (voir Gold, L.J. Chem, Phys. 1958, 28,91). Dans ce cas, il faut remplacer INIT, qui est une concentration initiale, par la fraction de l'amorceur qui a réagi au temps t considéré. Le IPv varie qualitativement de manière identique, cependant la décroissance asymptotique est plus lente, et la valeur finale est plus haute. La masse molaire croît avec le degré
d'avancement, c'est-à-dire ici la conversion, mais la variation n'est plus linéaire.

8 La Figure 1 représente la variation de Mn avec le degré d'avancement pour une polymérisation vivante d'après Gold (J. Chem. Phys. 1958, 28, 91) où la vitesse d'amorçage est égale à la vitesse de propagation (triangles) et pour une polymérisation où la vitesse d'amorçage est 10000 fois plus lente que la vitesse de propagation (losanges). Les valeurs utilisées pour ce tracé sont: [MON] = 5 mol/I, [amorceur] = 0.01 mol/I, kp = 100 1/mol/s, ki = 0.01 I/mol/s (losanges) ou ki = 100 I/mol/s (triangles). Lorsque kp = ki = 100 1/mol/s, le degré d'avancement au bout de 30 minutes est de 100%, et l'IPv est de 1,0025 alors que dans le cas où kp =

l/mol/s et ki = 0,01 1/mol/s, IPv est de 1,219 et le degré d'avancement est aussi de 100%.

Le modèle théorique de la polymérisation vivante indique que lorsque la vitesse d'amorçage n'est pas aussi rapide que la vitesse de propagation, la masse molaire augmente de manière monotone mais non linéaire avec le degré d'avancement.
Dans la polymérisation de l'acide acrylique, où la valeur de kp est très grande et non constante avec la conversion (V.A. Kabanov, I.A. Topchiev, T.M. Karaputadze, J.Polymer Sci. :
Symposium n 42, 173-183, 1973 et Kuchta F.D., Van Herk A.L.V., German A.N., Macromolecules 2000, 33, 3641), il arrive souvent que l'amorçage soit plus lent que la propagation. Donc, une condition nécessaire mais non suffisante pour que la polymérisation soit contrôlée est que la masse molaire du polymère évolue de manière croissante et monotone avec le degré d'avancement. Lorsque la polymérisation est très rapide, ce qui est le cas dans la polymérisation radicalaire de l'acide acrylique, l'échantillonnage de la réaction s'avère être trop difficile. Ce critère de contrôle ne peut être alors vérifié expérimentalement. On conçoit aisément que lorsque deux expériences sont conduites quantitativement avec des quantités de monomère différentes, tout autre paramètre étant identique par ailleurs, les masses molaires des

9 polymères issus de ces expériences sont conceptuellement identiques à celles que l'on aurait obtenu dans une seule et même expérience à des conversions différentes (avec un ajout continu d'acide acrylique par exemple). On peut donc remplacer le critère ci-dessus par un critère équivalent : la masse molaire du polymère final (obtenu à
conversion supérieure à 90 %) croît de manière strictement monotone lorsque le rapport des concentrations de l' agent de transfert à monomère diminue.

d) Une réaction où la quantité d'agent de transfert est limitée. Plus précisément, les limites de quantité d'agent de transfert sont fixées de telle façon que le rapport molaire d'agent de transfert à monomère soit compris entre 0,001 % et 20 % et le rapport massique d'agent de transfert à monomère soit compris entre 0,01 % et %, plus particulièrement entre 0,01 % et 10 % et encore plus particulièrement entre 0,01 % et 5 %. Dans la polymérisation radicalaire conventionnelle de l'acide acrylique, un agent de transfert peut être introduit pour limiter les masses molaires du polymère. Par exemple, Cellard et coll. a déterminé (Makromol. Chem. 1935, 1982) une constante de transfert au n-dodecanethiol-1 de l'ordre de 2 à 45 C.
Dans ce cas, pour obtenir des masses molaires M,, de l'ordre de 1600 g/mol, les quantités [acide acrylique] : [CTA] sont dans un rapport molaire de 8,4 : 1, en entendant par [CTA] la quantité d'agent de transfert en moles par litre. D'un point de vue plus général, afin d'obtenir des polymères de faible masse molaire M, il faut ajouter une quantité d'agent de transfert importante. Dans le cas contraire, l'IPv sera plus grand que 2. En effet, il a été démontré que pour une polymérisation de conversion p, et de constante de transfert C,, (voir par exemple E. Ranucci, F. Bignotti, End-Functionalized Oligomers by Chain Transfer Technique in Polymeric Materials Encyclopedia, J.D. Salamone, 1996, Version 1.1) alors, X - [MON] x p (5) [CTA] 1-(1-.p) c', c,, z c IP, = 2 x (1-(1-p) Il -(1-p) -~si.C ;ë- 2 C (2 - Ctr) p (6) où [MON] et [CTA] sont les quantités initiales de monomère et d'agent de transfert en moles par litre. Puisque chaque chaîne de polymère consomme un agent transfert, la conversion en agent de transfert est donné directement par [MON]/[CTA](p/X,,).
La figure 2 donne une représentation graphique des équations 5 et 6. De manière évidente, lorsque la constante de transfert est faible (< 1), la masse molaire du polymère est grande donc peu d'agent de transfert est consommé. Dans ce cas, une grande quantité d'agent de transfert est nécessaire pour que la masse molaire diminue

10 le quatrième critère de contrôle n'est pas vérifié. De plus, la conversion en agent de transfert est faible. Lorsque la constante de transfert est grande (> 1), la masse molaire est nettement plus petite, et tout l'agent de transfert est rapidement consommé. Donc, en fin de polymérisation se créent des chaînes de polymères non transférées, de très haute masse molaire. L'IPõ augmente alors fortement et le second critère de contrôle n'est pas vérifié.

En résumé, la Demanderesse entend scientifiquement par contrôlée une réaction où
les deux conditions suivantes sont simultanément remplies

11 a) le polymère est formé en l'absence de gel, même lorsque le degré
d'avancement de la réaction est proche de 100 % (supérieur à 90 %), b) l'indice de polymolécularité vrai (IPv) (= PD vraie) est inférieur à 1,5 (ou dont l'indice de polymolécularité expérimental IPexp est inférieur à 2), et, où les deux conditions supplémentaires sont préférentiellement remplies c) les masses molaires en nombre augmentent de manière strictement monotone lorsque l'avancement de la réaction augmente, d) la quantité d'agent de transfert est comprise dans des limites qui seront par exemple dans le cas d'espèce de 0,001 % à 20 % (molaires) et 0,01 % à 50 %
(massiques), plus particulièrement entre 0,01 % et 10 % et encore plus particulièrement entre 0,01 % et 5 %.

La polymérisation radicalaire de l'acide acrylique en milieu hydro-alcoolique, lorsqu'elle est effectuée dans les conditions conventionnelles de polymérisation radicalaire telles qu'elles sont connues par l'homme de l'art, est caractérisée par une vitesse de polymérisation extrêmement rapide : les polymérisations sont exothermiques. Le polymère qui est obtenu à haute conversion est réticulé et a l'aspect d'un gel gonflé en présence d'eau lorsque la masse molaire n'est pas maîtrisée. En présence d'agents de transfert, il est connu qu'il est possible de réduire la masse molaire du polymère résultant, comme indiqué plus haut (EP 0 405 818) mais le produit obtenu n'obéit pas à l'ensemble des conditions de contrôle tel que défini ci-dessus, dans le sens où

a) L'IPexp est plus grand que 2, même lorsque le polymère est obtenu par la mise en oeuvre d'un agent de transfert (EP 0 002 771). L'IPeXp peut être alors réduit en fractionnant le polymère, par un système de séparation physique ou physico-chimique (EP 0 046 573 ; EP 0 717 051).

12 b) Le contrôle se fait en présence de quantités importantes d'agent de transfert : dans certains cas, comme celui précité ci-dessus, l'agent de transfert est aussi le solvant de polymérisation.

La Demanderesse s'est donc imposée un objectif ambitieux, qui correspond aux besoins non satisfaits de l'industrie à ce jour, c'est-à-dire d'atteindre SIMULTANEMENT les deux critères ci-dessous :

a) IPX, très faible pour des masses molaires Mn supérieures à 1000, c'est-à-dire un IPeXp< 2 sans séparation physique ou physico-chimique et déterminé selon la méthode dite IP, b) Absence de gel à la polymérisation même aux taux de conversion très élevés à
savoir supérieurs à 90 %.

De manière préférentielle, la Demanderesse s'est imposée d'atteindre SIMULTANEMENT les quatre critères ci-dessous :

a) IP., très faible pour des masses molaires Mn supérieures à 1000, c'est-à-dire un IPexp< 2 sans séparation physique ou physico-chimique et déterminé selon la méthode dite IP.

b) Absence de gel à la polymérisation même aux taux de conversion très élevés à
savoir supérieurs à 90 %.

c) Taux de conversion très élevé (> 90 %) dans un temps de réaction raisonnable pour l'industrie, c'est-à-dire au bout de 4 heures à 100 C, de préférence au bout de 2 heures à 90 C et sous pression atmosphérique.

d) En utilisant une quantité d'agent(s) de transfert limitée et acceptable dans l'industrie, c'est-à-dire dans des limites qui seront par exemple dans le cas d'espèce de 0,001 % à 20 % (molaires) et 0,01 % à 50 % (massiques), plus particulièrement entre 0,01 % et 10 % et encore plus particulièrement entre 0,01 % et 5 %.

13 De plus, de manière tout à fait préférée, on recherchera à atteindre avec le plus de précision possible le poids moléculaire visé.

De manière encore plus préférentielle, on fera alors en sorte qu'un cinquième critère soit également simultanément atteint à savoir que les masses molaires en nombre augmentent de manière strictement monotone lorsque l'avancement de la réaction augmente.

Par strictement monotone, la Demanderesse entend le fait que les masses molaires en nombre augmentent en permanence, sans même un palier horizontal ; ni naturellement une régression ce qui serait contraire au caractère monotone .

On obtiendra ainsi, de plus, un contrôle total de la réaction.
Art antérieur On connaît une première voie pour réduire l' IPd des polymères d'acide acrylique et de ses sels, qui est d'opérer par élimination des fractions de bas poids moléculaires, notamment par extraction (EP 0 046 573).

La voie choisie par la Demanderesse est d'opérer par une réduction directe de l' IPõ
durant la polymérisation, avec donc un IP, très réduit en sortie du réacteur de polymérisation.
Il est rappelé ici que l' IPX, doit être défini avec précision dans un système de référence complet et précis, ce qui sera fait ci-dessous, faute de quoi une comparaison avec, par exemple, l'art antérieur, n'aurait aucun sens.
Dans l'art antérieur, on peut discerner deux périodes principales.

Avant 1996, il existe des brevets concernant la polymérisation de l'acide acrylique, mais dont le produit final ne peut en aucun cas répondre aux critères visés par l'invention, qui ont été développés ci-dessus.

14 Par exemple, ou bien l' IP, était bien trop élevé, ou bien le taux de conversion était bien trop faible.

On pouvait par exemple obtenir un IPy très satisfaisant mais au prix d'un taux de conversion, dans les conditions acceptables dans l'industrie, de seulement 15 %, ou bien un excellent taux de conversion (95 %) mais au prix d'un IP, très médiocre (voir tableau 1 suivant ).

REFERENCE SOCIETE Mw (g/mole) IPexp GX86 * COATEX 3320 2,26 AB 100* COATEX 5570 2,40 P50 * COATEX 10170 3,10 COLLOID 211* RHODIA INC. 4380 2,29 NOPCOSPERSE 44 HENKEL 7565 2,60 DISPEX N40* CIBA 4655 2,51 OROTAN 963* ROHM & HAAS 3550 2,35 BELSPERSE 164* CIBA 3935 2,34 ACUSOL 445* ROHM & HAAS 6030 2,26 ACUMER 9300* ROHM & HAAS 5780 2,38 POLYSTABIL MO STOCKHAUSEN 6520 2,39 Après 1996, est apparue la technologie connue sous le vocable de RAFT , dont l'art antérieur correspondant sera relaté ci-dessous.

La polymérisation radicalaire de type RAFT (transfert réversible par addition fragmentation) est un procédé de polymérisation découvert très récemment. Dans ce * (marques de commerce) procédé, un agent de transfert spécifique (composé 1 CTA) est introduit dans le milieu réactionnel, en plus du monomère (M) et de l'amorceur de polymérisation (I).

M
I -- R => RMn (7) S S
Il RMn + X' 'S'Y x,C,SMnR + Y (8) S S
il Il RMn + X..C'S.MmR RMm + X.C.S"MnR (9) RMn + RMm chaînes mortes (10) 10 A très bas taux de conversion, l'amorceur génère des radicaux libres qui se propagent (équation 7). Eventuellement, ces radicaux réagissent avec l'agent de transfert 1 pour donner un nouveau radical Y et une chaîne transférée, terminée par le groupe X-C=S-S-. Il faut remarquer que ces chaînes transférées ne diffèrent de l'agent de transfert initial que par le groupement Y. Elles peuvent donc être considérées comme des macro

15 agents de transfert. Après un certain temps, la proportion de chaînes transférées est assez grande pour que le transfert ait lieu entre les radicaux libres et les chaînes dormantes (équation 9) et non entre les radicaux libres et le CTA. La réaction de transfert (9) étant rapide (c'est l'une des conditions nécessaires pour que .
la polymérisation soit contrôlée), toutes les chaînes (radicalaires et transférées) s'échangent rapidement entre elles, et croissent donc à la même vitesse. Donc, en fin de polymérisation, toutes les chaînes ont la même longueur (à un élargissement statistique près) et l'indice de polymolécularité final est donc faible. Théoriquement, comme le transfert ne change pas la concentration de radicaux libres, [R ], la vitesse de propagation n'est pas affectée par la présence du composé. De plus, le nombre de chaînes mortes (produites par couplage radicalaire) correspond exactement à la quantité d'amorceur efficace décomposé. Donc, la polymérisation présente des caractéristiques de polymérisation contrôlée si [I] [CTA].

16 Les Figures 3a et 3b qui sont issues de nos travaux antérieurs (I Uzulina, S.
Kanagasabapathy, J. Claverie, Macromol. Symp, 33-38, 2000) illustrent le comportement de la polymérisation lorsque la constante de transfert (définie comme le rapport des constantes cinétiques de transfert à propagation) augmente.
Plus celle-ci est grande, plus IPv s'approche de 1, plus la masse molaire croît linéairement avec la conversion. Une condition nécessaire de contrôle pour la polymérisation de l'acide acrylique est donc que la constante de transfert soit grande. Il faut noter qu'il n'existe pas de moyen de bien choisir un agent de transfert pour que cette condition soit vérifiée. Des demandes de brevets récents (WO 98/01478, WO 99/05099, WO
99/31144) préconisent l'emploi de certains agents de transfert pour remplir cette fonction. Dans aucun de ces demandes de brevets, la polymérisation de l'acide acrylique en milieu alcoolique, hydroalcoolique et aqueux n'est cependant décrite.

Il a été montré que certains des composés préconisés par ces demandes de brevets n'étaient pas adéquats pour la polymérisation de l'acide acrylique.

Par exemple, la demande de brevet WO 98/01478 décrit l'utilisation d'agents du type R-C(=S)-SR', et la synthèse du polyacide acrylique. Exemple 22: Réaction dans le DMF en utilisant PhC(=S)S-CHMePh. A 60 C, au bout de 4 heures, la conversion est de 17,5%.

Il n'y a pas d'analyse directe des masses molaires, et le polymère est méthylé
par une méthode non décrite pour donner du polyméthyl' acrylate, qui, lui, est analysé
par CES.
Dans l'exemple 31, un copolymère à blocs ABu-AA (où ABu est l'acrylate de butyle, AA est l'acide acrylique) est préparé dans le diméthylform amide (DMF). Le rendement en AA est de 8,3 %.

Les résultats de cette demande de brevet sont repris dans l'article "Living Free Radical Polymerization by Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer:
the RAFT Process", Macromolecules, 1998, 31, 5559 by J Chiefari, K.B. Chong, F.

17 Ercole, J. Krstina, J. Jeffery, T.P.T. Le, R.T.A. Mayadunne, G.F. Meijs, C.L.
Moad, G.
Moad E. Rizzardo, S.H. Thang.

La polymérisation de l'acide acrylique est décrite dans le DMF (qui ne fait pas partie des solvants industriellement acceptables ou privilégiés, pour des raisons bien connues d'emploi, d'environnement, et de problèmes liés à l'élimination du DMF après la polymérisation) à 60 C, donnant 18 % de conversion en 4 heures.

Dans le livre intitulé Controlled/ living Radical Polymerization édité par K.
Matyjaszewski ACS Symposium Séries 768, Année 2000, un chapitre écrit par E.Rizzardo, J. Chiefari, Roshan T.A.Mayadunne, G.Moad et San H.Thang enseigne à
la Demanderesse qu'il est possible de polymériser l'acide acrylique en présence d'agent de transfert du type Phényle -C(=S)--S-C-(CH3); C=N dans le méthanol pour des taux de conversion de l'ordre de 50 % au bout de 16 heures de réaction. A
nouveau, des polymères sont analysés après méthylation.

Or, il se trouve que, particulièrement à l'échelle industrielle, il est nécessaire de polymériser à des conversions élevées (plus de 90 %, voire plus de 95 %), tout en gardant le contrôle, tel que défini ci-dessus. D'autre part, il est nécessaire à l'échelle industrielle de pouvoir effectuer la polymérisation dans des conditions modérées de température (moins de 100 C) sans que la polymérisation ne dure trop longtemps.
Aucunes des demandes de brevets précitées, ni des demandes de brevets (WO
97/09400; WO 99/35177) qui traitent de la synthèse de copolymères à blocs avec des composés de la même famille ne permettent de sélectionner une classe de composés de type agents de transfert qui remplissent l'ensemble des conditions qu'il est nécessaire de remplir pour polymériser avec contrôle l'acide acrylique en milieu aqueux ou hydroalcoolique.

18 En fait, dans une même demande de brevet, il est possible de trouver des composés qui soient clairement néfastes pour le contrôle et d'autres qui peuvent convenir. Notre invention comprend donc la sélection d'une classe adéquate de composés qui permettent la polymérisation de l'acide acrylique. Par exemple, au contraire, nous avons trouvé que les composés de type PhC(=S)SR sont des inhibiteurs très puissants de la polymérisation de l'acide acrylique (exemples 26, 27 et 28), alors que leur utilisation est préconisée dans les demandes de brevets WO 98/01478, WO
99/05099, et WO 99/31144. De même, nous avons trouvé que certains dithiocarbamates (exemples 30 et 31) ne permettent pas d'obtenir un contrôle satisfaisant de la polymérisation alors que ces mêmes dithiocarbamates sont préconisés dans les demande WO 99/31144 et WO 99/35177. Nous notons finalement que les demandes WO 99/35177 et FR 2764892 exemplifient les synthèses de copolymères à blocs à
partir de composés xanthates, dithiocarbamates ou dithioesters. Dans aucunes de ces demandes de brevets, la polymérisation de l'acide acrylique est exemplifiée en tant que premier ou second bloc, c'est-à-dire après réamorçage par une espèce de type macromoléculaire. Comme les demandes de brevets WO 99/35177 et FR 2764892 divulguent des copolymères à blocs sans unité acide acrylique, ils ne peuvent aider l'homme du métier à sélectionner un agent de transfert adéquat pour l'homopolymérisation contrôlée de l'acide acrylique ou pour la copolymérisation statistique avec un comonomère hydrosoluble, objet de la présente invention.

La demande de brevet WO 98/01478 ne revendique pas l'utilisation des composés de type ROC(=S)-SR', mais toutes sortes de composés R-C(=S)-SR' et peut être C(=O)-O-C (=S)-SR'.

La demande de brevet WO 99/31144 ne décrit pas la polymérisation de l'acide acrylique, alors que celle ci était décrite dans le document précédent.

19 La demande de brevet FR 2764892 décrit la synthèse de nouveaux copolymères à
blocs obtenus en mettant en présence un générateur de radicaux (amorceur classique), des monomères vinyliques (parmi lesquels sont cités l'acide acrylique et l'acide méthacrylique) et un précurseur polymère, de formule générale A-C (S) B-P
obtenu par polymérisation radicalaire de monomères courants, mis en présence de catalyseurs RAFT. Parmi ces catalyseurs, les xanthates sont cités, recommandés et exemplifiés.
Les monomères utilisés en précurseur sont le styrène, l'acrylate de méthyle, l'acétate de vinyle et l'acrylate d'éthyl-hexyle. Le deuxième bloc est réalisé avec du styrène ou de l'acrylate de méthyle.

Il n'y a aucune référence à un quelconque rendement et les polymères obtenus sont précipités avant les analyses CES.

La présente invention concerne les homopolymères de l'acide acrylique et les copolymères dudit acide avec l'un au moins des monomères hydrosolubles choisis parmi l'acide méthacrylique, l'acide itaconique, maléique, fumarique, l'acide acrylamido-2-méthyl-1-propane sulfonique sous forme acide ou partiellement neutralisée, l'acide 2-méthacrylamido-2-méthyl-1-propane sulfonique sous forme acide ou partiellement neutralisée, l'acide 3-méthacrylamido-2-hydroxy-1-propane 5 sulfonique sous forme acide ou partiellement neutralisée, l'acide allylsulfonique, l'acide méthallylsulfonique, l'acide allyloxybenzène sulfonique, l'acide méthallyloxybenzène sulfonique, l'acide 2-hydroxy-3-(2-propényloxy)propane sulfonique, l'acide 2-méthyl-2-propène-1-sulfonique, l'acide éthylène sulfonique, l'acide propène sulfonique, l'acide 2-méthyl sulfonique, l'acide styrène sulfonique 10 ainsi que tous leurs sels, l'acide vinyl sulfonique, le méthallylsulfonate de sodium, l' acrylate ou méthacrylate de sulfopropyle, le sulfométhylacrylamide, le sulfornéthylméthacrylamide ou encore parmi l'acrylamide, le méthylacrylamide, le n-méthylolacrylamide, le n-acryloylmorpholine, le méthacrylate d'éthylène glycol, l'acrylate d'éthylène glycol, le méthacrylate de propylène glycol, l'acrylate de 15 propylène glycol, l'acide propène phosphonique, le phosphate d'acrylate ou méthacrylate d' éthylène ou propylène glycol ou bien encore parmi la vinylpyrrolidone, le méthacrylamido propyl triméthyl ammonium chlorure ou sulfate, le méthacrylate de triméthyl ammonium éthyl chlorure ou sulfate, ainsi que leurs homologues en acrylate et en acrylamide quaternisés ou non et/ou le diméthyldiallylchlorure d'ammonium,

20 ainsi que leurs mélanges.

Il existe donc, malgré le progrès enregistré par la technologie RAFT , un besoin important et reconnu pour un procédé, et des agents de transfert adaptés, d'homopolymérisation de l'acide acrylique ou de copolymérisation de l'acide acrylique avec au moins un monomère hydrosoluble tel que précité, remplissant les critères ci-dessus.

Résumé de l'invention L'invention concerne donc dans son aspect le plus général un procédé pour l'homopolymérisation de l'acide acrylique et de ses sels ou de copolymérisation de l'acide acrylique avec au moins un monomère hydrosoluble tel que précité, en solution, pour l'obtention de polymères non réticulés, caractérisé en ce qu'il utilise comme agent(s) de transfert des produits choisis parmi ceux définis par la formule générale :

21 R ------- X -------- C (S) ------ S -------- R' dans laquelle X=OouS, R représente un groupe permettant de stabiliser la fonction R---X par une liaison covalente de type C---X, R' représente un groupe tel que la liaison R'---S soit une liaison de type C---S.

Le procédé selon l'invention se caractérise de manière préférentielle en ce que le système solvant de la polymérisation est ' un système aqueux ou hydro-alcoolique, les alcools considérés possédant de 1 à 4 atomes de carbone inclus, et pouvant être primaires, secondaires ou tertiaires, de préférence primaires ou secondaires.

Il est à noter que par hydro-alcoolique, la Demanderesse entend tout milieu constitué
d'eau et des alcools précités, la teneur en eau pouvant être aussi faible que 5 000 ppm par rapport au solvant.
De manière tout à fait préférée, R est un groupe choisi parmi les groupes aryles ou alkyles ou phényles, ces groupes pouvant être substitués par des radicaux du type hétérocyclique, alkylthio, alkoxycarbonyle, aryloxycarbonyle, carboxy, acyloxy, carbamoyle, cyano, dialkyl-ou diaryl-phosphonato, dialkyl- ou diarylphosphinato ou carboxyles ou carbonyles ou éthers ou alcools ou leurs mélanges et R' est un groupe comprenant au moins un atome de carbone secondaire ou tertiaire lié
à l'atome de soufre, De manière encore plus préférée, SiX=O,

22 R est un groupe aryle ou phényle ou phényle portant un ou plusieurs groupes esters, éthers, acides, alcools, amines, sulfates, sulfonates, phosphates, phosphonates ou cétones, R' est un groupe attaché à l'atome de soufre par un carbone secondaire ou tertiaire dont l'un au moins des substituants est un groupe phényle ou carbonyle, SiX=S, R = R' avec R' un groupe identique à celui déjà cité.

Enfin de manière tout à fait préférée, les agents de transfert sont choisis parmi S
O
00 Ik ~
S. 0 S
Oil, S \
S

O' S

23 S

SiS

S
S'j~ S

Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, le procédé est de plus caractérisé en ce que les paramètres de réaction et le choix des agents de transfert sont adaptés de telle sorte qu'il permet d'atteindre SIMULTANEMENT les deux critères ci-dessous :

a) IPX, très faible pour des masses molaires M11 supérieures à 1000, c'est-à-dire un IPeXP < 2 sans séparation physique ou physico-chimique et déterminé selon la méthode dite IP, b) Absence de gel à la polymérisation même aux taux de conversion très élevés à
savoir supérieurs à 90 %.

De manière préférentielle, la Demanderesse s'est imposé d'atteindre SIMULTANEMENT les quatre critères ci-dessous :

a) IP, très faible pour des masses molaires M11 supérieures à 1000, c'est-à-dire un IPeXP < 2 sans séparation physique ou physico-chimique et déterminé selon la méthode dite IP, b) Absence de gel à la polymérisation même aux taux de conversion très élevés à
savoir supérieurs à 90 %.

24 c) Taux de conversion très élevé (> 90 %) dans un temps de réaction raisonnable pour l'industrie, c'est-à-dire au bout de 4 heures à 100 C, de préférence au bout de 2 heures à 90 C et sous pression atmosphérique.

d) En utilisant une quantité d'agent(s) de transfert limitée et acceptable dans l'industrie, c'est-à-dire dans des limites qui seront par exemple dans le cas d'espèce de 0,001 % à 20 % (molaires) et 0,01 % à 50 % (massiques), plus particulièrement entre 0,01 % et 10% et encore plus particulièrement entre 0,01 % et 5% en poids.
De manière encore plus préférentielle, on fera alors en sorte qu'un cinquième critère soit également simultanément atteint à savoir que les masses molaires en nombre augmentent de manière strictement monotone lorsque l'avancement de la réaction augmente.

Par strictement monotone, la Demanderesse entend le fait que les masses molaires en nombre augmentent en permanence, sans même un palier horizontal ; ni naturellement une régression ce qui serait contraire au caractère monotone .

L'invention concerne également un procédé pour l'homopolymérisation de l'acide acrylique et de ses sels ou de copolymérisation de l'acide acrylique et de ses sels avec un ou plusieurs monomères hydrosolubles, en solution aqueuse et en l'absence de solvant autre que l'eau, par mise en contact, dans l'eau, d'un agent de transfert, d'au moins un monomère de l'acide acrylique éventuellement un ou plusieurs monomères hydrosolubles, pour l'obtention de polymères non réticulés, caractérisé
en ce qu'on utilise comme agent(s) de transfert des produits choisis parmi:

24a S
O O OS
ISII
OxS O~ \
O

O S
S

OS ces/ CLO S
O

KS S
I
S S
O \ I \ I
et S

Sj~ S

et en ce que les paramètres de réaction et le choix des agents de transfert sont adaptés de telle sorte qu'il permet d'atteindre simultanément les quatre critères ci-dessous:
a) un indice de polymolécularité expérimental IPexp < 2 pour des masses molaires Mn supérieures à 1 000 Daltons, sans séparation physique ou physico-chimique, b) absence de gel à la polymérisation à des taux de conversion supérieurs à
90%, c) un taux de conversion > 90% au bout de 4 heures à 100 C, et d) en utilisant une quantité d'agent(s) de transfert comprise entre 0,01% et 5%
en poids.

24b L'invention concerne également les agents de transfert utilisés dans le procédé ci-dessus, ainsi que les polymères obtenus par le procédé ci-dessus, ainsi que les applications de ces polymères dans l'industrie, et les produits industriels, caractérisés en ce que ils ont été obtenus en employant lesdits polymères.

L'invention concerne également l'utilisation d'agents de transfert pour la polymérisation en solution aqueuse de l'acide acrylique et de ses sels, visant à
obtenir un indice de polymolécularité expérimental IPexp < 2, caractérisée en ce que les agents de transfert sont utilisés dans le procédé défini ci-dessus et sont choisis parmi:

ISI
O O O S
S

O S
O
S O S
0 i 00~ O S
Qo1:
O

S
O~S / I S S
et cuIJsiskcD

24c et en ce que en ce que les paramètres de réaction et le choix des agents de transfert sont adaptés de telle sorte qu'il permet d'atteindre simultanément les quatre critères ci-dessous:
a) un indice de polymolécularité expérimental IPeXp < 2 pour des masses molaires Mn supérieures à 1 000 Daltons, sans séparation physique ou physico-chimique, b) absence de gel à la polymérisation même à des taux de conversion supérieurs à 90%, c) un taux de conversion > 90% au bout de 4 heures à 100 C, et d) en utilisant une quantité d'agent(s) de transfert comprise entre 0,01% et 5%
en poids.

L'invention concerne également un homopolymère ou un copolymère de l'acide acrylique et de ses sels, caractérisé en ce qu'il est obtenu par le procédé
tel que décrit plus haut, et ayant une masse molaire moyenne en nombre Mn supérieure à
1000 Daltons, de préférence comprise entre 2000 et 15000 Daltons, et un indice de polymolécularité expérimental IPeXp <2.

De manière plus particulière l'invention concerne l'application de ces polymères dans les domaines de l'industrie tels que notamment le domaine papetier et en particulier dans le couchage du papier et la charge de masse du papier, dans le domaine pétrolier, ou encore les domaines de la peinture, du traitement des eaux, de la détergence, de la céramique, des ciments ou des liants hydrauliques, des travaux publics, des encres et des vernis, de l'encollage des textiles ou encore du finissage du cuir, et plus particulièrement concerne I'application de ces polymères comme dispersant et/ou agent d'aide au broyage de matières minérales telles que le carbonate de calcium naturel, le carbonate de calcium précipité, le kaolin, le dioxyde de titane ou les argiles.

Ainsi, l'invention concerne les suspensions aqueuses de charges minérales contenant lesdits polymères et plus particulièrement contenant de 0,05 % à 5 % en poids sec dudit polymère par rapport au poids sec total des charges minérales.

5 Ces suspensions aqueuses de charges minérales se caractérisent également en ce que la charge minérale est choisie parmi le carbonate de calcium naturel tel que notamment la calcite, la craie ou encore le marbre, le carbonate de calcium synthétique encore appelé
carbonate de calcium précipité, les dolomies, l'hydroxyde de magnésium, le kaolin, le talc, le gypse, l'oxyde de titane, ou encore l'hydroxyde d'aluminium ou toute autre 10 charge minérale habituellement mise en oeuvre dans les domaines tels que notamment le domaine papetier en particulier dans le couchage du papier et la charge de masse du papier, pétrolier, de la peinture, du traitement des eaux, de la détergence, de la céramique, des ciments ou des liants hydrauliques, des travaux publics, des encres et des vernis, de l'encollage des textiles ou encore du finissage du cuir.

Les papiers fabriqués et/ou couchés selon l'invention se caractérisent en ce qu'ils contiennent les dites suspensions aqueuses de charges minérales selon l'invention.

Les formulations de peinture selon l'invention se caractérisent en ce qu'elles contiennent lesdites suspensions aqueuses de charges minérales selon l'invention.
Les boues de forage selon l'invention se caractérisent en ce qu'elles contiennent lesdites suspensions aqueuses de charges minérales selon l'invention.

En pratique l'opération de délitage encore appelée opération de dispersion de la substance minérale à disperser peut s'effectuer de deux manières différentes.

Une des manières consiste à réaliser sous agitation la préparation d'une suspension de charges minérales en introduisant tout ou partie de l'agent dispersant selon l'invention dans la phase aqueuse, puis le matériau minéral, de manière à obtenir la suspension aqueuse de charges minérales mise en oeuvre dans les domaines d'applications précités.
Une autre des manières consiste à préparer la suspension de charges minérales en introduisant dans le gâteau de charge minérale la totalité de la quantité
d'agent dispersant à tester de manière à obtenir la suspension aqueuse de charges minérales mise en oeuvre dans les domaines d'applications précités. Cette opération de délitage peut être consécutive à l'opération de broyage décrite ci-après ou bien peut être mise en oeuvre de manière totalement indépendante.

Ainsi, en pratique, l'opération de broyage de la substance minérale à affiner consiste à
broyer la substance minérale avec un corps broyant en particules très fines dans un milieu aqueux contenant l'agent d'aide au broyage.

A la suspension aqueuse de la substance minérale à broyer, on ajoute le corps broyant de granulométrie avantageusement comprise entre 0,20 et 4 millimètres. Le corps broyant se présente en général sous la forme de particules de matériaux aussi divers que l'oxyde de silicium, l'oxyde d'aluminium, l'oxyde de zirconium ou de leurs mélanges, ainsi que les résines synthétiques de haute dureté, les aciers, ou autres. Un exemple de composition de tels corps broyants est donné par le brevet FR
2303681 qui décrit des éléments broyants formés 30 % à 70 % en poids d'oxyde de zirconium, 0,1 % à 5 % d'oxyde d'aluminium et de 5 à 20 % d'oxyde de silicium.

Le corps broyant est de préférence ajouté à la suspension en une quantité
telle que le rapport en poids entre ce matériau de broyage et la substance minérale à
broyer soit d'au moins 2/1, ce rapport étant de préférence compris entre les limites 3/1 et 5/1.

Le mélange de la suspension et du corps broyant est alors soumis à l'action mécanique de brassage, telle que celle qui se produit dans un broyeur classique à micro-éléments.
Le temps nécessaire pour aboutir à la finesse souhaitée de la substance minérale après broyage varie selon la nature et la quantité des substances minérales à
broyer, et selon le mode d'agitation utilisé et la température du milieu pendant l'opération de broyage.
Les suspensions aqueuses ainsi obtenues peuvent être utilisées dans le domaine du papier en charge de masse ou en couchage.

Pendant la fabrication de la feuille de papier, c'est-à-dire pendant leur utilisation comme charge de masse, ces suspensions peuvent être mises en oeuvre avec les cassés de couchage.

Elles peuvent être également mises en oeuvre dans le domaine des peintures ou des boues de forage.

Description sommaire des figures La figure 1 illustre la variation de Mn avec le degré d'avancement pour une polymérisation vivante, selon l'art antérieur.

Figure 2: illustre la variation de Mn (carrés) et IPV (ronds) à 90% de conversion en monomère en fonction de la constante de transfert pour une polymérisation en 1o présence de transfert dans le cas où [MON] = 5 mol/I, [CTA] = 0,1 mol/I, selon l'art antérieur.

Figure 3a: Cinétiques simulées d'une polymérisation RAFT. Concentration de l'agent de transfert (axe de gauche, symboles noirs) et indice de polymolécularité, IPv (axe de droite, symboles blancs) pour une constante de transfert respectivement de 3 (carrés), 30 (losanges) et 300 (triangles).

Figure 3b: Cinétiques simulées d'une polymérisation RAFT. Masse molaire moyenne en nombre en fonction de la conversion, lorsque Ctr vaut 3 (carré), 30 (losange) et 300 (triangle). Conditions pour la simulation:

[MI: [CTA] : [INIT] = 1000 : 1 : 0,005 kp = 850 1/mol/s, kt = 108 I/mol/s, ki = 10-5/s, 20 [M]t = 8 mol/I.

Figure 4: évolution de la masse molaire moyenne en nombre Mn avec la conversion en poly(acide acrylique), pour l'essaie n 10.

Figure 5: évolution de la masse molaire moyenne en nombre Mõ avec la conversion en polyacide acrylique), pour l'essaie n 18.

27a Figure 6: évolution de la masse molaire moyenne en nombre Mõ avec la conversion en poly(acide acrylique), pour l'essaie n 21.

Figure 7: évolution des chromatogrammes CES avec la conversion en poly(acide acrylique). Les chiffres sur chaque chromatogramme font référence au tableau 4, selon l'essaie n 21.

Figure 8: évolution de la masse molaire moyenne en nombre Mõ avec la conversion en poly(acide acrylique), selon l'essaie n 34.

Figure 9: évolution de la masse molaire moyenne en nombre Mõ avec la conversion en poly(acide acrylique), selon l'essaie n 40.

Description détaillée de l'invention L'invention concerne donc notamment un procédé tel que défini ci dessus, dont on donnera ci-dessous des modes préférés mais non limitatifs.

Par agents de transfert on désignera dans toute la présente demande, y compris les revendications, des agents de transfert de type de ceux employés dans la technologie RAFT, c'est-à-dire capables d'arrêter la croissance des chaînes polymères mais de manière NON irréversible.

Le ou les agents de transfert utilisés dans le procédé selon l'invention sont des produits choisis parmi ceux définis par la formule générale R ------- X -------- C (S) ------ S -------- R' dans laquelle:

27b X=OouS, R représente un groupe permettant de stabiliser la fonction R---X par une liaison covalente de type C---X, R' représente un groupe tel que la liaison R'---S soit une liaison de type C---S.
De manière tout à fait préférée, R est un groupe choisi parmi les groupes aryles ou alkyles ou phényles, ces groupes pouvant être substitués par des radicaux du type hétérocyclique, alkylthio, alkoxycarbonyle, aryloxycarbonyle, carboxy, acyloxy, carbamoyle, cyano, dialkyl-ou diaryl-phosphonato, dialkyl- ou diarylphosphinato ou carboxyles ou carbonyles ou éthers ou alcools ou leurs mélanges et R' est un groupe comprenant au moins un atome de carbone secondaire ou tertiaire lié
à l'atome de soufre, De manière encore plus préférée, SiX=O, R est un groupe aryle ou phényle ou phényle portant un ou plusieurs groupes esters, éthers, acides, alcools, amines, sulfates, sulfonates, phosphates, phosphonates ou cétones, R' est un groupe attaché à l'atome de soufre par un carbone secondaire ou tertiaire dont l'un au moins des substituants est un groupe phényle ou carbonyle, Si X = S, R = R' avec R' un groupe identique à celui déjà cité.

Enfin de manière tout à fait préférée, les agents de transfert sont choisis parmi ~~OxS O
O

S
0 iS

S
O

cois,,c S

S

JsisJTc Selon un mode de réalisation tout à fait préféré, les agents de transferts sont choisis de telle manière qu'ils conduisent à une croissance des masses moléculaire en nombre, lorsque la réaction progresse, qui soit strictement monotone .

Selon encore un mode de réalisation préféré, les agents de transfert sont dans ce cas choisis parmi les suivants :

s s"'~O
s o,ks o s I o~

S

SiS
Cette disposition permet d'atteindre avec précision le poids moléculaire visé
à partir des réactifs de départ, c'est-à-dire la propriété très appréciée dans l'industrie de pouvoir obtenir le poids moléculaire recherché. Si par exemple, lorsque le taux de conversion est de 90 %, la masse molaire en nombre est de 3 500 g / mole, on saura que, pour 10 obtenir une masse molaire en nombre de seulement 1 800, il conviendra de stopper la polymérisation à 45 %.

L'invention vise des masses molaires M. de l'ordre de 1000 à 1 million (1M) de Dalton, de préférence de 2 000 à 1 000 000, de préférence de 2 000 à 500 000, de 15 préférence de 2 000 à 300 000, de préférence de 2 000 à 50 000, de préférence de 2 000 à 30 000, et de très grande préférence de 2 000 à 15 000 Dalton.

Selon encore un mode de réalisation préféré, les limites de quantité d'agent de transfert sont fixées de telle façon que le rapport molaire d'agent de transfert à
monomère soit 20 compris entre 0,001 % et 20 % et le rapport massique d'agent de transfert à
monomère soit compris entre 0,01 % et 50 %.

De préférence, le rapport molaire d'agent de transfert à monomère est compris entre 0,01 % et 10 % et le rapport massique d'agent de transfert à monomère est compris

25 entre 0,01 et 10 %.

De préférence, le rapport molaire d'agent de transfert à monomère est compris entre 0,1 % et 5 % et le rapport massique d'agent de transfert à monomère est compris entre 0,01 et 5 %.

De manière tout à fait préférée, le rapport molaire d'agent de transfert à
monomère est de 2 % et le rapport massique d'agent de transfert à monomère est compris entre 0,01 %
et 5 %, préférentiellement entre 0,5 % et 5 %.

L'invention concerne donc les agents de transfert utilisés dans le procédé ci-dessus, ainsi que les polymères obtenus par le procédé ci-dessus, ainsi que les applications de ces polymères dans l'industrie, et les produits industriels, caractérisés en ce que ils ont été obtenus en employant lesdits polymères.

De manière plus particulière l'invention concerne l'application de ces polymères dans les domaines de l'industrie tels que notamment le domaine papetier et en particulier dans le couchage du papier et la charge de masse du papier, dans le domaine pétrolier, ou encore les domaines de la peinture, du traitement des eaux, de la détergence, de la céramique, des ciments ou des liants hydrauliques, des travaux publics, des encres et des vernis, de l'encollage des textiles ou encore du finissage du cuir, et plus particulièrement concerne l'application de ces polymères comme dispersant et/ou agent d'aide au broyage de matières minérales telles que le carbonate de calcium naturel, le carbonate de calcium précipité, le kaolin, le dioxyde de titane ou les argiles.

Les suspensions aqueuses de charges minérales selon l'invention se caractérisent en ce qu'elles contiennent lesdits polymères et plus particulièrement en ce qu'elles contiennent de 0,05 % à 5 % en poids sec dudit polymère par rapport au poids sec total des charges minérales.

Ces suspensions aqueuses de charges minérales se caractérisent également en ce que la charge minérale est choisie parmi le carbonate de calcium naturel tel que notamment la calcite, la craie ou encore le marbre, le carbonate de calcium synthétique encore appelé
carbonate de calcium précipité, les dolomies, l'hydroxyde de magnésium, le kaolin, le talc, le gypse, l'oxyde de titane, ou encore l'hydroxyde d'aluminium ou toute autre charge minérale habituellement mise en oeuvre dans les domaines tels que notamment le domaine papetier en particulier dans le couchage du papier et la charge de masse du papier, pétrolier, de la peinture, du traitement des eaux, de la détergence, de la céramique, des ciments ou des liants hydrauliques, des travaux publics, des encres et des vernis, de l'encollage des textiles ou encore du finissage du cuir.

Les papiers fabriqués et/ou couchés selon l'invention se caractérisent en ce qu'ils contiennent les dites suspensions aqueuses de charges minérales selon l'invention.

Les formulations de peinture selon l'invention se caractérisent en ce qu'elles contiennent lesdites suspensions aqueuses de charges minérales selon l'invention.

Les boues de forage selon l'invention se caractérisent en ce qu'elles contiennent lesdites suspensions aqueuses de charges minérales selon l'invention.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à
la lecture des exemples non limitatifs qui vont suivre.

Le taux de conversion de l'acide acrylique en poly(acide acrylique) est mesuré
par deux méthodes distinctes et concordantes. Dans la première méthode, dite gravimétrique, on calcule la masse de matière sèche par masse de solution.
Pour cela, on ajoute à une coupelle tarée, une quantité de solution. L'ensemble est évaporé sous vide de 1 mm de Hg (Mercure) à température ambiante puis dans un four à 140 C
sous vide partiel à 17,4 mbars, pendant 5 heures. Le taux de matière sèche (MS) est obtenu par le rapport de la masse de solide restant dans la coupelle après traitement thermique par la masse de l'ensemble initialement introduite. La conversion en acide acrylique est donnée par le rapport des valeurs suivantes :

MSexp6 imentale - MS(t 0) Conversion =
MS(t = infini) - MS(t = 0) Les valeurs MS(t=0) et MS(t=infini) sont respectivement obtenues par le calcul des taux de matière sèche lorsque l'acide acrylique n'a pas encore polymérisé
(MS(t=0)) et lorsque l'acide acrylique a complètement polymérisé (MS(t=infini)).

Dans la seconde méthode, la quantité d'acide acrylique résiduelle est obtenue par chromatographie liquide à haute pression (CHLP). Dans cette méthode, les composants constitutifs du mélange sont séparés sur une phase stationnaire, et détectés par un détecteur UV. Après étalonnage du détecteur, on peut à partir de l'aire du pic correspondant au composé acrylique obtenir la quantité d'acide acrylique résiduel.
Cette méthode fait partie de l'état de l'art, et est décrite dans de nombreux ouvrages de référence, comme, par exemple, dans le manuel Chimie Organique Expérimentale , par M. Chavanne, A. Julien, G. J. Beaudoin, E. Flamand, deuxième Edition, Editions Modulo, chapitre 18, pages 271-325.

Dans tous les exemples donnés ci-dessous les conditions expérimentales de CES
sont les suivantes : 1 ml de la solution de polymérisation est mise sur une coupelle, qui est ensuite évaporée à température ambiante sous vide de pompe à palettes. Le soluté est repris par 1 ml de l'éluant de la CES, et l'ensemble est ensuite injecté dans l'appareil de CES. L'éluant de la CES est une solution de NaHCO3: 0.05 mol/1, NaNO3: 0.1 mol/1, triéthylamine 0.02 mol/1, NaN3 0.03 % massique. La chaîne de CES
contient une pompe isocratique (Waters 515) dont le débit est réglé à 0.5 ml/min, un four contenant une précolonne de type Guard Column Ultrahydrogel WatersTM , une colonne linéaire de 7.8 mm de diamètre interne et 30cm de longueur de type Ultrahydrogel WatersTM
et un détecteur réfractométrique de type RI WatersTM 410. Le four est porté à
la température de 60 C et le réfractomètre à 50 C. Le logiciel de détection et de traitement du chromatogramme est le logiciel SECential, fourni par L.M.O.P.S.
CNRS, Chemin du Canal, Vernaison, 69277 . La CES est étalonnée par une série de 5 étalons de poly(acrylate) de sodium fourni par Polymer Standards Service, sous les références PAA 18K, PAA 8K, PAA 5K, PAA 4K, PAA 3K.

EXEMPLE 1 :

Cet exemple concerne la préparation de différents composés pouvant être utilisés comme agents de transfert.

Essai n 1 Cet essai concerne la préparation du composé A

/~OxS
O
Composé A

8.8 g d'O-éthyldithiocarbonate de potassium sont dissous dans 55 ml d'eau.
Ensuite, 0.50 g d'Aliquat 336 et 13.9 g de 2-bromo-2-méthylmalonate de diéthyle sont ajoutés à
la solution aqueuse. On agite l'ensemble vigoureusement avec un barreau magnétique à
C, jusqu'à ce que la phase aqueuse devienne incolore. 2.3 g d'O-éthyldithiocarbonate de potassium sont alors à nouveau ajoutés au mélange. On laisse agiter 20 minutes. Le produit est séparé de la phase aqueuse par extraction avec deux 10 fois 60 ml de diéthyléther. La phase organique est ensuite lavée avec trois fois 10 ml d'eau. La phase organique est ensuite séchée avec du sulfate de magnésium pendant une heure. La solution est filtrée sur une colonne de silice de 5 cm de diamètre et 3 cm de hauteur. La phase organique collectée est ensuite évaporée sur évaporateur rotatif.
On récupère 14.6 g d'une huile jaune foncé (rendement du composé A : 90 %).
Essai n 2 :

Cet essai concerne la préparation du composé B
S
Composé B

0.80 g d'O-éthyldithiocarbonate de potassium sont dissous dans 10ml d'éthanol à 50 C.
Ensuite, 0.85 g de bromure de benzyle sont ajoutés goutte à goutte à la solution à cette température durant 5 minutes. On agite l'ensemble avec un barreau magnétique à

durant 5 heures. Le mélange est ensuite dilué avec de l'eau (30 ml) et extrait avec trois fois 25 ml de diéthyléther. La phase organique est ensuite séchée avec du sulfate de magnésium, puis filtrée et enfin évaporée sur évaporateur rotatif. On récupère 0.90 g du composé B sous la forme d'une huile jaune (rendement du composé B: 88%).

Le composé C est décrit dans la demande de brevet n WO 99/31144.
'S
0iS
Composé C

10 Essai n 3 :

Cet essai concerne la préparation du composé D
S
mois Composé D

0.80 g d'O-éthyldithiocarbonate de potassium sont dissous dans 5 ml d'éthanol à 50 C.
Ensuite, 1.00 g de (1-bromo-1-méthyléthyl) benzène est ajouté goutte à goutte à la solution à 50 C durant 10 minutes. On agite l'ensemble avec un barreau magnétique à
50 C durant 3 heures. Le mélange est ensuite dilué avec 30 ml d'eau et extrait avec trois fois 25 ml de diéthyléther. La phase organique est ensuite séchée avec du sulfate de magnésium, puis filtrée et enfin évaporée sur évaporateur rotatif. On récupère 0.41 g du composé D sous la forme d'une huile jaune (rendement du composé D : 34 %).

Essai n 4 :

Cet essai concerne la préparation du composé E

O
S

O
Composé E
6.60 g de KOH (en poudre) sont dissous dans 15.2 g de 2-méthoxyéthanol. Après refroidissement de la solution à 10 C, 7.61 g de disulfure de carbone sont additionnés goutte à goutte durant 5 minutes. Le mélange est laissé une nuit sans agitation à
température ambiante puis mis en suspension dans de l'éther. Le précipité est filtré, lavé avec de l'éther et séché. 18.3 g d'O-(2-méthoxyéthyl)dithiocarbonate de potassium sont récupérés (rendement : 96 %). 0.95 g de ce produit sont dissous dans 5 ml d'eau et neutralisés à l'aide d'une solution d'HCI (1:100). Ensuite, 50 mg d'Aliquat 336* et 1.27 g de 2-bromo-2-méthyl malonate de diéthyle sont ajoutés. Le mélange est alors agité
vigoureusement à température ambiante jusqu'à ce que la phase aqueuse devienne incolore. Après quoi, 0.48 g d'O-(2-méthoxyéthyl)dithiocarbonate de potassium dissous dans 2.5 ml d'eau sont neutralisés et sont de nouveau ajoutés et le mélange est mis sous agitation durant une heure. Enfin, le produit est extrait avec de l'éther (1x60 ml, 1x30 ml). La phase organique extraite est lavée avec de l'eau (3x10 ml).
Après séchage avec du sulfate de magnésium, la solution est filtrée sur une colonne de silice de 5 cm de diamètre et 1.5 cm de hauteur avec comme éluant de l'éther.
L'évaporation conduit à 1.49 g d'une huile jaune (rendement du composé E : 92 %).

Le composé F a été synthétisé suivant la description de la demande de brevet WO 99/31144.

S
Composé F
Essai n 5:
* (marque de commerce) Cet essai concerne la préparation du composé G

ISII
OxS
Composé G

Un mélange de 0.40 g de NaOH et 0.86 g de 1-phényl éthanethiol dans 10 ml d'eau est agité pendant 15 minutes à température ambiante au moyen d'un barreau magnétique.
0.86 g de phénylchlorothionoformate sont ensuite ajoutés. On observe la formation d'une huile jaune, et après deux heures, on rajoute 30 ml de diéthyléther et 25 ml d'eau.
La phase organique est séparée de la phase aqueuse. La phase aqueuse est ensuite traitée trois fois avec 10 ml de diéthyléther, et les phases organiques sont combinées.
Celles ci sont ensuite lavées deux fois avec 10 ml d'eau. La phase organique est ensuite séchée avec du sulfate de magnésium pendant 1 heure. La solution est filtrée et évaporée sur évaporateur rotatif, pour donner 1.34 g d'une huile jaune (rendement du composé G : 85 %).

Essai n 6:
Cet essai concerne la préparation du composé H
S
OiS

Composé H

0.56 g de 2-méthyl-2-propanethiolate de sodium et 0.20 g de NaOH sont dissous dans 10 ml d'eau. Après 15 minutes à température ambiante, on ajoute 0.86 g phénylchlorothionoformate. Le mélange est agité durant 2 heures à température ambiante. Ensuite, le mélange est dilué avec de l'eau (25 ml) et extrait avec de l'éther (3x20 ml). La phase organique extraite est lavée avec de l'eau (2x10 ml).
Après séchage avec du sulfate de magnésium, la solution est filtrée et évaporée sur évaporateur rotatif. Le produit est purifié sur une colonne de silice avec comme éluants de l'éther de pétrole et ensuite d'un mélange d'éther de pétrole et d'acétate d'éthyle (98:2). 0.33 g de composé H sous la forme d'une huile jaune sont récupérés (rendement du composé H : 29 %).

Le composé I est commercialisé par Sigma-Alrich (L'Isle d'Abeau Chesnes-BP
701, 38297 Saint Quentin Fallavier, France), sous la référence 15,788-0.

S
OH
O

Composé I

Le composé J a été décrit par G. Drosten, P. Mischke, J. Voss, Chem. Ber., 120, 1757-1762, (1987) S

S
Composé J

La synthèse du composé K est décrite dans la littérature N. H. Leon, R. S.
Asquith, Tetrahedron, 26, 1719-1725, (1970).

S
Composé K

Essai n 7 :

Cet essai concerne la préparation du composé L
S

Composé L

1.06 d'acide S-(thiobenzoyl)thioglycolique (composé I) et 0.40 g de NaOH sont dissous dans 40 ml d'eau à température ambiante. Puis, 0.76 g de 1-phényl éthanethiol sont ajoutés. Après agitation à température ambiante durant 2 heures, le produit est extrait à
l'aide d'éther (1x60 ml, 1x30 ml). La phase organique extraite est lavée avec une solution aqueuse de NaOH (0.1N, 3x30 ml) et de l'eau (3x30 ml). Le séchage sur du sulfate de magnésium, la filtration et l'évaporation conduisent à 1.07 g ,d'un liquide rouge sombre (rendement du composé L : 83 %).

Les composés M, N et P ont été synthétisés suivant la description de la demande de brevet n WO 99/31144.

S S
NS S kS i N `, Composé M Composé N
S
SS

Composé P

Essai n 8:

Cet essai concerne la préparation du composé O
S
NS
J
N

5 Composé O

0.69 g de 1-phényléthanethiol sont additionnés à une solution de 0.89 g thiocarbonyl diimidazole dans 10ml de dichlorométhane à température ambiante durant 20 minutes.
La solution est laissée pendant 16 heures sous agitation à la même température.
10 Ensuite, le solvant est éliminé sous vide. Le mélange est filtré sur une colonne de silice avec comme éluant un mélange de l'éther de pétrole et de l'acétate d'éthyle (7:3). 0.63 g de O sous la forme d'une huile jaune (rendement du composé O : 54 %) et 0.38 g de P sous la forme d'une huile jaune sont obtenus.

15 EXEMPLE 2:

Cet exemple concerne le procédé de polymérisation mettant en oeuvre les agents de transfert de l'exemple 1.

20 Essai n 9 :

Cet essai illustre les quatre critères du procédé selon l'invention de polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé A dans l'éthanol.

S

OiS O~

A

Dans un récipient en verre de 100 ml, 408 mg de composé A sont dissous dans 5.0 g d'acide acrylique préalablement distillé. 15 g d'éthanol absolu (RectapurTM de Prolabo sous la référence 20 820.327) sont ajoutés à cette solution. Pendant une heure, la solution est dégazée par bullage d'argon. 39 mg de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique sont ajoutés à la solution. Le pourcentage massique d'acide acrylique dans la solution est de 25 %. L'ensemble est ensuite chauffé à l'abri de la lumière, par immersion dans un bain d'huile dont la température est fixée à 90 C. On arrête ensuite la polymérisation au bout de 2.heures en rajoutant environ 50 mg d'inhibiteur de polymérisation radicalaire (2,6-di-tert.-butyl-4-méthylphénol : BHT) et en laissant le milieu réactionnel se refroidir à température ambiante. Le polymère est formé
en absence de gel. Le taux de conversion mesuré par les deux méthodes est alors supérieur à 99 %. Immédiatement après, une portion de soude de molarité 10 mol/1 est alors ajoutée au milieu, jusqu'à ce que le pH devienne supérieur à 10. Le mélange est alors agité pendant deux heures à température ambiante. La masse molaire moyenne en nombre du polymère est de 2930 g/mol, et l'indice de polymolécularité
expérimental est de 1.8.

Cette polymérisation obéit aux quatre critères a), b), c) et d) du procédé
selon l'invention.

Essai n 10 Cet essai illustre le cinquième critère du procédé de polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé A selon l'invention.

Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9.
L'expérience est reproduite deux fois (A, B) (Tableau 2). Cet exemple montre que la masse molaire évolue proportionnellement avec la conversion (Figure 4) et illustre le critère e) du procédé selon l'invention.

Expérience Conversion M IPexp n %] [g/mol]

B 26 1220 1.9 B 87 1850 2.0 A 91 2330 1.8 B 93 2870 1.8 A 96 2450 1.8 A 98 2840 1.7 A 99 2810 1.8 A 100 2930 1.8 B 100 2885 1.8 TABLEAU 2: Evolutions de la masse molaire moyenne en nombre Mn et de l'indice de polymolécularité expérimental au cours de la polymérisation réalisée selon l'essai n 10.

Essai n 11 Cet essai illustre l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé A avec multiplication par trente des quantités massiques.

Dans un réacteur en verre de 1 litre, 12.2 g du composé A sont dissous dans 150 g d'acide acrylique (rapport molaire AA:CTA = 50:1). 450 g d'éthanol absolu (RectapurTM de Prolabo sous la référence 20 820.327) sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 1.17 g de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. L'agitation est réalisée à l'aide d'une ancre en verre à 210 rpm. Après une heure de polymérisation à
reflux, on arrête la polymérisation en rajoutant BHT. On laisse le milieu réactionnel se refroidir à
température ambiante. Immédiatement après, une portion de soude équimolaire par rapport à l'acide acrylique initialement introduit dissoute dans une quantité
minimale d'eau est alors ajoutée au milieu. Le mélange est alors agité pendant deux Heures et l'alcool distillé de manière à obtenir une solution aqueuse de polyacrylate.

Une comparaison des conversions (déterminées par gravimétrie), des masses molaires moyenne en nombre et des indices de polymolécularité expérimental obtenues au bout d'une heure selon le procédé de l'essai n 9 (expérience A) et selon le procédé de l'essai n 11 (expériences B et C) est présentée dans le tableau suivant.

Expérience Conversion M 1Pexp n (après 1 heure) [%] [g/mol]

A 98 2840 1,7 B 95 2780 1,8 C 92 2510 1,8 TABLEAU 3,: Evolutions de la masse molaire moyenne en nombre Mn et de l'indice de polymolécularité expérimental au cours de la polymérisation réalisée selon l'essai n 9 (A) et l'essai n 11 (B et C).

La polymérisation n'est pas affectée par une multiplication des quantités massiques en réactifs.

Essai n 12:

Cet essai illustre l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé A dans l'isopropanol.

Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9. Dans 5.0 g d'acide acrylique sont dissous 408 mg du composé A. 15 g d'isopropanol à 95 %
dans l'eau sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 39 mg de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après deux heures de polymérisation, le taux de conversion est supérieur à 99 %, et la masse molaire moyenne en nombre du polymère est de g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 1.9.

Cette polymérisation obéit aux quatre critères a), b), c) et d) du procédé
selon l'invention.

Essai n 13:

Cet exemple illustre l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé A dans le méthanol.

Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9. Dans 5.0 g d'acide acrylique sont dissous 408 mg du composé A. 15 g de méthanol à 95 %
dans l'eau sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 39 mg de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après deux heures de polymérisation à 70 C, le taux de conversion est 10 supérieur à 95 %, et la masse molaire moyenne en nombre du polymère est de g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 1.9.

Cette polymérisation obéit aux quatre critères a), b), c) et d) du procédé
selon l'invention.

Essai n 14 :

Cet exemple illustre l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé A dans l'eau.

Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9.
L'inhibiteur de polymérisation radicalaire est dans ce cas du Cupferron et le 20 pourcentage massique d'acide acrylique dans la solution est de 44 %. Dans 5.0 g d'acide acrylique sont dissous 408 mg du composé A. 5.8 g d'eau sont ajoutés à
la solution, et après dégazage, 39 mg de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique.
Après dix minutes de polymérisation à 90 C, le taux de conversion est supérieur à 99 %, et la masse molaire moyenne en nombre du polymère au bout de deux heures est de 3530 g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 1.9.

Cette polymérisation obéit aux quatre critères a), b), c) et d) du procédé
selon l'invention.

* (marque de commerce) Essai n 15 Cet exemple illustre un domaine hors de l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé B dans l'éthanol.

SII
OiS
B
Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9. Dans 5.0 g d'acide acrylique sont dissous 220 mg du composé B. 15 g d'éthanol absolu (RectapurTM de Prolabo sous la référence 20 820.327) sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 39 mg de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après deux heures de polymérisation, le taux de conversion est supérieur à 99 %, et la masse molaire moyenne en nombre du polymère est de 5010 g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 3.4.
Cette polymérisation n'obéit pas au critère a) du procédé selon l'invention.
Essai n 16 :
Cet exemple illustre l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé C dans l'éthanol.

IS
OS
I-l C

Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9. Dans 5.0 g d'acide acrylique sont dissous 314 mg du composé C. 15 g d'éthanol absolu (RectapurTM de Prolabo sous la référence 20 820.327) sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 39 mg de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après deux heures de polymérisation, le taux de conversion est de l'ordre de 95 %, et la masse molaire moyenne en nombre du polymère est de 2740 g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 1.7.

Cette polymérisation obéit aux quatre critères a), b), c) et d) du procédé
selon l'invention.

Essai n 17:

Cet exemple illustre un domaine hors de l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé D dans l'éthanol.

S
0xS

D
Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9. Dans 4.34 g d'acide acrylique sont dissous 290 mg du composé D. 13 g d'éthanol absolu (RectapurTM de Prolabo sous la référence 20 820.327) sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 34 mg de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après deux heures de polymérisation, le taux de conversion est inférieur à 30 %, et la masse molaire moyenne en nombre du polymère est de 1840 g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 1.9.

Cette polymérisation n'obéit pas au critère b) du procédé selon l'invention.
Essai n 18 Cet exemple illustre le cinquième critère du procédé de polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé D selon l'invention.

Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai a' 9. Cet exemple montre que la masse molaire évolue linéairement avec la conversion (Figure 5).

Conversion M. IPaxp [%] [g/mol]

11 975 2.0 22 1280 2.1 29 1840 1.9 TABLEAU 3.b : Evolutions de la masse molaire moyenne en nombre M,, et de l'indice de polymolécularité expérimental au cours de la polymérisation réalisée selon l'essai n 17.

Essai n 19 Cet exemple illustre l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé E dans l'eau.
O
S Oi~
0~O S O~/

E
Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9.
L'inhibiteur de polymérisation radicalaire est dans ce cas du Cupferron et le pourcentage massique d'acide acrylique dans la solution est de 40 %. Dans 5.0 g d'acide acrylique sont dissous 450 mg du composé E. 7.0 g d'eau sont ajoutés à
la solution, et après dégazage, 39 mg de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique.
Après dix minutes de polymérisation, le taux de conversion est supérieur à 99 %, et la masse molaire moyenne en nombre du polymère au bout de deux heures est de 3440 g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 1.8.
Cette polymérisation obéit aux quatre critères a), b), c) et d) du procédé
selon l'invention.

Essai n 20:
Cet exemple illustre l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé F dans l'éthanol.

S
(>OS
F
Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9. Dans 5.0 g d'acide acrylique sont dissous 362 mg du composé F. 15 g d'éthanol absolu (RectapurTM de Prolabo sous la référence 20 820.327) sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 39 mg de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après deux heures de polymérisation, le taux de conversion est supérieur à 90 %, et la masse molaire moyenne en nombre du polymère est de 2400 g/mol, avec un indice de 5 polymolécularité expérimental de 1.8.

Cette polymérisation obéit aux quatre critères a), b), c) et d) du procédé
selon l'invention.

Essai n 21 Cet exemple illustre l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé G dans l'éthanol.

SII
O IxS
G

Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9. Dans 5.0 g d'acide acrylique sont dissous 381 mg du composé G. 15 g d'éthanol absolu (RectapurTM de Prolabo sous la référence 20 820.327) sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 39 mg de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après une heure et trente minutes de polymérisation, le taux de conversion est supérieur à 99 %, et la masse molaire moyenne en nombre du polymère est de 4700 g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 1.4.

Cette polymérisation obéit aux quatre critères a), b), c) et d) du procédé
selon l'invention.

Essai n 22:

Cet exemple illustre le cinquième critère du procédé de polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé G selon l'invention.

Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 21.
L'expérience est reproduite trois fois (A, B, C) (Tableau 4). Cet exemple montre que la masse molaire croit de manière monotone avec la conversion (Figures 6 et 7) et illustre donc le cinquième critère du procédé selon l'invention.

Expérience Référence Conversion M IPeXp n CES [%] [g/mol]

B 1 24 1750 1.4 C 2 39 2400 1.4 A - 65 3500 1.4 C 3 66 3800 1.3 B - 72 3500 1.3 C 4 79 4100 1.3 A - 88 4100 1.4 B 5 100 4700 1.4 TABLEAU 4: Evolutions de la masse molaire moyenne en nombre Mn et de l'indice de polymolécularité expérimental au cours de la polymérisation réalisée selon l'essai n 21.

Essai n 23 Cet exemple illustre un domaine hors de l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé H dans l' éthanol.

S
Ox S
H

Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9. Dans 4.17 g d'acide acrylique sont dissous 258 mg du composé H. 12.3 g d'éthanol absolu (RectapurTM de Prolabo sous la référence 20 820.327) sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 32 mg de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après deux heures de polymérisation, le taux de conversion est supérieur à 99 %, et la masse molaire moyenne en nombre du polymère est de 3640 g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 2.35.

Cette polymérisation n'obéit pas au critère a) du procédé selon l'invention.
Essai n 24:

Cet exemple illustre un domaine hors de l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé I dans l'éthanol.

S
-"/OH

Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9. Dans 5.0 g d'acide acrylique sont dissous 294 mg du composé I. 15 g d'éthanol absolu (RectapurTM de Prolabo sous la référence 20 820.327) sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 39 mg de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après deux heures de polymérisation, le taux de conversion est inférieur à 10 %. La masse molaire moyenne en nombre est de 2700 g/mol et l'indice de polymolécularité expérimental est de 2.1.
Cette polymérisation n'obéit pas aux critères a) et b) du procédé selon l'invention.

Essai n 25:

Cet exemple illustre un domaine hors de l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé J dans l'éthanol.

S

S
J

Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9. Dans 5.0 g d'acide acrylique sont dissous 292 mg du composé J. 15g d'éthanol absolu (RectapurTM
de Prolabo sous la référence 20 820.327) sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 39 mg de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après deux heures de polymérisation, le taux de conversion est inférieur à 20 %, et la masse molaire moyenne en nombre du polymère est de 930 g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 1.3.
Cette polymérisation n'obéit pas au critère b) du procédé selon l'invention.

Essai n 26:

Cet exemple illustre un domaine hors de l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé K dans l'éthanol.

S

S
Il, K
5 Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9. Dans 5.0 g d'acide acrylique sont dissous 339 mg du composé K. 15 g d'éthanol absolu (RectapurTM de Prolabo sous la référence 20 820.327) sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 39 mg de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après deux heures de polymérisation, le taux de conversion est inférieur à 15 %, et la masse molaire 10 moyenne en nombre du polymère est de 980 g/mol, avec un indice de polymolécularité
expérimental de 1.4.

Cette polymérisation n'obéit pas au critère b) du procédé selon l'invention.
Essai n 27 :

Cet exemple illustre un domaine hors de l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé L dans l' éthanol.

S

S
L
Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9. Dans 5.0 g d'acide acrylique sont dissous 359 mg du composé L. 15 g d'éthanol absolu (RectapurTM de Prolabo sous la référence 20 820.327) sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 39 mg de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après deux heures de polymérisation, le taux de conversion est de 30 %, et la masse molaire moyenne en nombre du polymère est de 980 g/mol, avec un indice de polymolécularité
expérimental de 1.4.

Cette polymérisation n'obéit pas au critère b) du procédé selon l'invention.

Essai n 28:

Cet exemple illustre un domaine hors de l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé M dans l'éthanol.

(NÅS
Ni M
Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9. Dans 5.0 g d'acide acrylique sont dissous 325 mg du composé M. 15 g d'éthanol absolu (RectapurTM de Prolabo sous la référence 20 820.327) sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 39 mg de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après deux heures de polymérisation à reflux, le taux de conversion est supérieur à 99 %, et la masse molaire moyenne en nombre du polymère est de 3900 g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 3.3. Il est supposé que ce composé se dégrade durant la polymérisation.

Cette polymérisation n'obéit pas au critère a) du procédé selon l'invention.

Essai n 29:

Cet exemple illustre un domaine hors de l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé 0 dans l'éthanol.

S
ÇJAS
N

O
Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9. Dans 5.0 g d'acide acrylique sont dissous 345 mg du composé O. 15g d'éthanol absolu (RectapurTM de Prolabo sous la référence 20 820.327) sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 39 mg de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après deux heures de polymérisation à reflux, le taux de conversion est de 93 %, et la masse molaire moyenne en nombre du polymère est de 3800 g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 3Ø Il est supposé que ce composé se dégrade également durant la polymérisation.

Cette polymérisation n'obéit pas au critère a) du procédé selon l'invention.

Essai n 30 Cet exemple illustre l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé N dans l'éthanol.

S
SJ~
S
N

Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9. Dans un récipient (1), 262 mg du composé N sont dissous dans 3.3 g d'acide acrylique (rapport molaire AA:CTA = 50:1). 9.8 g d'éthanol absolu (RectapurTM de Prolabo sous la référence 20 820.327) sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 25 mg de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après deux heures de polymérisation, le taux de conversion est supérieur à 99 %, et la masse molaire moyenne en nombre du polymère est de 1800 g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 1.4.

Dans un récipient (2), 202 mg du composé N sont dissous dans 5.0 g d'acide acrylique (rapport molaire AA:CTA = 100:1). 15 g d'éthanol absolu (RectapurTM de Prolabo sous la référence 20 820.327) sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 19 mg de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après deux heures de polymérisation, le taux de conversion est supérieur à 99 %, et la masse molaire moyenne en nombre du polymère est de 2250 g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 1.5.
Ces polymérisations obéissent aux quatre critères a), b), c) et d) du procédé
selon l'invention.

Essai n 31 :
Cet exemple illustre l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé N dans l'éthanol à 95 % dans l'eau.
Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9. Dans un récipient, 6,04 g du composé N sont dissous dans 150 g d'acide acrylique (rapport molaire AA:CTA = 100:1), 450 g d'éthanol (Vol RP NormapurTM de Prolabo sous la référence 20 823.293) sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 0,582 g de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après deux heures de polymérisation, le taux de conversion est égal à 98 %, et la masse molaire moyenne en nombre du polymère est de 3200 g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 1,56.
Cette polymérisation obéit aux quatre critères a), b), c) et d) du procédé
selon l'invention.

Essai n 32:

Cet exemple illustre l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé N dans l'éthanol à 95 % dans l'eau.
Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9. Dans un récipient, 4,03 g du composé N sont dissous dans 150 g d'acide acrylique (rapport molaire AA:CTA = 150:1), 450 g d'éthanol (Vol RP NormapurTM de Prolabo sous la référence 20 823.293) sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 0,389 g de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après deux heures de polymérisation, le taux de conversion est égal à 96 %, et la masse molaire moyenne en nombre du polymère est de 4000 g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 1,65.

Cette polymérisation obéit aux quatre critères a), b), c) et d) du procédé
selon l'invention.

Essai n 33 :

Cet exemple illustre l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé N dans l'éthanol à 95 % dans l'eau.
Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9. Dans un récipient, 3,02 g du composé N sont dissous dans 150 g d'acide acrylique (rapport molaire AA:CTA = 200:1), 450 g d'éthanol (Vol RP NormapurTM de Prolabo sous la référence 20 823.293) sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 0,291 g de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après deux heures de polymérisation, le taux de conversion est égal à 95 %, et la masse molaire moyenne en nombre du polymère est de 4800 g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 1,65.

Cette polymérisation obéit aux quatre critères a), b), c) et d) du procédé
selon l'invention.

Essai n 34:

Cet exemple illustre le cinquième critère du procédé de polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé N selon l'invention.
Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 30 (récipient 1).
Cet exemple montre que la masse molaire évolue proportionnellement avec la conversion (Figure 8) et illustre le critère e) du procédé selon l'invention.

Temps Conversion M IPexp n [min] [%] [g/mol]

10 7 840 1.3 20 40 1140 1.4 30 66 1445 1.4 10 60 91 1640 1.4 90 100 1780 1.4 120 100 1785 1.4 TABLEAU 5: Evolutions de la masse molaire moyenne en nombre Mn et de l'indice de polymolécularité expérimental au cours de la polymérisation réalisée selon l'essai n 30.

Essai n 35 Cet exemple illustre l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé P dans l' éthanol.

S
SiS
P

Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9. Dans 5.0 g d'acide acrylique sont dissous 221 mg du composé P (rapport molaire AA:P =
100:1).
g d'éthanol absolu (RectapurTM de Prolabo sous la référence 20 820.327) sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 19mg de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique.
Après deux heures de polymérisation, le taux de conversion est de 96 %, et la masse 15 molaire moyenne en nombre du polymère est de 2900 g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 1.5.

Cette polymérisation obéit aux quatre critères a), b), c) et d) du procédé
selon l'invention.

Essai n 36 Cet exemple illustre l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé P dans l'éthanol à 95 % dans l'eau.

Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9. Dans 150 g d'acide acrylique sont dissous 4,424 g du composé P (rapport molaire AA:P =
150:1).
450 g d'éthanol (Vol RP NormapurTM de Prolabo sous la référence 20 823.293) sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 0,389 g de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après deux heures de polymérisation, le taux de conversion est de 96 %, et la masse molaire moyenne en nombre du polymère est de 4200 g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 1,8.

Cette polymérisation obéit aux quatre critères a), b), c) et d) du procédé
selon l'invention.

Essai n 37:

Cet exemple illustre l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé P dans l'éthanol à 95 % dans l'eau.

Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9. Dans 150 g d'acide acrylique sont dissous 3,31 g du composé P (rapport molaire AA:P =
200:1).
450 g d'éthanol (Vol RP =NormapurTM de Prolabo sous la référence 20 823.293) sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 0,292 g de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après deux heures de polymérisation, le taux de conversion est de 93 %, et la masse molaire moyenne en nombre du polymère est de 5090 g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 1,7.

Cette polymérisation obéit aux quatre critères a), b), c) et d) du procédé
selon l'invention.

Essai n 38 Cet exemple illustre l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé P dans l'éthanol.

Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9. Dans 205,4 g d'acide acrylique sont dissous 9,08 g du composé P (rapport molaire AA:P =
100:1).

616 g d'éthanol (Vol RP NormapurTM de Prolabo sous la référence 20 823.293) sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 0,798 g de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après deux heures de polymérisation, le taux de conversion est de 97 %, et la masse molaire moyenne en nombre du polymère est de 3200 g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 1,7.

Cette polymérisation obéit aux quatre critères a), b), c) et d) du procédé
selon l'invention.

Essai n 39 Cet exemple illustre l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé P dans l'éthanol.

Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 9. Dans 37,8 g d'acide acrylique sont dissous 3,0 g du composé P (rapport molaire AA:P =
50:1).
112,5 g d'éthanol (Vol RP NormapurTM de Prolabo sous la référence 20 823.293) sont ajoutés à la solution, et après dégazage, 0,3 g de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique.
Après deux heures de polymérisation, le taux de conversion est de 99 %, et la masse molaire moyenne en nombre du polymère est de 2030 g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 1,63.

Cette polymérisation obéit aux quatre critères a), b), c) et d) du procédé
selon l'invention.

Essai n 40 Cet exemple illustre le cinquième critère du procédé de polymérisation de l'acide acrylique en présence du composé P selon l'invention.

Les conditions opératoires sont similaires à celles décrites dans l'essai n 35. Cet exemple-montre que la masse molaire évolue proportionnellement avec la conversion (Figure 9) et illustre le critère e) du procédé suivant l'invention.

Temps Conversion M lpexp [mm] 1%] [g/mol]

20 16 700 1.5 30 45 1300 1.4 60 90 2500 1.4 90 96 2850 1.4 120 96 2900 1.5 TABLEAU 6: Evolutions de la masse molaire moyenne en nombre Mõ et de l'indice de polymolécularité expérimental au cours de la polymérisation réalisée selon l'essai n 35.

Essai n 41 :

Cet exemple illustre un domaine hors de l'invention et est relatif à la polymérisation de l'acide acrylique en absence d'agent de transfert.

Dans ce but, 5,0 g d'acide acrylique sont ajoutés à 15 g d'éthanol absolu (RectapurTM
de Prolabo sous la référence 20 820.327). Après dégazage, 39 mg de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique sont ajoutés. Après dix minutes de polymérisation, le taux de conversion est supérieur à 99 %. Le polymère, extrêmement visqueux, forme un gel, qui 10 se dissout partiellement dans l'eau. La masse molaire moyenne en nombre du polymère au bout de 2 heures est de 33100 g/mol, avec un indice de polymolécularité
expérimental de 4.3 (présence d'insolubles).

Cette polymérisation n'obéit pas au critère a) du procédé selon l'invention.

Essai n 42 Cet essai illustre l'invention et est relatif à la copolymérisation de l'acide acrylique avec l'acrylamide en présence du composé N.

Pour ce faire, dans un récipient en verre contenant 112,5 g d' éthanol (Vol RP
NormapurTM de Prolabo sous la référence 20 823.293), on dissout 33,8 g d'acide acrylique et 3,75 g d'acrylamide auxquels sont ajoutés 1,51 g du composé N et 0,15 g de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après 3 heures de polymérisation à
reflux, on obtient un taux de conversion égal à 94 % pour l'acide acrylique et à 100 %
pour l'acrylamide.

La masse molaire moyenne en nombre du copolymère est de 3000 g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 1,61.

Cette polymérisation obéit aux quatre critères a), b), c) et d) du procédé
selon l'invention.

Essai n 43 Cet essai illustre l'invention et est relatif à la copolymérisation de l'acide acrylique avec l'acide méthacrylique en présence du composé N.
Pour ce faire, dans un récipient en verre contenant 112,5 g d'éthanol (Vol RP
NormapurTM de Prolabo sous la référence 20 823.293), on dissout 33,8 g d'acide acrylique et 4,54 g d'acide méthacrylique auxquels sont ajoutés 1,51 g du composé N
et 0,15 g de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après 3 heures de polymérisation à
reflux, on obtient un taux de conversion égal à 100 % pour l'acide acrylique et l'acide méthacrylique.

La masse molaire moyenne en nombre du copolymère est de 3300 g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 1,86.
Cette polymérisation obéit aux quatre critères a), b), c) et d) du procédé
selon l'invention.

Essai n 44 Cet essai illustre l'invention et est relatif à la copolymérisation de l'acide acrylique avec le chlorure de méthacrylate de triméthyl ammonium éthyl (MADQUAT) en présence du composé N.
Pour ce faire, dans un récipient en verre contenant 112,5 g d'éthanol (Vol RP
NormapurTM de Prolabo sous la référence 20 823.293), on dissout 33,8 g d'acide acrylique et 11,25 g de MADQUAT auxquels sont ajoutés 1,51 g du composé N et 0,15 g de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après 3 heures de polymérisation à
reflux, on obtient un taux de conversion égal à 95 % pour l'acide acrylique et à 100 %
pour le MADQUAT.

La masse molaire moyenne en nombre du copolymère est de 3200 g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 1,7.

Cette polymérisation obéit aux quatre critères a), b), c) et d) du procédé
selon l'invention.

Essai n 45 Cet essai illustre l'invention et est relatif à la copolymérisation de l'acide acrylique avec l'acide acrylamido-méthyl-propane sulfonique (AMPS) en présence du composé
N.

Pour ce faire, dans un récipient en verre contenant 112,5 g d'éthanol (Vol RP
NormapurTM de Prolabo sous la référence 20 823.293), on dissout 33,8 g d'acide acrylique et 10,2 g d'AMPS auxquels sont ajoutés 1,51 g du composé N et 0,15 g de diacide 4,4'-azobis-4-cyanovalérique. Après 3 heures de polymérisation à
reflux, on obtient un taux de conversion égal à 99 % pour l'acide acrylique et à 95 %
pour PAMPS.

La masse molaire moyenne en nombre du copolymère est de 3550 g/mol, avec un indice de polymolécularité expérimental de 1,66.

Cette polymérisation obéit aux quatre critères a), b), c) et d) du procédé
selon l'invention.

EXEMPLE 3 :

Cet exemple illustre la mise en oeuvre des polymères obtenus selon l'invention comme agent d'aide au broyage de matière minérale et plus particulièrement de carbonate de calcium. Cet exemple illustre également l'obtention de suspension aqueuse de carbonate de calcium selon l'invention.

Il est également à noter que ces suspensions de carbonate de calcium selon l'invention sont affinées, fortement concentrées en matière minérale et facilement manipulables par l'utilisateur final c'est-à-dire facilement utilisables aussi bien pour le couchage du papier que pour la charge de masse du papier.

Essai n 46:

Cet essai, qui illustre l'invention, met en oeuvre le polymère de l'essai n 9.
Essai n 47:

Cet essai, qui illustre l'invention, met en oeuvre le polymère de l'essai n 30.
Essai n 48:

Cet essai, qui illustre l'invention, met en oeuvre le polymère de l'essai n 38.

Essai n 49 :

Cet essai, qui illustre l'invention, met en oeuvre le polymère de l'essai n 36.
Essai n 50 :

Cet essai, qui illustre l'invention, met en oeuvre le polymère de l'essai n 37.
Essai n 51 :

Cet essai, qui illustre l'invention, met en oeuvre un polymère identique à
celui de l'essai n 38 en masse molaire moyenne en nombre et en indice de polymolécularité
mais qui se différencie par la neutralisation effectuée à 50% par l'ion magnésium et à
50 % par l'ion sodium au lieu d'une neutralisation à 100% par l'ion sodium comme l'est le polymère de l'essai n 38.

Pour chaque essai, on a préparé une suspension aqueuse à partir de carbonate de calcium provenant du gisement d'Orgon (France), de diamètre moyen de l'ordre de 50 micromètres.

La suspension aqueuse a une concentration en matière sèche de 76 % en poids par rapport à la masse totale.

L'agent d'aide au broyage est introduit dans cette suspension selon les quantités indiquées dans le tableau ci-après, exprimées en pour cent en poids sec par rapport à la masse de carbonate de calcium sec à broyer.

La suspension circule dans un broyeur du type Dyno-MillTM à cylindre fixe et impulseur tournant, dont le corps broyant est constitué par des billes de corindon de diamètre compris dans l'intervalle 0,6 millimètre à 1,0 millimètre.

Le volume total occupé par le corps broyant est de 1 150 centimètres cubes tandis que sa masse est de 2 900 g.

La chambre de broyage a un volume de 1 400 centimètres cubes.

La vitesse circonférentielle du broyeur est de 10 mètres par seconde.

La suspension de carbonate de calcium est recyclée à raison de 18 litres par heure.

La sortie du broyeur Dyno-Mi11TM est munie d'un séparateur de mailles 200 microns permettant de séparer la suspension résultant du broyage et le corps broyant.

La température lors de chaque essai de broyage est maintenue à 60 C environ.

A la fin du broyage (T ), on récupère dans un flacon un échantillon de la suspension pigmentaire. La granulométrie de cette suspension (% des particules inférieures à 1 micromètre) est mesurée à l'aide d'un granulomètre SédigraphTM 5100 de la société
Micromeritics.

La viscosité BrookfieldTM de la suspension est mesurée à l'aide d'un viscosimètre BrookfieldTM type RVT, à une température de 20 C et des vitesses de rotation de 10 tours par minute et 100 tours par minute avec le mobile adéquat.

Après un temps de repos de 8 jours dans le flacon, la viscosité de la suspension est mesurée* par introduction dans le flacon non agité du mobile adéquat du viscosimètre BrookfieldTM type RVT, à une température de 20 C et des vitesses de rotation de 10 tours par minute et 100 tours par minute (viscosité AVAG = avant agitation).

Les mêmes mesures de viscosité sont également effectuées une fois le flacon agité et constituent les résultats de viscosité APAG (après agitation).

Tous ces résultats expérimentaux sont consignés dans le tableau 7 suivant, qui de plus 10 indiquent la consommation en pourcentage en poids d'agent d'aide au broyage utilisé
pour obtenir la granulométrie indiquée :

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La lecture des résultats du tableau 7 montre qu'il est possible d'utiliser les polymères selon l'invention comme agent d'aide au broyage de matières minérales en suspension aqueuse, et en particulier de carbonate de calcium naturel, tout comme il est possible d'obtenir des suspensions aqueuses de carbonate de calcium naturel contenant le polymère selon l'invention.

EXEMPLE 4 :

Cet exemple concerne la mise en évidence de l'utilisation des polymères selon l'invention comme agent dispersant du kaolin. Cet exemple illustre également l'obtention de suspension aqueuse de kaolin selon l'invention.

Dans ce but, on réalise des courbes de défloculation du kaolin (kaolin SPS de Imerys) à
tester par introduction de quantité croissante de l'agent à tester dans la suspension aqueuse à 66 % en poids sec de kaolin.

Essai n 52:
Cet essai illustre l'invention et met en oeuvre le polymère selon l'invention de l'essai n 30.

Essai n 53 :

Cet essai illustre l'invention et met en oeuvre le polymère selon l'invention de l'essai n 9.

Tous les résultats expérimentaux de viscosité BrookfieldTM à 10 tr/min et 100 tr/min en fonction du taux de polymère utilisé, mesurés à l'aide d'un viscosimètre BrookfieldTM
type RVT, à une température de 20 C et des vitesses de rotation de 10 tours par minute et 100 tours par minute avec le mobile adéquat, sont consignés respectivement dans les tableaux 8 et 9 suivants :

Taux de dispersant (%) Viscosités Brookfield (mPa.s) tr/min 100 tr/min 0,15 2860 600 0,17 940 320 0,19 750 260 0,22 690 240 0,24 700 240 0,26 700 240 0,28 800 250 0,30 830 255 0,32 900 270 0,34 1020 290 0,36 1230 320 Taux de dispersant (%) Viscosités Brookfield (mPa.s) tr/min 100 tr/min 0,13 7400 1200 0,16 2100 690 0,19 1020 340 0,21 850 240 0,22 980 305 0,24 1000 305 0,27 1110 320 0,30 1210 345 0,33 1770 430 10 La lecture des résultats des tableaux 8 et 9 montre qu'il est possible d'utiliser les polymères selon l'invention comme agent dispersant ou de défloculation de matières minérales en suspension aqueuse, et en particulier de kaolin.

EXEMPLE5:

5 Cet exemple concerne la mise en évidence de l'utilisation des polymères selon l'invention comme agent dispersant du carbonate de calcium précipité (PCC).
Cet exemple illustre également l'obtention de suspension aqueuse de carbonate de calcium précipité selon l'invention.

Dans ce but, on réalise des courbes de défloculation du PCC (Socal P3 de Solvay) à
tester par introduction de quantité croissante de l'agent à tester dans la suspension aqueuse à 68 % en poids sec de PCC.

Essai n 54 :

Cet essai illustre l'invention et met en oeuvre le polymère selon l'invention de l'essai n 30.

Essai n 55 :

Cet essai illustre l'invention et met en oeuvre le polymère selon l'invention de l'essai n 9.

Tous les résultats expérimentaux de viscosité BrookfieldTM à 10 tr/min et 100 tr/min en fonction du taux de polymère utilisé, mesurés à l'aide d'un viscosimètre BrookfieldTM
type RVT, à une température de 20 C et des vitesses de rotation de 10 tours par minute et 100 tours par minute avec le mobile adéquat, sont consignés respectivement dans les tableaux 10 et 11 suivants :

Taux de dispersant (%) Viscosités Brookfield (mPa.s) tr/min 100 tr/min 0,25 31500 7050 0,35 9640 1400 0,40 6000 950 0,45 5200 840 0,50 5040 810 0,55 3880 680 0,60 3700 640 0,65 3500 610 0,70 3200 580 0,75 3200 575 0,80 3100 550 0,85 3100 550 0,90 3100 575 0,95 3100 590 1,0 3200 600 Taux de dispersant (%) Viscosités Brookfield (mPa.s) tr/min 100 tr/min 0,25 20800 3200 0,30 13400 2340 0,35 5200 870 0,40 3700 660 0,45 3350 600 0,50 2880 540 0,55 2690 530 0,60 2600 530 0,65 2500 520 0,7 2600 550 0,75 2700 570 0,80 2800 590 0,85 2910 610 0,9 3040 620 La lecture des résultats des tableaux 10 et 11 montre qu'il est possible d'utiliser les polymères selon l'invention comme agent dispersant ou de défloculation de matières minérales en suspension aqueuse, et en particulier du carbonate de calcium précipité.

EXEMPLE 6 :

Cet exemple concerne la mise en évidence de l'utilisation des polymères selon l'invention comme agent dispersant du dioxyde de titane. Cet exemple illustre également l'obtention de suspension aqueuse de dioxyde de titane selon l'invention.

Dans ce but, on réalise des courbes de défloculation du dioxyde de titane (RHD2 de Elementis) à tester par introduction de quantité croissante de l'agent à
tester dans la suspension aqueuse à 75 % en poids sec de dioxyde de titane.

Essai n 56:

Cet essai illustre l'invention et met en oeuvre le polymère selon l'invention de l'essai n 30.

Essai n 57 Cet essai illustre l'invention et met en oeuvre le polymère selon l'invention de l'essai n 9.

Tous les résultats expérimentaux de viscosité BrookfieldTM à 10 tr/min et 100 tr/min en fonction du taux de polymère utilisé, mesurés à l'aide d'un viscosimètre BrookfieldTM
type RVT, à une température de 20 C et des vitesses de rotation de 10 tours par minute et 100 tours par minute avec le mobile adéquat, sont consignés respectivement dans les tableaux 12 et 13 suivants :

% sec de Viscosité Brookfield polymère (mPa.s) tr/min 100 tr/min 0,25 4400 630 0,3 1100 280 0,4 900 220 0,5 1300 280 0,6 1700 340 0,8 2400 430 % sec de Viscosité Brookfield polymère (mPa.s) 10 tr/min 100 tr/min 0,25 1300 300 0,3 500 170 0,4 800 200 0,5 1400 300 0,6 1900 360 0,8 2800 500 La lecture des résultats des tableaux 12 et 13 montre qu'il est possible d'utiliser les polymères selon l'invention comme agent dispersant ou de défloculation de matières minérales en suspension aqueuse, et en particulier du dioxyde de titane.

EXEMPLE 7:

Cet exemple concerne mise en évidence de l'utilisation des polymères selon l'invention agent de dispersion permettant la mise en suspension aqueuse de carbonate 10 de calcium naturel broyé sans dispersant à une granulométrie dont 73 % des particules ont un diamètre inférieur à un micromètre déterminé par la mesure Sédigraph 5100 de la société Micromeritics et issu d'une reconcentration mécanique du type centrifugation consécutive à ce broyage en voie humide à faible concentration en matière sèche et sans dispersant.

Ce carbonate de calcium naturel est un marbre.

Pour chaque essai, on a préparé la suspension aqueuse de marbre par introduction, dans le gâteau issu de la centrifugation, de 0,525 % en poids sec d'agent de dispersion à
tester par rapport au poids sec dudit gâteau à mettre en suspension et de 0,225 % en poids d'acide phosphorique de manière à obtenir une suspension aqueuse de carbonate de calcium à une concentration en matière sèche égale à 72 %.

Après 20 minutes d'agitation, on récupère dans un flacon un échantillon de la suspension de carbonate de calcium obtenue et on en mesure la viscosité
BrookfieldTM
(Viscosité T = 0) à l'aide d'un viscosimètre BrookfieldTM type RVT, à une température de 25 C et une vitesse de rotation de 10 tours et 100 tours par minute avec le mobile adéquat.

Après un temps de 8 jours dans le flacon, la viscosité BrookfieldTM de la suspension est mesurée par introduction, dans le flacon non agité, du mobile adéquat du viscosimètre BrookfieldTM type RVT, à une température de 25 C et une vitesse de rotation de 10 et 100 tours par minute (viscosité AVAG = viscosité BrookfieldTM avant agitation).

Le flacon est ensuite fortement agité et soumis à la détermination de la viscosité
BrookfieldTM de la suspension à une température de 25 C et une vitesse de rotation de et 100 tours par minute (viscosité APAG = viscosité BrookfieldTM après agitation) à
l'aide du mobile adéquat du viscosimètre BrookfieldTM type RVT.

Les différents polymères testés sont :

Essai n 58_:
Pour cet essai, qui illustre l'invention, le polymère de l'essai n 37.
Essai n 59 :
Pour cet essai, qui illustre l'invention, le polymère de l'essai n 36.
Essai n 60:
Pour cet essai, qui illustre l'invention, le polymère de l'essai n 38.
Essai n 61 :
Pour cet essai, qui illustre l'invention, le polymère de l'essai n 31.
Essai n 62 :
Pour cet essai, qui illustre l'invention, le polymère de l'essai n 32.
Essai n 63 :

Pour cet essai, qui illustre l'invention, le polymère de l'essai n 33.

Tous les résultats expérimentaux sont consignés dans le tableau 14 suivant.

Co C\j Ilt N N
N Cu O
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N U) LMC) Co Co Co CD U C3 W > CL
Q Q

La lecture des résultats du tableau 14 permet de voir qu'il est possible d'utiliser les polymères selon l'invention comme agent dispersant de carbonate de calcium naturel.
EXEMPLE 8:

Cet exemple concerne l'utilisation des polymères selon l'invention dans une peinture aqueuse mate intérieure. Dans ce but, on évalue l'efficacité dispersante des polymères selon l'invention contenus dans les suspensions aqueuses de matériaux minéraux selon l'invention mises en oeuvre dans une formulation peinture mate intérieure.

Ainsi, pour les essais n 64 et 65, nous rajoutons sous agitation 0,16 % en poids sec du dispersant testé, par rapport au poids total d'une même formulation peinture aqueuse mate, dans un récipient contenant déjà 176,3 g d'eau et 1 g d'ammoniaque à 28 %.
Après quelques secondes d'agitation suivant l'introduction du polymère à
tester dans l'eau ammoniaquée, on introduit successivement les autres constituants de la dite peinture aqueuse mate qui sont :
2,3 g d'un biocide commercialisé par la société TROY sous le nom de 2,3 g d'un antimousse comm ercialisé par la société TEGO sous le nom de TEGO

90 g d'oxyde de titane rutile commercialisé par la société MILLENIUM sous le nom TIONA*RL68 272 g de carbonate de calcium naturel commercialisé par la société OMYA sous le nom DURCALTM 5 223 g de carbonate de calcium naturel commercialisé par la société OMYA sous le nom HYDROCARBTM
130 g d'un liant styrène-acrylique en dispersion commercialisé par la société
CLARIANT sous le nom de MOWILITH LDM 1871*

* (marques de commerce) 22 g d'un épaississant commercialisé par la société COATEX sous le nom qsp 1000 g en eau.

Les divers essais sont :
Essai n 64:

Cet essai illustre l'invention et met en oeuvre le polymère selon l'invention de l'essai n 30.

Essai n 65 :

Cet essai illustre l'invention et met en oeuvre le polymère selon l'invention de l'essai n 9.

Pour chacun de ces essais, après quelques minutes d'agitation de la composition aqueuse ainsi réalisée, on mesure les viscosités BrookfieldTM des différentes compositions à 25 C, à 10 tours par minute et 100 tours par minute à l'aide d'un viscosimètre BrookfieldTM type RVT équipé du mobile adéquat.

La stabilité rhéologique dans le temps et en température des formulations est déterminée par la mesure des viscosités BrookfieldTM à 10 tours par minute et 100 tours par minute à 25 C de ces formulations après un stockage sans agitation de 24 heures, d'une semaine et d'un mois à température ambiante.
Elle est également déterminée par la viscosité ICI, qui est la viscosité à
haut gradient de vitesse de cisaillement (10000 s-1) mesurée à l'aide d'un viscosimètre cone plan.

On mesure également la viscosité Stormer (KU) exprimée en Krebs Unit déterminée à
l'aide d'un viscosimètre Stormer.

Tous les résultats sont rassemblés dans le tableau 15 suivant :

Essai n 64 65 T = 24H ICI (P) 2,2 2,2 Viscosité 10 tr/min 20400 19100 Brookfield (mPa.s) 100 tr/min 4300 4200 Viscosité Stormer (K.U) 116 115 T = 1 sem. ICI (P) 2,2 2,2 Viscosité 10 tr/min 18200 17300 Brookfield (mPa.s) 100 tr/min 4100 3900 Viscosité Stormer (K.U) 117 114 T = 1 sem. 50 C ICI (P) 2,2 2,1 Viscosité 10 tr/min 20400 20100 Brookfield (mPa.s) 100 tr/min 4300 4000 Viscosité Stormer (K.U) 121 123 T = 1 mois ICI (P) 2,2 2,2 Viscosité 10 tr/min 19100 18400 Brookfield (mPa.s) 100 tr/min 4200 3800 Viscosité Stormer (K.U) 118 115 T = 1 mois 50 C ICI (P) 2,2 2,1 Viscosité 10 tr/min 20800 20600 Brookfield (mPa.s) 100 tr/min 4200 4100 Viscosité Stormer (K.U) 123 126 La lecture du tableau 15 permet de constater que les polymères selon l'invention peuvent être utilisés dans le domaine de la peinture.

EXEMPLE 9:

Cet exemple concerne l'utilisation des polymères selon l'invention dans le domaine de la céramique.

Dans ce but, on évalue l'efficacité dispersante des polymères selon l'invention contenus dans les suspensions aqueuses d'argile selon l'invention mises en oeuvre dans le domaine de la céramique.

Pour ce faire et pour chacun des essais n 66 à 68, 300 g d'argile standard pour barbotine sont introduits dans un bêcher en plastique de 1 litre et muni d'une pâle d'agitation de 60 mm de diamètre. L'argile introduite est empâtée avec 122,5 g d'eau correspondant ainsi à une concentration en matière sèche de 71 %.

On rajoute alors 0,20 % en poids sec du dispersant testé, par rapport au poids sec d'argile, puis après 10 minutes d'agitation à une vitesse de 750 tours par minute, on mesure la viscosité de la barbotine par mesure du temps d'écoulement de la barbotine dans une pipette de 100 ml.
Il est à noter que pour l'essai témoin, la suspension est trop visqueuse et le mesure de viscosité impossible.

Après la mesure de cette viscosité, on introduit à nouveau dans le bêcher 0,031 % en poids sec du polymère testé, par rapport au poids sec d'argile, puis après les 10 minutes d'agitation à la même vitesse, on mesure la viscosité de la barbotine obtenue et ainsi de suite pour les ajouts successifs du polymère à tester.
Ces ajouts correspondent aux doses totales égales respectivement à 0,25 %, 0,275 %, 0,312 %, 0,347 %.

Les divers essais sont les suivants Essai n 66 Cet essai est un témoin et met en oeuvre un polyacrylate de sodium classique obtenu par un procédé de polymérisation classique Essai n 67 Cet essai illustre l'invention et met en oeuvre le polymère selon l'invention de l'essai n 39.

Essai n 68 Cet essai illustre l'invention et met en oeuvre le polymère selon l'invention de l'essai n 31.

Tous les résultats expérimentaux sont consignés dans le tableau 16 qui suit.

TEMPS D'ECOULEMENT A LA PIPETTE (s) ESSAI N Témoin 66 Invention 67 Invention 68 0,2 - 36 96 0,231 144,06 25 37,8 0,25 67,9 20,94 30,5 0,275 37,98 18,7 26,2 0,312 28,51 17,5 23,5 0,347 24,72 17,2 23,9 La lecture des résultats du tableau 16 montre que l'utilisation des polymères dans le domaine de la céramique est possible et que les barbotines ou suspensions d'argile selon l'invention sont meilleures que celle de l'art antérieur.

EXEMPLE 10:

Cet exemple concerne l'utilisation d'une suspension aqueuse de charge minérale selon l'invention dans le domaine du papier.

Il concerne plus particulièrement la détermination des différentes valeurs de viscosité
BrookfieldTM d'une sauce de couchage 100 % kaolin.

Essai n 69 Pour ce faire, on réalise une sauce de couchage illustrant l'invention par introduction, dans un bêcher de 500 ml, de 0,15 % en poids sec, par rapport au poids sec de kaolin, du polymère de l'essai n 39 selon l'invention et de la quantité d'eau nécessaire pour obtenir un extrait sec final de 65 %.

On agite ensuite pendant 2 minutes puis on ajoute sous agitation 500 g de kaolin pulvérulent (kaolin SPS vendu par Imerys) en veillant à avoir un pH de l'ordre de 8,6 0,2 par ajustement à la soude à 12,5%.

L'ajout terminé, l'agitation est maintenue pendant 15 minutes avant l'introduction de 12 % en poids sec, par rapport au poids sec de kaolin, d'un latex styrène-butadiène commercialisé par la société DOW sous le nom de DL 950.

Après 10 minutes d'agitation, la concentration en matière sèche de la sauce obtenue est ajustée à 65 %.

Les viscosités BrookfieldTM sont alors déterminées à 10 et 100 tours par minute à 25 C
à l'aide d'un viscosimètre BrookfieldTM de type DV-1 équipé du mobile adéquat et ont pour valeur :

5 Viscosité BrookfieldTM 10 t/min. = 900 mPa.s Viscosité BrookfieldTM 100 t/min. = 300 mPa.s.

La lecture de ces résultats montrent que les caractéristiques rhéologiques de la sauce de couchage selon l'invention permettent d'utiliser les suspensions aqueuses selon 10 l'invention dans le domaine papetier et en particulier le couchage du papier.

Claims (22)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour l'homopolymérisation de l'acide acrylique et de ses sels ou de copolymérisation de l'acide acrylique et de ses sels avec un ou plusieurs monomères hydrosolubles, en solution aqueuse et en l'absence de solvant autre que l'eau, par mise en contact, dans l'eau, d'un agent de transfert, d'au moins un monomère de l'acide acrylique et éventuellement un ou plusieurs monomères hydrosolubles, pour l'obtention de polymères non réticulés, caractérisé en ce qu'on utilise comme agent(s) de transfert des produits choisis parmi:

et en ce que les paramètres de réaction et le choix des agents de transfert sont adaptés de telle sorte qu'il permet d'atteindre simultanément les quatre critères ci-dessous:
a) un indice de polymolécularité expérimental IP exp < 2 pour des masses molaires M n supérieures à 1 000 Daltons, sans séparation physique ou physico-chimique, b) absence de gel à la polymérisation à des taux de conversion supérieurs à
90%, c) un taux de conversion > 90% au bout de 4 heures à 100°C, et d) en utilisant une quantité d'agent(s) de transfert comprise entre 0,01% et 5% en poids.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les produits utilisés comme agents de transfert sont choisis parmi:

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un cinquième critère soit également simultanément atteint à savoir que les masses molaires en nombre augmentent de manière strictement monotone lorsque l'avancement de la réaction augmente.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les produits utilisés comme agents de transfert sont choisis parmi:

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les limites de quantité d'agent de transfert sont fixées de telle façon que le rapport molaire d'agent de transfert à monomère soit compris entre 0,01 et 50%.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le ou les monomères hydrosolubles sont choisis parmi l'acide méthacrylique, l'acide itaconique, l'acide maléique, l'acide fumarique, l'acide 2-acrylamido-2-méthyl-1-propane sulfonique sous forme acide ou partiellement neutralisée, l'acide 2-méthacrylamido-2-méthyl-1-propane sulfonique sous forme acide ou partiellement neutralisée, l'acide 3-méthacrylamido-2-hydroxy-1-propane suifonique sous forme acide ou partiellement neutralisée, l'acide allylsulfonique, l'acide méthallylsulfonique, l'acide allyloxybenzène sulfonique, l'acide méthallyloxybenzène sulfonique, l'acide 2-hydroxy-3-(2-propényloxy)propane sulfonique, l'acide 2-méthyl-2-propène-1-sulfonique, l'acide éthylène sulfonique, l'acide propène sulfonique, l'acide 2-méthyl sulfonique, l'acide styrène sulfonique ainsi que tous leurs sels, l'acide vinyl sulfonique, le méthallylsulfonate de sodium, l'acrylate ou méthacrylate de sulfopropyle, le sulfométhylacrylamide, le sulfométhylméthacrylamide, l'acrylamide, le méthylacrylamide, le n-méthylolacrylamide, le n-acryloylmorpholine, le méthacrylate d'éthylène glycol, l'acrylate d'éthylène glycol, le méthacrylate de propylène glycol, l'acrylate de propylène glycol, l'acide propène phosphonique, le phosphate d'acrylate, le phosphate de méthacrylate d'éthylène ou propylène glycol, la vinylpyrrolidone, le méthacrylamido propyl triméthyl ammonium chlorure ou sulfate, le méthacrylate de triméthyl ammonium éthyl chlorure ou sulfate, leurs homologues en acrylate et en acrylamide quaternisés ou non, le diméthyldiallylchlorure d'ammonium, et leurs mélanges.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on obtient des masses molaires Mn comprise entre 2000 à 15 000 Daltons.

8. Utilisation d'agents de transfert pour la polymérisation en solution aqueuse de l'acide acrylique et de ses sels, visant à obtenir un indice de polymolécularité
expérimental IP exp < 2, caractérisée en ce que lesdits agents de transfert sont utilisés dans le procédé selon la revendication 1 et sont choisis parmi:

et en ce que en ce que les paramètres de réaction et le choix des agents de transfert sont adaptés de telle sorte qu'il permet d'atteindre simultanément les quatre critères ci-dessous:
a) un indice de polymolécularité expérimental IP exp < 2 pour des masses molaires M n supérieures à 1 000 Daltons, sans séparation physique ou physico-chimique, b) absence de gel à la polymérisation même à des taux de conversion supérieurs à 90%, c) un taux de conversion > 90% au bout de 4 heures à 100°C, et d) en utilisant une quantité d'agent(s) de transfert comprise entre 0,01% et 5%
en poids.

9. Utilisation d'agents de transfert selon la revendication 8, caractérisée en ce que lesdits agents de transfert sont choisis parmi:

10. Utilisation d'agents de transfert selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'un cinquième critère soit également simultanément atteint à savoir que les masses molaires en nombre augmentent de manière strictement monotone lorsque l'avancement de la réaction augmente.

11. Utilisation d'agents de transfert selon la revendication 10, caractérisée en ce que lesdits agents de transfert sont choisis parmi:

12. Utilisation d'agents de transfert selon l'une quelconque des revendications 8 à
11, caractérisée en ce que le ou les monomères hydrosolubles sont choisis parmi l'acide méthacrylique, l'acide itaconique, l'acide maléique, l'acide fumarique, l'acide 2-acrylamido-2-méthyl-1-propane sulfonique sous forme acide ou partiellement neutralisée, l'acide 2-méthacrylamido-2-méthyl-1-propane sulfonique sous forme acide ou partiellement neutralisée, l'acide 3-méthacrylamido-2-hydroxy-1-propane sulfonique sous forme acide ou partiellement neutralisée, l'acide allylsulfonique, l'acide méthallylsulfonique, l'acide allyloxybenzène sulfonique, l'acide méthallyloxybenzène sulfonique, l'acide 2-hydroxy-3-(2-propényloxy)propane sulfonique, l'acide 2-méthyl-2-propène-1-sulfonique, l'acide éthylène suifonique, l'acide propène sulfonique, l'acide 2-méthyl sulfonique, l'acide styrène sulfonique ainsi que tous leurs sels, l'acide vinyl sulfonique, le méthallylsulfonate de sodium, l'acrylate ou méthacrylate de sulfopropyle, le sulfométhylacrylamide, le sulfométhylméthacrylamide, l'acrylamide, le méthylacrylamide, le n-méthylolacrylamide, le n-acryloylmorpholine, le méthacrylate d'éthylène glycol, l'acrylate d'éthylène glycol, le méthacrylate de propylène glycol, l'acrylate de propylène glycol, l'acide propène phosphonique, le phosphate d'acrylate ou méthacrylate d'éthylène ou propylène glycol, la vinylpyrrolidone, le méthacrylamido propyl triméthyl ammonium chlorure ou sulfate, le méthacrylate de triméthyl ammonium éthyl chlorure ou sulfate, leurs homologues en acrylate et en acrylamide quaternisés ou non, le diméthyldiallylchlorure d'ammonium, et leurs mélanges.

13. Homopolymère ou copolymère de l'acide acrylique et de ses sels, obtenu par le procédé tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 6, et ayant une masse molaire moyenne en nombre Mn supérieure à 1000 Daltons et un indice de polymolécularité expérimental 1P exp <2.

14. Homopolymère ou copolymère selon la revendication 13, ayant une masse molaire moyenne en nombre Mn comprise entre 2000 et 15000 Daltons.

15. Utilisation d'un homopolymère ou d'un copolymère tel que défini dans la revendication 13 ou 14, dans le domaine papetier, pétrolier, de la peinture, du traitement des eaux, de la détergence, de la céramique, des ciments, des liants hydrauliques, des travaux publics, des encres, des vernis, de l'encollage des textiles ou du finissage du cuir.

16. Suspension aqueuse de charges minérales caractérisée en ce qu'elle contient un homopolymère ou un copolymère de l'acide acrylique et de ses sels tel que défini dans la revendications 13 ou 14.

17. Suspension aqueuse de charges minérales selon la revendication 16, caractérisée en ce qu'elle contient de 0,05% à 5% en poids sec dudit homopolymère ou copolymère par rapport au poids sec total des charges minérales.

18. Suspension aqueuse de charges minérales selon la revendication 16 ou 17, caractérisée en ce que la charge minérale est choisie parmi le carbonate de calcium naturel, le carbonate de calcium synthétique encore appelé carbonate de calcium précipité, les dolomies, l'hydroxyde de magnésium, le kaolin, le talc, le gypse, l'oxyde de titane, et l'hydroxyde d'aluminium.

19. Suspension aqueuse de charges minérales selon la revendication 18, dans laquelle le carbonate de calcium naturel est issu de la calcite, de la craie ou du marbre.

20. Un papier fabriqué et/ou couché, caractérisé en ce qu'il contient la suspension aqueuse de charges minérales selon l'une quelconque des revendications 16 à
19.

21. Formulation de peinture caractérisée en ce qu'elle contient la suspension aqueuse de charges minérales selon l'une quelconque des revendications 16 à
19.

22. Utilisation d'une suspension aqueuse de charges minérales telle que définie dans l'une quelconque des revendications 16 à 19 dans une boue de forage.