"Procédé pour l'élimination de monomères
de produits de polymérisation" <EMI ID=1.1>
fectionné pour éliminer et récupérer d'une manière aisée et efficace et sans provoquer de pollution de l'air, tout monomère
ou tous monomères résiduels non polymérisés d'une suspension de polymérisat produite par la polymérisation en suspension de chlorure de vinyle ou de chlorure de vinylidène ou de son mélange avec un monomère copolymérisable, en milieu aqueux.
Il s'est récemment posé le très difficile problème d'élimination complète de la suspension de polymérisat du ou des monomères résiduels constitués de chlorure de vinyle ou de chlorure de vinylidène contenus dans une suspension de polymérisat produite par la polymérisation ou la copolymérisation en suspension du monomère, en mettant en oeuvre n'importe quel moyen , afin d'éliminer les effets délétères que les monomères résiduels non polymérisés peuvent avoir sur la santé humaine. Le monomère résiduel est habituellement émis dans l'atmosphère lorsque les polymérisats sont traités et, par exemple, séchés, ce qui entraîne une pollution de l'air et un milieu de travail insalubre.
Au surplus, le monomère qui subsiste dans les polymérisats de résine a, au surplus, des chances de s'échapper des résines au cours de la fabrication et a même la possibilité de subsister dans les articles manufacturés. Par conséquent, il est tout à fait souhaitable de réduire la teneur en monomère résiduel et non polymérisé subsistant dans la résine finie à un minimum au cours du post-traitement de la résine polymérisée, de façon à recueillir et à récupérer le monomère résiduel en question.
La plupart des procédés de la technique antérieure
les plus courants d'élimination du chlorure de vinyle ou du chlorure de vinylidène de polymérisats obtenus par polymérisation en suspension des monomères en question dans un milieu aqueux se fondent sur n'importe laquelle des méthodes suivantes ou résultent de combinaisons de ces méthodes:
(a) Méthode selon laquelle on chauffe le polymérisat afin d'en évaporer tout monomère résiduel qu'il pourrait contenir.
(b) Méthode selon laquelle le polymérisat est maintenu sous pression réduite.
(c) Méthode selon laquelle le polymérisat est soumis à une aération par insufflation d'air.
La mise en oeuvre de ces procédés n'a permis d'abaisser la concentration du monomère résiduel que d'une manière extrême- <EMI ID=2.1>
ment difficile en dessous de 100 p.p.m. dans le gaz évacué par
la sortie d'un appareil de séchage ou jusqu'à environ 50 p.p.m.
et 300 p.p.m. dans les résines finies possédant des degrés de polymérisation de 1.000 et 800 respectivement. La valeur d'un degré de polymérisation tel qu'utilisé dans le présent mémoire
et les revendications qui le terminent est déterminée selon la norme industrielle japonaise (JIS), K 6721.
Il peut évidemment être possible d'améliorer l'élimination du monomère résiduel dans une certaine mesure en se servant de températures élevées et d'un vide poussé, mais ceci entraîne un sacrifice de la productivité, l'accroissement du coût de la production et l'abaissement de la qualité du produit, en raison de la consommation accrue d'énergie et de chaleur, comme aussi
de la plus longue durée de traitement et également du danger de décomposition de la résine par le fait d'un chauffage prolongé à une température élevée.
Au surplus, les procédés de la technique antérieure susmentionnés sont désavantageux par le fait que la récupération du monomère éliminé est coûteuse et laborieuse étant donné que le monomère séparé du polymérisat sous la forme de vapeur est habituellement fortement dilué par d'importants volumes d'air ou d'autres gaz inertes dont il est très difficile à séparer et à récupérer.
La présente invention a donc pour objet un procédé pour éliminer et récupérer le ou les monomères résiduels non polymérisés d'une suspension de polymérisat produite par la polymérisation en suspension de chlorure de vinyle ou de chlorure de vinylidène ou de leurs mélanges à un monomère copolymérisable, dans un milieu aqueux, élimination et récupération pratiquement parfaites et exemptes des désavantages inhérents à la réalisation des procédés de la technique antérieure.
Conformément au procédé selon l'invention, tout monomère ou tous monomères résiduels non polymérisés peuvent être aisément et efficacement éliminés et récupérés d'une suspension de polymérisat produite par la polymérisation en suspension de chlorure de vinyle ou de chlorure de vinylidène ou de leur mélange à un monomère copolymérisable, dans un milieu aqueux, par les étapes consistant à (a) déshydrater la suspension de polymérisat de façon à obtenir un gâteau humide, (b) introduire le gâteau humide ainsi obtenu dans un récipient équipé d'un moyen d'agitation, (c) chauffer le gâteau humide jusqu'à une température supérieure à 60[deg.]C cependant qu'une atmosphère humide règne dans le récipient et tout en maintenant la teneur en eau du gâteau humide à un <EMI ID=3.1>
(d)
évacuer du récipient les vapeurs du ou des monomères produites lors de la mise en oeuvre de l'étape (c), afin de recueillir et récupérer les vapeurs en question.
Au cours des premiers stades des recherches effectuées par la demanderesse, celle-ci a entrepris des essais à l'échelle du laboratoire destinés à récupérer du chlorure de vinyle monomère d'un polymérisat, selon cinq modes opératoires différents, c'est-à-dire (1) soumission de la suspension de polymérisat à une distillation par entraînement à la vapeur d'eau, (2) soumission du gâteau humide du polymérisat à une distillation par entraînement à la vapeur d'eau, (3) chauffage du gâteau humide du polymérisat, (4) insufflation d'azote gazeux sec dans le gâteau humide du polymérisat et (5) soumission du gâteau humide du polymérisat à une élimination du monomère sous pression réduite. Les conditions des essais et les résultats obtenus (récupération de monomère en pourcentages) figurent dans le tableau qui suit.
<EMI ID=4.1>
La demanderesse a conclu des résultats susmentionnés que
la récupération du chlorure de vinyle monomère du gâteau humide
était plus efficace que celle de la suspension de polymérisat et
que l'élimination du monomère du gâteau humide par entraînement
à la vapeur d'eau était plus efficace que celle obtenue par chauf- fage. Les résultats précités ont appris à la demanderesse que
l'on pouvait également obtenir des pourcentages supérieurs de récupération par distillation par entraînement à la vapeur d'eau lorsque la température à l'intérieur du récipient d'essai était <EMI ID=5.1>
plus élevée et que la différence de température existant entre l'intérieur et l'extérieur du récipient était supérieure et que
la qualité de la résine finie pouvait pratiquement être conservée sans altération lorsque le gâteau humide était soumis à une distillation par entraînement à la vapeur d'eau sur une période de temps prolongée dans le récipient chauffé à une température élevée.
D'autres recherches poussées effectuées par la demanderesse ont fini par permettre la mise au point du procédé con- . forme à l'invention selon lequel le gâteau humide du polymérisat qui a été déshydraté dans une certaine mesure est introduit dans un récipient équipé d'un moyen agitateur et d'un moyen de chauffage externe, puis est chauffé et agité à grande vitesse dans
une atmosphère humidifiée en laissant une partie de l'eau contenue dans le gâteau humide s'évaporer et former de la vapeur d'eau
ou en introduisant de la vapeur d'eau dans le récipient, si bien que tout chlorure de vinyle monomère résiduel s'échappe du polymérisat sous la forme de vapeur, et accompagne la vapeur d'eau qui sort du récipient, de façon à être finalement recueilli et récupéré.
Conformément à ce procédé, on peut régler la teneur en eau_du gâteau humide du polymérisat à une valeur variant de 10 à
50% en poids, sur base du poids du polymère sec, cette teneur en eau du gâteau devant être constamment maintenue à un taux non inférieur à 60% du taux initial existant avant de procéder au chauffage, si bien que le chlorure de vinyle monomère résiduel contenu dans le.polymérisat peut pratiquement totalement s'échapper du polymérisat. Le chlorure de vinyle monomère qui s'échappe de la sorte est ensuite amené à sortir du récipient sous la forme de vapeur concentrée que l'on peut aisément recueillir sans être diluée par d'importants volumes d'air ou de gaz inertes.
Ainsi, le procédé conforme à la présente invention présente plusieurs avantages lors de l'élimination et de la récupération de chlorure de vinyle monomère résiduel par rapport
aux procédés classiques, les avantages du procédé conforme à l'invention comprenant, par exemple, une élimination plus complète du monomère, une durée de traitement nécessaire à la récupération du monomère fortement raccourcie et un procédé pour recueillir et purifier le monomère vaporisé d'une mise en oeuvre très aisée.
Pour décrire le procédé conforme à la présente invention avec de plus amples détails, la suspension du polymérisat de
n chlorure de vinyle est d'abord déshydratée par un moyen convenable, comme par centrifugation ou filtration, en gâteau humide contenant de 10% à 50% en poids d'eau, sur base du poids du monomère sec
et le gâteau humide ainsi produit est ensuite chauffé dans une atmosphère humidifiée sous une agitation à grande vitesse, tandis que sa teneur en eau est constamment maintenue à une proportion non inférieure à 60% de sa teneur en eau avant de procéder au chauffage. Le maintien de ce niveau de teneur en eau dans le gâteau humide au cours du traitement à chaud constitue une caractéristique essentielle de la présente invention. Ainsi, lorsque la proportion d'eau devient inférieure à 60% ou, en d'autres mots, qu'une trop grande quantité d'eau est évaporée, un plus fort apport de chaleur est nécessaire et, par conséquent, il est alors indispensable de faire appel à un matériel de plus grandes dimensions pour fournir une surface de chauffage plus importante, ce qui entraîne concomitamment l'apparition de problèmes posés par
un coût de production élevé et la difficulté d'entretien du matériel en question. Au surplus, la production d'importantes quantités d'eau évaporée s'accompagne nécessairement de l'emploi d'importants volumes de gaz inertes dont il est bien difficile de séparer le chlorure de vinyle monomère.
Le récipient convenant au traitement^du gâteau humide
du polymérisat conformément au procédé selon l'invention, peut être constitué par n'importe quel type de récipient pouvant être hermétiquement fermé dans lequel le gâteau humide est vigoureusement agité par rotation d'un tambour, comme c'est le cas d'un séchoir rotatif, ou dans lequel le gâteau humide est agité par fluidisation et le récipient en question est de préférence équipé d'un agitateur comme moyen pour réaliser l'agitation. Il est souhaitable que le récipient soit hermétiquement fermé, si bien que la pénétration d'air ou de tout autre gaz inerte dans le récipient puisse être empêchée dans la mesure du possible au cours des opérations comprenant l'introduction du gâteau humide et l'évacuation du gâteau traité et de la vapeur de monomère séparée en même temps que de la vapeur d'eau.
Le récipient en question peut être relié à une pompe à vide ou à une soufflante afin d'accélérer l'échappement de la vapeur de monomère du gâteau humide.
Le mécanisme selon lequel l'échappement du chlorure de vinyle monomère du polymérisat s'effectue de manière très efficace conformément au procédé selon l'invention est probablement le suivant, bien que la demanderesse ne désire* nullement se limiter à de quelconques théories. Lorsque le gâteau du polymérisat humide est introduit dans le récipient et agité à haute vitesse
à l'aide d'un moyen d'agitation, par exemple un agitateur installé dans le récipient, le gâteau humide se déplace fréquemment selon un mouvement de va-et-vient entre les parois opposées du récipient et l'arbre et les lames de l'agitateur. Etant donné que la température des parois du récipient est bien plus élevée que celle du gâteau humide, la température du gâteau humide qui entre en contact avec les surfaces de la paroi du récipient s'élève par échange thermique et provoque, par conséquent, la vaporisation de l'eau et du chlorure de vinyle monomère contenus dans
le gâteau humide ainsi que leur dégagement simultané. Lorsque, d'autre part, le gâteau s'écarte des surfaces de la paroi du récipient, sa température diminue et la vapeur d'eau de l'atmosphère ambiante se condense sur le gâteau humide, tandis que la vapeur de chlorure de vinyle monomère libérée subsiste à l'état non condensé. Ainsi, des opérations d'évaporation et de condensation répétées de l'eau conduisent à une élimination pratiquement complète du monomère du gâteau et la vapeur de monomère ainsi libérée sort du récipient, accompagnée de la vapeur d'eau.
Ainsi qu'il ressort parfaitement bien de la description précédente, la vitesse d'agitation doit, conformément à la présente invention, être maintenue entre des limites relativement étroites. Lorsqu'un agitateur comportant plusieurs lames est
mis en oeuvre comme moyen d'agitation, sa vitesse périphérique varie, de préférence, de 2 à 10 mètres/seconde. Si l'on fait fonctionner l'agitateur à une vitesse inférieure à 2 mètres/ seconde, le coefficient global de transfert de chaleur qui a lieu aux surfaces de la paroi du récipient devient insuffisant et il est nécessaire dans ce cas de se servir d'un plus grand récipient à surfaces de chauffage plus grandes afin de compenser le coefficient de transfert de chaleur global réduit. D'autre part, le fonctionnement de l'agitateur à une vitesse supérieure à 10 mètres/seconde provoque une trop forte consommation d'énergie, ce qui entraîne des coûts plus élevés d'installation et de fonctionnement ainsi que des difficultés d'entretien de l'installation en question.
Comme on l'a mentionné précédemment, le chauffage du gâteau humide du polymérisat de chlorure de vinyle s'effectue, conformément au procédé selon l'invention, sous agitation dans une atmosphère humidifiée. L'humidité de l'atmosphère convenant aux fins de l'invention est telle que la différence entre la température de la phase gazeuse et la température lue au thermomètre
à réservoir mouillé (appelée, dans la suite du présent mémoire
et les revendications qui le terminent, "température à réservoir mouillé") de la phase gazeuse n'excède pas 30[deg.]C dans la plupart des parties du récipient, afin de chasser le monomère résiduel
du polymérisat avec la plus haute efficacité et sans dilution par des gaz inertes. Lorsque la différence est supérieure à 30[deg.]C, le gâteau de polymérisat devient sec au point que sa teneur en eau s'abaisse jusqu'au dessous de 60% par rapport à la teneur en eau initiale du gâteau avant de soumettre celui-ci au traitement à chaud, ne permettant pas dans ce cas de bénéficier du mécanisme d'échappement ou de dégagement du monomère susmentionné. Les conditions d'humidité précitées peuvent être réalisées en introduisant de la vapeur d'eau dans le récipient à partir de l'extérieur ou en chauffant le gâteau de polymérisat ayant une teneur en eau convenable par l'utilisation d'un moyen de chauffage externe pour engendrer de la vapeur d'eau dans le récipient.
Le traitement du gâteau humide dans le récipient peut s'effectuer selon une opération discontinue ou selon une opération continue. Lorsque l'on fait appel à un fonctionnement continu, le récipient doit être équipé d'un moyen de fermeture étanche, comme une vanne rotative, une soupape double et une boite d'étanchéité afin de garantir une fermeture étanche aux gaz à l'entrée pour l'introduction et une fermeture étanche aux gaz à la sortie pour l'évacuation du gâteau humide. La vapeur de monomère dégagée du gâteau humide dans le récipient est évacuée en même temps que de la vapeur d'eau introduite dans le récipient ou engendrée dans ce dernier. Les vapeurs sont entraînées hors du récipient soit
en évacuant celui-ci en se servant d'une soufflante ou en se servant d'une pompe à vide ou par entraînement avec de petits volumes d'un gaz inerte, comme de l'air, de l'azote ou de l'anhydride carbonique, insufflé dans le récipient à condition que la dilution concomitante de la vapeur de monomère par le gaz inerte ne s'élève pas au point d'altérer sensiblement les avantages dont la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention permet autrement de bénéficier.
t\ Conformément au procédé selon la présente invention,
on chauffe le gâteau humide jusqu'au dessus de 60[deg.]C, tout en maintenant la différence existant entre la température et la température à réservoir mouillé de la phase gazeuse à une
valeur inférieure à 30[deg.]C, de préférence, 15[deg.]C. La vapeur de monomère à faille point d'ébullition est considérée comme se comportant d'une façon analogue à un gaz inerte à la température de la phase gazeuse et, par conséquent, la température à réservoir mouillé de la phase gazeuse est déterminée en fonction de la composition de la phase gazeuse comprenant de la vapeur d'eau
et des gaz inertes non condensables, vapeur de monomère incluse.
La température.à réservoir mouillé convenant pour une phase gazeuse avec une certaine composition de gaz peut être déterminée de manière exacte et aisée en prenant la température
à réservoir mouillé réelle de la phase gazeuse à la température particulière de la même phase gazeuse. Cependant, on peut la déterminer de manière approximative à partir d'un diagramme d'humidité basé sur la phase gazeuse sèche composée de la vapeur de monomère et du gaz inerte. Une humidité plus élevée correspond naturellement à une température à réservoir mouillé plus élevée, avec une quantité accrue de vapeur d'eau dans la phase gazeuse.
Naturellement, la température à réservoir mouillé de
la phase gazeuse doit être supérieure à 60[deg.]C, c'est-à-dire à
la température à laquelle le gâteau de polymérisat humide doit être chauffé. A l'état idéal, la température du polymérisat atteindra la température à réservoir mouillé de la-phase gazeuse en une courte période de temps. Cependant, lors du fonctionnement réel, les températures de la phase gazeuse et du polymérisat peuvent varier en fonction des conditions d'introduction et d'évacuation du gâteau humide et des gaz, comme aussi de la vitesse d'évaporation d'une faible quantité d'eau dans des conditions proches de la saturation.
Au surplus, la température du polymérisat et la température à réservoir mouillé de la phase gazeuse ne sont pas toujours, au sens strict du terme, uniformes de lieu en lieu dans le récipient et de temps en temps, au cours du traitement, en raison de l'inhomogénéité de l'espace' dans le récipient et, dans certains cas, la température du gâteau humide devient inférieure à la température à réservoir mouillé de la phase gazeuse, selon la vitesse d'évaporation de l'eau du gâteau humide en question.
�
Lorsque la température de la phase gazeuse est indûment élevée avec une composition constante de la phase gazeuse
et avec une température à réservoir mouillé constante de la phase gazeuse, la température du gâteau humide s'accroit constamment parallèlement à l'évaporation de l'eau, même dans les conditions de quasi-saturation. Par conséquent, la qualité du produit ainsi obtenu s'abaisse avec l'apparition de proportions excessives d'évaporation d'eau. Par conséquent, la température
de la phase gazeuse doit être inférieure à 120[deg.]C ou, de préférence, inférieure à 105[deg.]C.
La vapeur de monomère dégagée du gâteau humide par
la mise en oeuvre du traitement susmentionné est évacuée du récipient, par exemple, en maintenant la pression totale à l'intérieur du récipient supérieure à la pression atmosphérique. Selon une forme de réalisation préférée du procédé selon l'invention, conformément à laquelle la tension partielle de la vapeur de monomère est très faible, à savoir inférieure à un dixième de la pression de vapeur de l'eau, la pression totale n'est seulement déterminée que par la pression ou tension de vapeur de l'eau. Par conséquent, afin de conserver une pression totale à l'intérieur du récipient supérieure à la pression atmosphérique, la tension partielle de l'eau doit être augmentée
en élevant la température de la phase gazeuse à l'intérieur du récipient, ou en ajoutant certaines quantités d'un gaz inerte.
Il n'est pas souhaitable d'élever par trop la température de la phase gazeuse en raison de l'altération éventuelle de la qualité du produit et de l'évaporation excessive d'eau
du gâteau humide, ainsi qu'on l'a déjà décrit précédemment. Cependant, du point de vue pratique, une telle température élevée de la phase gazeuse, qui est amenée, par exemple, par l'introduction de vapeur d'eau à une température élevée en suffisance pour rendre la phase gazeuse sursaturée, peut être mise en oeuvre si l'élimination du monomère du polymérisat et l'enlèvement du polymérisat traité du récipient sont achevés avant que la température du polymérisat soit si élevée. Il est également possible de maintenir la pression à l'intérieur du récipient quelque peu au-dessous de la pression atmosphérique, lorsque on a l'intention d'effectuer le traitement avec des quantités réduites d'un gaz inerte et à la température de la phase gazeuse qui n'entraîne pas de difficultés quant à la qualité du'produit et à l'évaporation de l'eau.
La durée nécessaire au traitement dans le récipient varie de 1 minute à 1 heure et est de préférence de 10 minutes,
à compter depuis le moment où la température a atteint 60[deg.]C. Cette durée de traitement suffit, dans la plupart des cas, pour l'élimination du monomère, cependant que toute durée plus longue entraîne l'apparition d'effets défavorables sur la qualité du produit. Il est également possible d'abréger la durée jusqu'à une période variant de 1 à 5 minutes, si on le souhaite. Au surplus, s'il est souhaitable de réduire la quantité de monomère résiduel à l'étape de finition, la concentration en volume du monomère gazeux dans la composition gazeuse totale (c'est-à-dire vapeur de monomère, gaz inertes et vapeur d'eau) doit être maintenue
en dessous de 30% ou, de préférence, en dessous de 10%.
Lorsque le récipient est équipé d'une chemise de chauffage, la température de la chemise doit être réglée de façon à être supérieure à la température à réservoir mouillé de la phase gazeuse à l'humidité de saturation, à savoir de 60 à 140[deg.]C, de préférence, de 80 à 120[deg.]C. Si la température de la chemise est inférieure aux limites susmentionnées, il est difficile de maintenir le gâteau humide en traitement à une température supérieure à 60[deg.]C et, d'autre part, si la température de la chemise est réglée au-dessus des limites précitées, cela n'est pas souhaitable du point de vue de la conservation de la qualité du produit obtenu.
La vapeur de monomère une fois évacuée du récipient est recueillie et récupérée selon des procédés connus, comme par condensation, adsorption et absorption.
L'invention sera à présent mieux décrite encore en se référant à la figure unique du dessin ci-annexé qui représente une vue en coupe schématique d'un appareil pour le traitement conforme à l'invention d'un gâteau de polymérisat humide.
En se référant à présent plus particulièrement 8 la figure, on voit que l'appareil conforme à la présente invention comprend un récipient 1, une chemise 2 enveloppant la surface externe du récipient, une vanne rotative 3 à l'aide de laquelle du gâteau humide à traiter est introduit dans le récipient, un agitateur 4 installé dans le récipient 1, un ajutage 5 par où <EMI ID=6.1> une soufflante 6 convenant pour évacuer les produits gazeux du récipient 1, une vanne rotative 7 permettant d'évacuer le gâteau humide traité, un moteur électrique 8 destiné à faire fonctionner l'agitateur 4, un arbre 9 pour entraîner l'agitateur 4 et une multiplicité depalettes 10 faisant partie de l'agitateur 4.
Les gâteaux humides du polymérisat sont introduits
dans le récipient 1 à chemise chauffante 2 à travers la vanne rotative 3, en provenance d'un appareil de déshydratation (non représenté sur le dessin) et sont vigoureusement agités par l'agitateur 4 composé de l'arbre 9 et d'une multiplicité de palettes 10, agitateur qui est entraîné à haute vitesse par le moteur 8, cependant que l'on introduit une quantité appropriée de vapeur d'eau dans le récipient 1 par l'ajutage 5, afin de compenser l'eau à perdre au cours de l'agitation. La quantité de vapeur d'eau à introduire est inférieure à 15% en poids et varie, de
<EMI ID=7.1>
étant donné qu'une quantité inférieure de vapeur d'eau entraîne une diminution de la teneur en eau du gâteau humide conduisant
à une consommation accrue de chaleur qui n'est pas souhaitable du point de vue économique, bien que l'élimination du monomère s'effectue plutbt mieux et qu'une quantité plus élevée de vapeur d'eau introduite dans le récipient 1 se traduit par une teneur en eau du gâteau humide supérieure à celle existant avant le traitement, ce qui entraîne une charge excessive du procédé
de séchage qui doit suivre.
On commence à faire fonctionner la soufflante 6 lors de l'introduction de vapeur d'eau dans le récipient 1 afin de régler la concentration en monomère de la phase gazeuse présente dans le récipient 1 à une valeur inférieure à 30% et, de préférence, inférieure à 10%, parce qu'une concentration trop élevée du monomère dans la phase gazeuse entraîne un retard de l'élimination du monomère.
La teneur en eau du gâteau humide à introduire dans le récipient 1 varie, de préférence, de 10% à 5% en poids, sur base du poids du polymérisat à traiter afin d'obtenir un fonctionnement efficace de l'appareil.
La température du gâteau humide dans le récipient 1 est maintenue en dessous de 95[deg.]C afin d'éviter la décomposition du polymérisat à des températures plus élevées en des périodes de temps relativement courtes, en réglant la température de la chemise 2 dans la gamme des températures précédemment indiquées.
Les gâteaux humides du polymérisat dont on a éliminé
le monomère résiduel sont envoyés à travers la vanne rotative 7 vers un séchoir (non représenté sur le dessin, où ne se pose plus de problème quant à la pollution de l'air et à la pollution du milieu, pollutions qui se produisaient lors de la mise en oeuvre des procédés classiques en raison de l'échappement de monomère.
Les exemples qui suivent illustrent le procédé conforme à la présente invention sans pour autant la limiter. Les expressions "coloration initiale" et "stabilité thermique", telles qu'elles apparaissent dans les exemples, sont utilisées aux
fins de montrer les qualités du produit fini dans les sens suivants.
Coloration initiale :
On a mélangé de manière uniforme, 100 parties en
poids de la résine de chlorure de polyvinyle à tester, 1 partie en poids de dilaurate de dibutyl-étain, 0,5 partie en poids de stéarate de cadmium et 50 parties en poids de phtalate de dioctyle. On a broyé le mélange ainsi obtenu sur un broyeur à rouleaux chauds à 170[deg.]C et on l'a ensuite transformé en une feuille d'une largeur de 160 mm et d'une épaisseur de 1 mm. On a introduit la feuille dans un moule en métal dont les dimensions étaient les suivantes: 40 x 40 x 15 mm et on a ensuite comprimé la feuille à 170[deg.]C pendant 3 minutes, sous une pression de
250 kg/cm<2>, après un pré-chauffage de 7 minutes à 170[deg.]C. On a comparé la couleur du bloc ainsi formé à la couleur du bloc préparé selon un procédé similaire au départ d'une résine de chlorure de polyvinyle de qualité commerciale. On a exprimé le degré de coloration par 3 cotes:
(1) Bonne : La coloration de la résine était du même niveau
ou inférieure à celle de la résine de qualité commerciale.
(2) Moyenne : La coloration de la résine était quelque peu plus
intense que celle de la résine de qualité commerciale.
(3) Médiocre : La coloration était manifestement plus intense
que celle de la résine de qualité commerciale.
Stabilité thermique :
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de la résine de chlorure de polyvinyle à tester, 3 parties en poids de maléate de dibutyl-étain et 0,5 partie en poids d'acide stéarique. On a broyé le mélange ainsi obtenu sur un broyeur à rouleaux chauds à 170[deg.]C et on l'a façonné en une feuille d'une largeur de 160 mm et d'une épaisseur de 0,7 mm. On a découpé la
<EMI ID=9.1>
ces dans un four de Geer à 190[deg.]C. On a sorti les pièces cliauffées, au nombre de 6, du four, une par une,à un intervalle de 20 minutes et on a visuellement comparé la coloration ou la carbonisation des pièces individuelles à la coloration ou � la carbonisation de pièces obtenues par mise en oeuvre d'un procédé similaire au départ d'une résine de qualité commerciale. Les résultats sont exprimés par 3 cotes différentes:
(1) Bonne : La durée de carbonisation était du même ordre
de grandeur ou plus longue que celle relative la résine de qualité commerciale.
(2) Moyenne : La durée de carbonisation était quelque peu plus
courte que celle relative à la résine de qualité commerciale.
(3) Médiocre : La durée de carbonisation était manifestement
plus courte que celle relative à la résine de qualité commerciale.
EXEMPLE 1
Dans un récipient chemisé, d'une contenance de 5 litres, équipé d'un agitateur à lames d'un diamètre de 50 mm et préchauf-
<EMI ID=10.1>
diaire de sa chemise, on a introduit du la vapeur d'eau et/ou de l'azote gazeux chauffés à 100[deg.]C par une ouverture du récipient, tandis que l'on faisait le vide dans le récipient jusqu'à obtenir une pression réduite de 150 à 200 mm de Hg, à l'aide d'une pompe à vide reliée à la seconde ouverture du récipient. Après un balayage suffisant du récipient par de la vapeur d'eau et/ou de l'azote gazeux, l'air contenu dans le récipient étant totalement expulsé, on a rapidement introduit dans le récipient 2 kg d'un gâteau humide d'une résine de chlorure de polyvinyle
<EMI ID=11.1>
monomère de 4.000 p.p.m. en poids, sur base de la résine sèche, à travers une troisième ouverture, sous un débit constant de vapeur d'eau et sous agitation constante réalisée à une vitesse de 250 p.p.m. On a ensuite élevé la température de la chemise jusqu'à 100 - 110[deg.]C et on a poursuivi le chauffage du gâteau humide pendant 15 minutes après que la température du gâteau humide eût atteint 60[deg.]C. A la fin du traitement susmentionné, on
<EMI ID=12.1>
voir mouillé et la température de la phase gazeuse et on a ensuite déterminé la teneur en eau et en chlorure de vinyle monomère résiduel du gâteau humide ainsi traité et évacué du récipient. Les résultats obtenus apparaissent dans le tableau I annexé au présent mémoire.
La stabilité thermique et la coloration initiale présentées dans le tableau I ont été testées sur la résine obtenue en séchant les gâteaux humides traités de la manière décrite
plus haut, dans un séchoir à circulation d'air à 55[deg.]C.
EXEMPLE 2
Dans un récipient d'un volume de 70 litres, équipé d'un agitateur à haute vitesse comportant 33 paires de lames, identique � celui représenté sur le dessin annexé au présent mémoire, on a introduit des gâteaux humides d'une résine de chlorure de polyvinyle ayant un degré moyen de polymérisation d'environ 1.000, contenant 28,0% en poids d'eau et 4.900 p.p.m. en poids de chlorure de vinyle résiduel monomère, sur base de la résine sèche, à un débit de 200 kg/heure, tandis que l'on a fait passer de la vapeur d'eau chauffée à 105[deg.]C dans la chemise du récipient et que l'on a insufflé de la vapeur d'eau à la même température dans le récipient.
On a entraîné l'agitateur à des vitesses variables, comme exprimé en "vitesse périphérique des lames de l'agitateur" sur le tableau II annexé au présent mémoire, résumant les résultats des expériences. La quantité de vapeur
<EMI ID=13.1>
rapport à la résine et la durée de séjour du gâteau humide dans le récipient a été en moyenne de 1,5 à 5 minutes. Les résultats de ces expériences .sont rassemblés dans le tableau II en question.
<EMI ID=14.1>
EXEMPLE 3
On a répété les modes opératoires décrits � l'exemple 2, à l'exception de la modification de certaines conditions, savoir que l'on a maintenu la vitesse périphérique des lames
de l'agitateur constante à 8 m/seconde et que l'on a fait varier la vitesse d'introduction des gâteaux humides comme indiqué sur le tableau III annexé au présent mémoire; on a également chauffé la chemise du récipient à 80 - 125[deg.]C en y faisant passer de l'eau chaude ou de la vapeur d'eau; et la vitesse d'introduction de la vapeur d'eau dans le récipient était de 7,5 kg/heure. Les résultats des expériences sont rassemblés dans le tableau III en question.
EXEMPLE 4
On a effectué des expériences dans les mêmes conditions que celles décrites dans l'exemple 2, sauf que l'on a insufflé
de l'azote gazeux dans le récipient au lieu de vapeur d'eau, les résultats obtenus apparaissant dans le tableau IV annexé au présent mémoire.
Certaines des expériences témoin dont les résultats apparaissent dans le tableau IV ont été effectuées en introduisant d'importants volumes d'azote gazeux afin de réduire la teneur en eau du gâteau humide, tandis que les autres expériences témoin
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sique pour sécher les gâteaux humides avec d'importants volumes d'air.
Ainsi qu'il ressort clairement du tableau IV, la récupération du monomère a été possible avec de l'azote gazeux en une quantité inférieure à 5 litres/minute correspondant à un rapport monomère/azote introduit dans le récipient,au lieu de vapeur d'eau,de 0,35, même lorsque plus de 60% de l'eau contenue initialement dans le gâteau humide étaient évaporés. Cependant, la récupération du monomère en une durée plus courte était difficile dans le cas où l'évaporation de l'eau était supérieure à
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de la température du gâteau humide provoquée par les importants volumes de gaz inerte introduits.Lorsque le volume de l'azote gazeux a été davantage élevé ou que le séchage a été réalisé dans un séchoir à fluidisation, la séparation de la vapeur de monomère du gaz purgé était difficile parce que la vapeur de
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monomère était diluée par de grands volumes de gaz inerte.
Ainsi qu'il ressort clairement de ce qui précède, il est souhaitable que la quantité d'azote gazeux introduite dans le récipient demeure aussi faible que possible et que, si l'introduction d'un gaz inerte (tel que l'air) dans le récipient est inévitable, il est préférable de maintenir la quantité de gaz inerte entrant à une valeur aussi faible que possible, par comparaison à la quantité de vapeur d'eau et des autres gaz engendrés dans le récipient.
EXEMPLE 5
On a effectué des expériences dans les mêmes conditions que celles décrites dans l'exemple 3, sauf que l'on a fait varier la quantité de vapeur d'eau introduite dans le récipient comme montré dans le tableau V annexé au présent mémoire, tableau qui résume également les résultats obtenus. La teneur en eau
des gâteaux humides introduits dans le récipient était de 29,0% en poids, sur base de la résine sèche et la température du gâteau humide évacué du récipient était de 81,0 à 86,2[deg.]C.
EXEMPLE 6
Dans les expériences ci-dessous, le gâteau humide utilisé était constitué d'une résine de chlorure de polyvinyle ayant un degré moyen de polymérisation d'environ 1.000 et contenait 33,3% en poids d'eau et 3.000 p.p.m. en poids de chlorure de vinyle monomère résiduel, sur base de la résine sèche. On a introduit les gâteaux humides dans le récipient à .diverses vitesses, comme le fait apparaître la tableau VI annexé au présent mémoire. L'agitateur du récipient utilisé était identique à celui mis en oeuvre à l'exemple 2 et a été entraîné à une vitesse de 300 p.p.m. On a chauffé la chemise du récipient en y faisant passer de la vapeur d'eau à 110[deg.]C et on a introduit de la vapeur d'eau et/ou de l'azote gazeux dans le récipient à la pression atmosphérique.
Les détails relatifs à ces opérations ainsi que les résultats obtenus apparaissent dans le tableau VI.
On a obtenu de bons résultats en fournissant de la vapeur d'eau ou de l'azote gazeux tout en réglant soigneusement la température à l'intérieur du récipient, la température de la phase gazeuse, la température des gâteaux humides, la température de la chemise et,en particulier, en maintenant constantes les compositions de la phase gazeuse et du gaz évacué.
EXEMPLE 7
Des gâteaux humides de copolymères de chlorure de vinyle et d'acétate de vinyle et de chlorure de vinyle et de chlorure de vinylidène, obtenus par polymérisation en suspension, ont été traités de manière similaire à celle décrite à l'exemple 1, les résultats étant rassemblés dans le tableau VII annexé au présent mémoire.
<EMI ID=18.1>
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<EMI ID=22.1>
<EMI ID=23.1>
<EMI ID=24.1>
<EMI ID=25.1>
<EMI ID=26.1>
<EMI ID=27.1>
<EMI ID=28.1>
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<EMI ID=30.1>
<EMI ID=31.1>
<EMI ID=32.1>
<EMI ID=33.1>
<EMI ID=34.1>
<EMI ID=35.1>
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REVENDICATIONS
1. Procédé pour éliminer la matière monomère résiduelle
non polymérisée d'une suspension de polymérisat produite par la polymérisation en suspension en milieux aqueux de chlorure de vinyle ou d'un mélange de ce dernier avec un monomère copolymérisable, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
(a) déshydratation de la suspension du polymérisat pour former un gâteau humide, (b) introduction du gâteau humide ainsi obtenu dans un récipient équipé d'un moyen d'agitation, (c) chauffage du gâteau humide en question jusqu'à une température supérieure à 60[deg.]C dans une atmosphère humidifiée, dans le réservoir en question, sous agitation, tout en maintenant la teneur en eau du gâteau humide à un taux non inférieur à 60 % de celui existant avant le chauffage et (d) évacuation de la vapeur de la matière monomère en question produite à l'étape (c) du récipient, la vapeur étant recueillie et récupérée.