FR2461721A1 - - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé et un appareil de coagulation d'un latex aqueux de polymère. Le latex et le coagulant aqueux sont mélangés dans un dispositif tubulaire 8 de coagulation, et le mélange à peu près totalement coagulé sort de ce dispositif pour pénétrer dans un récipient 3 ou dans deux récipients reliés en série et contenant du coagulant aqueux. Le polymère coagulé est ensuite séparé, recueilli et séché. Domaine d'application : production de particules de polymères caoutchouteux pour la fabrication de pneumatiques, de joints, etc.

Description

L'invention concerne un procédé perfectionné de coagulation d'un latex

aqueux de polymère pour produire

des particules de polymère pouvant être recueillies et sé-

chées d'une manière classique.

L'existence de polymères sous la forme d'un latex aqueux est bien connue en pratique. Un tel latex peut être produit par la polymérisation de monomères convenables en émulsion aqueuse en présence de radicaux libres. Bien qu'il existe de nombreuses applications dans lesquelles le latex

proprement dit est utilisé, la plus grande partie des poly-

mères caoutchouteux produits sous forme de latex par poly-

mérisation en émulsion aqueuse en présence de radicaux li-

bres est demandée sous la forme d'un polymère sec qui doit être recueilli à partir du latex aqueux. Les polymères sont classiquement produits à partir du latex aqueux par

contact et mélange avec un coagulant convenable qui disso-

cie, en le coagulant, le polymère de la phase aqueuse, le polymère coagulé étant ensuite séparé de la phase aqueuse,

recueilli et séché. La coagulation est normalement effec-

tuée par introduction du latex, -qui peut avoir été déjà mélangé ou non avec un agent de crémage, dans une grande

cuve contenant déjà un coagulant ou dans laquelle un coa-

gulant est introduit en même temps que le latex, puis par mélange complet du contenu de cette cuve. De tels procédés sont décrits dans le livre de Whitby, pages 201 à 204 pour

les caoutchoucs styrène-butadiène, page 803 pour les caout-

choucs--butadiène-nitrile et pages 948-949 pour des dévelop-

pements correspondants ("Synthetic RubberC5,G.S. Whitby, Editor, J. Wiley & Sons Inc.). -Le brevet allemand no 761 636 décrit un procédé qui consiste à séparer un polymère d'une

émulsion aqueuse ou de son latex par précipitation, ce pro-

cédé consistant à mélanger le latex avec un coagulant, à retirer immédiatement les particules précipitées, puis à mélanger ces particules avec de l'eau, la précipitation

étant réalisée dans une tour verticale équipée d'agitateurs.

Le brevet canadien n 686 381 décrit un procédé de produc-

tion d'un câble de caoutchouc coagulé, qui consiste à mé-

langer un latex et une solution d'électrolyte dans une buse, et à faire passer le mélange dans un conduit o ce mélange

forme un écoulement laminaire.

L'invention concerne un procédé et un appareil perfectionnés de coagulation d'un latex aqueux de polymère, par contact avec une solution aqueuse d'un coagulant miné-

ral. Selon l'invention, le latex et le coagulant sont mé-

langés dans un dispositif tubulaire de coagulation qui réa-

lise une coagulation à peu près complète, le mélange tota-

lement coagulé étant ensuite introduit dans un ou plusieurs iO récipients qui contiennent une phase aqueuse et qui sont équipés d'agitateurs brassant leur contenu. Le polymère

coagulé est ensuite séparé, recueilli et séché.

L'invention concerne donc un procédé perfectionné de coagulation d'un latex aqueux de polymère, consistant à mettre en contact un courant dudit latex avec un courant aqueux de coagulant minéral, et à séparer, recueillir et

sécher un polymère coagulé résultant de cette mise en con-

tact, ce polymère comportant un polymère caoutchouteux con-

tenant une dioléfine conjuguée en C4 à C6. Le procédé est caractérisé par le fait que le latex et le coagulant sont mélangés dans un dispositif tubulaire de coagulation, de

forme allongée et de faible diamètre, à une température d'en-

viron 50 à 80'C; pendant une durée d'environ 0,1 à 25 secondes et dans des conditions d'écoulement indiquées par

un nombre de Reynolds compris entre environ 7 500 et 75 000.

Le mélange à peu près totalement coagulé, provenant du dis-

positif tubulaire de coagulation, passe dans le premier de deux récipients reliés l'un à l'autre, ou bien dans un seul récipient, ce récipient ou ces récipients étant équipés d'agitateurs qui mélangent leur contenu. Les récipients contiennent également une certaine quantité de coagulant

aqueux. Le dispositif tubulaire de coagulation aboutit au-

dessous du niveau du coagulant aqueux dans le premier ré-

cipient, le temps moyen de séjour dans ce récipient ou dans les récipients étant, au total, compris entre environ 1 et 15 minutes. Le polymère coagulé provenant du ou des

récipients est ensuite séparé de la phase aqueuse, recueil-

li et séché.

L'invention concerne également un appareil de coagulation d'un polymère caoutchouteux contenant une dioléfine conjuguée en C4 à C6, à partir d'un latex aqueux

de ce polymère. Cet appareil mélange le latex avec un coa-

gulant minéral aqueux. Il comprend une pompe produisant un courant de latex liquide, une pompe produisant un courant

de coagulant liquide, un dispositif tubulaire de coagula-

tion alimenté par les deux pompes et dans lequel le cou-

rant de latex arrive en un point situé en aval du point 1O d'entrée du courant de coagulant. Le dispositif tubulaire de coagulation est de forme allongée et de faible diamètre,

afin que les liquides s'écoulant dans ce dispositif y sé-

journent pendant une durée comprise entre environ 0,1 et secondes, et que le nombre de Reynolds caractérisant

ce dispositif soit compris entre environ 7 500 et 75 000.

L'appareil comporte également un ou-deux récipients, reliés l'un à l'autre en série, contenant une certaine quantité de coagulant aqueux et équipés d'agitateurs brassant leur

contenu. Un conduit de trop-plein est fixé à la paroi ver-

ticale d'un récipient. Le dispositif tubulaire de coagula-

tion aboutit au-dessous du niveau du coagulant aqueux dans

le premier récipient, le ou les récipients étant dimension-

nés de manière à déterminer un temps de séjour dans ces

récipients compris entre environ l et 15 minutes. L'appa-

reil comporte également un dispositif mécanique de sépara-

tion alimenté par le conduit de trop-plein provenant des récipients et destiné à séparer le polymère coagulé de la

phase aqueuse, un dispositif destiné à recueillir le poly-

mère coagulé, un dispositif destiné à le sécher, un dispo-

sitif destiné à recueillir la phase aqueuse séparée, un dispositif destiné à la porter à une température comprise

entre environ 50 et 800C, un dispositif destiné à intro-

duire du coagulant frais dans laphase aqueuse séparée, et un dispositif destiné à diriger la phase aqueuse séparée

vers la pompe et produisant un courant de coagulant liquide.

Les latex pouvant être coagulés par la mise en oeu-

vre du procédé de l'invention comprennent des polymères caoutchouteux contenant une dioléfine conjuguée en C4 à C6 De tels latex sont bien connus de l'homme de l'art. Des polymères caoutchouteux contenant une dioléfine conjuguée en C4 à C6 comprennent descopolymères de polybutadiène, de butadiène-styrène ou de butadiène-alphaméthylstyrène contenant d'environ 40 à 85 % en poids de butadiène, des

copolymères de butadiène-acrylonitrile ou d'isoprène-

acrylonitrile contenant d'environ 50 à 80 % en poids de

butadiène ou d'isoprène, et des copolymères de butadiène-

styrène ou de butadiène-acrylonitrile contenant de peti-

lO tes quantités, pouvant s'élever jusqu'à environ 5 % en poids, d'un ou plusieurs monomères supplémentaires tels que le divinylbenzèney de l'acrylate ou du méthacrylate

de glydicyle ou d'hydroxyéthyle, des acrylates ou des mé-

thacrylates substitués par une amine tels que le métha-

crylate de diméthylaminoéthyle, un acrylamid.a, des mono-

acides ou des diacides carboxyliques insaturés, etc. De tels polymères sont préparés-par la mise en oeuvre de procédés bien connus de polymérisation en émulsion aqueuse

en présence de radicaux libres, dans lesquels les émulsi-

fiants sont choisis parmi un ou'plusieurs des acides gras,

des acides de la colophane et des émulsifiants synthéti-

ques tels que les acides naphtalène-sulphoniques et autres.

La teneur en polymère de ces latex est en général comprise entre environ 10 et 35 % en poids, et de préférence entre

environ 20 et 30 % en poids.

Les coagulants utilisés selon l'invention sont également bien connus de l'homme de l'art et comprennent des solutions aqueuses d'acides minéraux tels que l'acide sulfurique et l'acide chlorhydrique et des solutions aqueuses d'électrolytes minéraux tels que des halogénures de métaux alcalins, des halogénures et des sulfates de

métaux alcalino-terreux et de l'alun.. Des coagulants pré-

férés comprennent de l'acide sulfurique ou des mélanges

d'acide sulfurique et de chlorure de sodium, en particu-

lier pour les polymères butadiène-styrène, et du chlorure

de calcium pour les polymères butadiène-acrylonitrile.

Les concentrations dans l'eau de ces coagulants sont bien connuesdel'homme de l'art. Par exemple, l'acide sulfurique est utilisé à une concentration convenable, maintenant le pH au niveau souhaité, le chlorure de sodium étant utilisé en solution de 3 à 8 % et le chlorure de calcium étant

utilisé en solution de 0,3 à 1 %O. Des auxiliaires de coa-

gulation peuvent être utilisés si cela esti souhaité, de

tels auxiliaires de coagulation pouvant comprendre des com-

poséS du type polyamine, des colles animales, de la caséine,

de la lignine et autres.

Le latex et le coagulant sont mélangés dans un dis-

positif tubulaire de coagulation à une température compri-

se entre environ 50 et 80C, et de préférence entre environ et 70'C. Le temps de séjour dans le dispositif tubulaire

de coagulation est d'environ 0,1 à 25 secondes et les con-

ditions d'écoulement sont caractérisées par un nombre de Reynolds compris entre environ 7 500 et 75 000. Autrement dit, l'écoulement est turbulent. En général, lorsqu'on utilise un faible temps de séjour, par exemple un temps compris entre environ 0,1 et 5 secondes, le nombre de Reynolds est de préférence élevé, par exemple compris entre environ 20 000 et 75 000. Dans une telle formede réalisation, il est

préférable que le temps de séjour dans le dispositif tubu-

laire de coagulation soit compris entre environ 0,3 et 3

secondes et que le nombre de Reynolds de ce dispositif tu-

bulaire soit compris entre environ 25 000 et 60 000. Dans

le cas o le temps de séjour utilisé est long, par exem-

ple compris entre environ 5 et 25 secondes,- le nombre de

Reynolds peut être faible, par exemple compris entre en-

viron 7 500 et 20 000. Dans une telle forme de réalisation, -un temps de séjour avantageux est compris entre environ 5 et 20 secondes et le nombre de Reynolds est compris entre

environ'10 000 et 20 000.

Le dispositif tubulaire de coagulation est de forme'

allongée et de faible diamètre. Le courant de latex pénè-

tre dans ce dispositif tubulaire par un conduit arrivant

en un point situé en aval du point d'introduction du cou-

rant de coagulant. Il est souhaitable de réaliser un mélan-

ge rapide du latex avec un volume important de coagulant afin de provoquer la formation de particules séparées de

polymère et, par conséquent, le courant de latex est intro-

duit dans le courant de coagulant s'écoulant à l'intérieur

du dispositif tubulaire de coagulation. Le débit d'écoule-

ment en volume du courant de latex est sensiblement infé-

rieur à celui du courant de coagulant (comme décrit ci-

après), et cette caractéristique facilite le mélange rapi-

de du courant de latex avec le coagulant. Le dispositif tubulaire de coagulation se présente essentiellement sous

la forme d'un conduit de grande longueur et de faible dia-

mètre, comportant à une première extrémité, des conduits d'alimentation en coagulant et en latex, et ouvert à son

autre extrémité. L'extrémité ouverte plonge dans le liqui-

de contenu dans le récipient alimenté par le dispositif de coagulation. Ce dispositif tubulaire est de préférence maintenu à peu près plein. Les conduits de coagulant et de

latex sont dimensionnés en conséquence, le conduit de la-

tex pouvant constituer, le cas échéant, un ou plusieurs

points d'introduction du latex dans le courant de coagu-

lant. Le conduit d'alimentation en latex est relié au dis-

- positif tubulaire de coagulation en un point situé en aval du point auquel le coagulant pénètre dans ce même dispositif. Le-diamètre et la longueur réels du dispositif

tubulaire de coagulation peuvent aisément être calculés à par-

tir du débit d'écoulement en volume souhaité et sachant que le temps de séjour doit être compris entre environ 0,1 et 25 secondes, compte tenu également que le nombre de Reynolds est compris entre environ-7 500 et 75 000. Le nombre de Reynolds est calculé au moyen de l'équation suivante Nombre de Reynolds (Re) _ D v/ P

o D est le diamètre du tuyau en centimètres, v est la vi--

tesse d'écoulement en cm/s.,fi est le poids spécifique en

g/cm3 et p-est la viscosité en g/cm.s.

Le mélange à peu près totalement coagulé, provenant

du dispositif tubulaire de coagulation, passe dans le pre-

mier de deux récipients reliés l'un à l'autre en série, ou bien dans un récipient unique. Les récipients sont des

cuves classiques, équipées chacune d'un agitateur qui mé-

lange leur contenu, et ils contiennent une certaine quan-

tité de coagulant aqueux. Le dispositif tubulaire de coa-

gulation aboutit au-dessous du niveau du coagulant aqueux contenu dans le premier récipient. L'appareil comporte avantageusement un seul récipient. Le ou les récipients sont équipés d'un conduit de trop-plein fixé à leur paroi

verticale. Le ou les récipients sont dimensionnés de maniè-

re a établir un temps de séjour compris entre environ l et

15 minutes. La fonction de ce récipient ou de ces réci-

pients est d'assurer une coagulation complète du latex afin que la phase aqueuse soit essentiellement claire et qu'elle ne présente pratiquement pas de trouble de à la présence de matière en suspension. Il apparaît que ces récipients ont un effet sur la dimension des particules

de polymère, apparemment en fonction de l'agitation pro-

duite dans le ou les récipients. Lorsque la vitesse d'a-

gitation augmente, la dimension des particules diminue.

Lorsque deux récipients en série sont utilisés, la matière

s'écoule par débordement du premier récipient dans le se-

cond. Le trop.plein du récipient unique ou du second des

deux récipients reliés en série est dirigé vers un dispo-

sitif mécanique de séparation de type bien connu, par

exemple un tamis vibrant ou une bande de tamisage se dé-

plaçant en continu, ce dispositif étant destiné à séparer le polymère coagulé de la masse de la phase aqueuse. La phase aqueuse ainsi séparée est de préférence recyclée pour être réutilisée comme coagulant, et un chauffage et une alimentation en coagulant frais sont assurés, si cela

est nécessaire,pour maintenir la température et la concen-

tration -souhaitées. Le polymère coagulé et séparé est sou-

mis, le cas échéant, à une phase de lavage à l'eau, puis

à une opération de séchage permettant d'obtenir un poly-

mère sec convenant au conditionnement. De telles opérations

de séchage sont bien connues de l'homme de l'art et com-

prennent une compression et un séchage dans un tunnel, ou

bien une élimination de l'eau et un séchage par extrusion.

Le rapport du débit d'écoulement du coagulant au débit d'écoulement du latex est de préférence compris dans une certaine plage. Comme indiqué précédemment, le

latex peut contenir d'environ 10 à 35 % en poids de poly-

mère. Par conséquent, le rapport indiqué ci-dessus porte sur le polymère contenu dans le latex. Il est préférable que le rapport du débit d'écoulement, exprimé en poids par unité de temps, de la solution aqueuse de coagulant

au débit d'écoulement du latex, exprimé en poids de poly-

lO mère par unité de temps, soit compris entre environ 40:1 et 250:1, et de préférence entre environ 50:1 et 120:1. La

valeur la plus élevée de cette plage est normalement uti-

lisée uniquement lorsque la concentration en coagulant est

très faible.

L'invention sera décrite plus en détail en regard

des dessins annexés à titres d'exemples nullement limita-

tifs et sur lesquels - la figure i est une élévation schématique, avec

coupe partielle, d'un appareil mettant en oeuvre le procé-

dé selon l'invention et dans lequel le dispositif tubulai-

re de coagulation alimente un seul récipient - la figure 2 est une vue, analogue à celle de la figure 1, d'une variante de l'appareil mettant en oeuvre le procédé de l'invention et dans laquelle le dispositif

tubulaire de coagulation alimente le premier de deux ré-

cipients montés en série; - la figure 3 est une vue, analogue à celle des figures 1 et 2, montrant une autre forme de réalisation de l'appareil convenant à la mise en oeuvre du procédé de l'invention; - la figure 4 est une élévation schématique, avec coupe partielle, du dispositif tubulaire de coagulation mis en oeuvre dans l'appareil et le procédé de l'invention; et - la figure 5 est une élévation schématique, avec

coupe partielle, d'une autre forme de réalisation du dispo-

sitif tubulaire de coagulation mis en oeuvre dans l'appa-

reil et le procédé de l'invention.

Comme représenté sur la figure 1, un dispositif tubulaire 8 de coagulation est alimenté en latex par un

conduit 1 et en coagulant par un conduit 2. Le latex arri-

ve d'une source d'alimentation par un conduit 13 à une pompe 12 qui le refoule dans le conduit 1. Un récipient 3 est rempli de coagulant jusqu'au niveau d'un conduit 5 de

trop-plein, et il est équipé d'un agitateur 4. Le disposi-

tif tubulaire 8 de coagulation alimente le récipient 3 en

liquide aqueux de manière que l'orifice de sortie du dis-

positif tubulaire se trouve au-dessous du niveau de liqui-

de dans le récipient pour que le mélange à peu près tota-

lement coagulé pénètre dans le coagulant contenu dans le

récipient. Le trop-plein du récipient 3, formé d'un poly-

mère coagulé et de la phase aqueuse, s'écoule par le con-

duit 5 vers un dispositif de séparation mécanique 6, par exemple un tamis vibrant. La phase aqueuse séparée par ce dispositif est recueillie et s'écoule par un conduit 7 pour être recyclée par une pompe 9, avec du coagulant frais, si cela est nécessaire, arrivant par un conduit 10, le mélange

étant recyclé vers le conduit 2 en passant dans un échan-

geur 11 de chaleur. Le polymère séparé par le dispositif de séparation mécanique est transporté vers un dispositif convenable de séchage qui est représenté, sur la figure 1, sous la forme d'une extrudeuse 14 d'élimination de l'eau

et d'une extrudeuse 15 de séchage, puis il est condition-

né, le polymère pouvant être également soumis, le cas

échéant, à une phase de lavage avant d'être séché et con-

ditionné. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 2, le dispositif tubulaire 31 de coagulation est alimrenté en latex par un conduit 21 et en coagulant par

un conduit 22. Le latex provient de la source d'alimenta-

tion par un conduit 39 qui aboutit à une pompe 38 refou-

lant ce latex dans le conduit 21. Le coagulant d'un réser-

voir 33 est mis en circulation par une pompe 34 vers un

conduit 35 qui introduit le coagulant dans le con-

duit 22. Le dispositif tubulaire de coagulation débouche dans le coagulant aqueux contenu dans un récipient 23 équipé d'un agitateur 24. Le trop-plein du récipient 23

s'écoule par un conduit 25 vers un récipient 26 qui con-

tient également du coagulant aqueux et qui est équipé d'un agitateur 27. Le trop-plein du récipient 26 est dirigé vers un dispositif de séparation mécanique 29, et le polymère séparé est transmis du dispositif de épratiôn-,, le cas échéant par l'intermédiaire d'une phase de lavage, à un dispositif convenable de séchage tel qu'une extrudeuse 40 d'élimination de l'eau et une extrudeuse 41 de séchage, et un dispositif convenable de conditionnement. La phase

aqueuse séparée par le dispositif de séparation est recueil-

lie en 30 et dirigée par un conduit 31 vers un circuit de recyclage pouf être réutilisée comme coagulant. Le conduit 31 dirige la phase aqueuse vers la pompe 32 qui l'introduit dans le réservoir 33. Un conduit 36 alimente le réservoir

33 en la quantité nécessaire de coagulant frais et la tem-

pérature de la phase aqueuse est maintenue dans le réser-

voir 33 au niveau souhaité par l'introduction déterminée

de vapeur d'eau au moyen d'un conduit 37.

La figure 3 représente schématiquement une autre forme de réalisation de l'appareil convenant à la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Un récipient 50, équipé d'un agitateur 51, contient du coagulant aqueux jusqu'au niveau d'un conduit 64 de trop-plein. Un conduit 55 dirige

le latex de la source d'alimentation en latex vers une pom-

pe 54 qui le refoule dans un conduit 53. Un dispositif tu-

bulaire 52 de coagulation est alimenté en coagulant par un conduit 56 et en latex par un conduit 53 qui débouche à

l'intéri.eur du dispositif tubulaire 52, ce dernier abou-

tissant à la paroi du récipient 50 de manière que le mé-

lange à peu près totalement coagulé soit introduit dans

le coagulant aqueux contenu dans le récipient 50. Le poly-

mère coagulé et la phase aqueuse s'écoulent par un conduit 64 de tropplein vers un dispositif de séparation mécanique 65, et le polymère séparé est dirigé vers des rouleaux presseurs 66 qui le font passer sur un transporteur 67 le

conduisant à un séchoir 68 à tunnel à air chaud. Le poly-

mère sec sortant du séchoir est ensuite dirigé vers des installations de conditionnement. La phase aqueuse séparée du polymère sur le séparateur mécanique 65 est recueillie en 63 et dirigée par un conduit 62 vers une pompe 61 qui

la refoule dans un. conduit 60. Un conduit 59 assure l'ap-

port nécessaire de coagulant frais. Le coagulant aqueux s'écoule par un conduit 58 vers un échangeur 57 de chaleur dans lequel la température est portée au niveau souhaité,

puis par le conduit.56 vers le dispositif tubulaire de coa-

gulation. La figure 4 représente un dispositif tubulaire 72 de coagulation dans lequel le latex est introduit par un conduit 73 recevant le latex d'un conduit 71. Le coagulant pénètre dans le dispositif par un conduit 70. Les courants de latex et de coagulant sont mélangés dans le dispositif

tubulaire 72 de coagulation. Le conduit 73 de latex du dis-

positif tubulaire aboutit en un point situé juste au-delà du point d'introduction du coagulant dans le dispositif de coagulation, de manière que le mélange des courants soit

optimal. Le conduit 73 peut être terminé comme un tube ou-

vert à son extrémité, ou bien il peut être équipé d'une buse convenable du type à dispersion ou d'un distributeur

convenable. L'extrémité 74 du dispositif tubulaire de coa-

gulation est immergée dans la phase aqueuse contenue dans

le récipient alimenté par ce dispositif.

La figure 5 représente une autre forme de réalisa-

tion du dispositif tubulaire de coagulation, à savoir un dispositif 82 auquel le latex arrive par un conduit 81 et le coagulant par un conduit 80. Le latex pénètre dans le dispositif tubulaire 82 par un conduit 83 qui aboutit en un point situé juste en aval du point d'introduction du coagulant par un conduit 84. L'extrémité 85 du dispositif

tubulaire de coagulation est immergée dans la phase aqueuse-

contenue dans le récipient alimenté par ce dispositif.

Le dispositif tubulaire de coagulation se présente

* de préférence sous la forme d'un tube circulaire, dimension-

né conformément au débit d'écoulement total et au temps de

séjour souhaités. Par exemple, dans le cas du fonctionne-

ment à l'échelle d'une unité pilote, le conduit de latex peut être un tube d'environ 0,3 à 1,5 cm de diamètre; le conduit de coagulant peut être un tube d'environ l à 3 cm de diamètre et le dispositif tubulaire de coagulation peut être un tube d'environ l à 3 cm de diamètre, le diamètre du conduit de coagulant n'étant pas, de préférence, sensi- blement inférieur au diamètre du dispositif tubulaire de coagulation. Des installations à l'échelle industrielle sont dimensionnées d'une manière similaire. La longueur du dispositif tubulaire de coagulation est choisie de manière à établir le temps de séjour nécessaire. Il est préférable

que le dispositif tubulaire de coagulation soit constam-

ment plein de fluide pendant le fonctionnement.

Lors du déroulement des procédés tels que montrés sur les figures 1, 2 et 3, il est préférable de maintenir la température à l'intérieur du dispositif tubulaire de coagulation en chauffant le courant de coagulant, ce qui

peut être réalisé en continu par l'application de la cha-

leur nécessaire à l'échangeur de chaleur, ou bien par in-

troduction directe de vapeur d'eau dans le courant de coa-

gulant recyclé. Dans le cas d'un fonctionnement discontinu, le maintien de la température est obtenu par chauffage du

courant de coagulant avant son arrivée au dispositif tubu-

laire de coagulation.

Les polymères obtenus par la mise en oeuvre du pro-

cédé de l'invention présentent des caractéristiques chimi-

ques et de vulcanisation analogues à celles des polymères obtenus par la mise en oeuvre d'un procédé classique. Les polymères peuvent être utilisés d'une manière bien connue en pratique, par exemple- pour la production de pneumatiques dans le cas de caoutchoucs, styrène-butadiène et de joints

dans le cas de caoutchoucs butadiêne-.acrylonit-ri.le.

- - Les exemples suivants illustrent l'invention,' bien

que d'autres variantes soient évidentes à l'homme de l'art.

Dans ces exemples, toutes les parties sont indiquées en

poids et les débits d'écoulement en kilogrammes par minute.

Exemple 1.

On utilise un équipement analogue à celui représen-

té sur la figure 1, comportant un dispositif tubulaire tel que représenté sur la figure 4, sauf que le polymère recueilli au moyen du dispositif mécanique de séparation

6 est séché dans un four à circulation d'air chaud, conve-

nant à une unité pilote. En ce qui concerne le dispositif tubulaire de coagulation, le conduit 71 d'alimentation en latex est un tube de 0,6 cm de diamètre et le conduit 70

d'alimentation en coagulant est un tube de 2,5 cm de diamè-

tre. Le dispositif tubulaire 72 est un tube d'environ 7,6 m de longueur et 3,5 cm de diamètre. En regard de la figure 1, la cuve 3 a un diamètred'environ 60 cm et le tube 5 de trop-plein est situé à environ 60 cm audessus

du fond. Le dispositif tubulaire 8 de coagulation débou-

che à environ 15 cm au-dessous de la surface du liquide contenu dans la cuve 3. L'agitateur 4 est une hélice de marine à trois pales, mise en rotation à environ 680 tours par minute. Le coagulant est chauffé à une température de 630C. Le séparateur mécanique 6 est un tamis vibrant du

type "Sweeco". Le polymère séparé est séché dans un sé-

choir à circulation d'air chaud, à une température d'envi-

ron 60C, pendant 10 à 14 heures. Le coagulant est une so-

lution ayant une concentration de 0,5 % en poids de chloru-

re de calcium dans de l'eau. Le latex contient 23 % en poids d'un polymère butadiène-acrylonitrile ayant environ 34 % en poids d'acrylonitrile et un poids moléculaire,

exprimé par la viscosité Mooney (ML 1 + 4 à 1000C) d'en-

viron 50. Lorsque le procédé est mis.en oeuvre dans des conditions stables, le débit d'écoulement du latex est de 1,35 kg/min et le débit d'écoulement du coagulant est de

33 kg/min, ce qui donne un rapport des débits d'écoule-

ment du coagulant et du latex d'environ 106: 1, ce rapport étant exprimé par le quotient du poids de la solution de coagulant par minute et du poids de polymère par minute. Le

temps de séjour dans le dispositif cubujaire de coagula-

tion est de 17 secondes et le temps de séjour dans le ré-

servoir 3 est d'environ 6,5 minutes. Le nombre de Reynolds calculé pour le dispositif tubulaire de coagulation est de 17 800. Le polymère obtenu se présente sous la forme de particules séparées ayant un diamètre d'environ 0,6 cm et

des dimensions réparties d'une manière relativement unifor-

me. La phase aqueuse séparée par le dispositif mécanique 6 et recueillie dans le conduit 7 est claire et ne présente

aucune trace de matières fines en suspension.

Exemple 2. On utilise un équipement analogue à celui montré sur la figure 2 et un dispositif tubulaire de coagulation tel que celui montré sur la figure 5, à l'exception que le

polymère recueilli par le dispositif mécanique de sépara-

tion est séché dans un four à circulation d'air chaud pour

unité pilote. En regard de la figure 5, le conduit 81 d'a-

limentation en latex a un diamètre d'environ 0,6 cm et le

conduit 80 d'alimentation en coagulant a un diamètre d'en-

viron 2,5 cm. Le dispositif tubulaire 82 de coagulation est un tube d'environ 2,5 cm de diamètre et d'environ 1,2 m de longueur. Le conduit 83 aboutit à environ 2,5 cm au-delà du point d'introduction du coagulant par le conduit 84. En

regard de la figure 2, le dispositif tubulaire 31 de coa-

gulation aboutit à environ 15 cm au-dessous de la surface du liquide contenu dans le récipient 23 dont le diamètre est d'environ 45 cm et dont le conduit 25 et de trop-plein est situé à environ 30 cm au-dessus du fond. L'agitateur 24 est une hélice de marine à trois pales, mise en rotation à

2200 tours par minute. Le récipient 26 a un diamètre d'en-

viron 60 cm et le trop-plein 28 se trouve à environ 60 cm au-dessus du fond. L'agitateur 27 est une hélice de marine à trois pales mise en rotation à 680 tours par minute. La température du coagulant arrivant par le conduit 22 est de 'C. Le coagulant est une solution à 0,43 % en poids de chlorure de calcium dans de l'eau. Le latex utilisé est le

même que&celui de l'exemple 1. Lorsque des conditions sta-

bles de fonctionnement sont obtenues, le débit d'écoulement du latex dans le conduit 21 est de 1,8 kg/min:et le débit d'écoulement du coagulant dans le conduit 22 est de 52 kg/min. Le rapport des débits d'écoulement du coagulant

et du latex est d'environ 120: 1, ce rapport étant expri-

mé par le quotient du poids de solution de coagulant par 1-5 minute et du poids du polymère du latex par minute. Le

temps de séjour dans le dispositif tubulaire de coagula-

tion est de 0,8 seconde, dans le récipient 23 de 65 se-

condes et dans le récipient 26 de 3,5 minutes. Le nombre de Reynolds calculé pour le dispositif tubulaire de coa-

gulation est de 42 000. Le polymère recueilli sur le dis-

positif mécanique 29 de séparation est constitué de par-

ticules de dimensions réparties de manière uniforme et d'uin diamètre moyen d'environ 0,5 à 0,6 cm. La phase

aqueuse séparée et recueillie en 30 est claire et ne pré-

sente pas de traces de fines matières.

Exemple 3.

On utilise l'appareil et le latex de l'exemple 2, et le coagulant est une solution à 0,39 % en poids de

chlorure de calcium dans de l'eau. La température du coa-

gulant est de 630C et la température est maintenue à 71jC à l'intérieur du récipient 23 par l'addition de vapeur d'eau. L'agitateur du récipient 23 est mis en rotation à 2 340 tours par minute et celui du récipient 26 à 680

tours par minute. Dans des conditions stables de fonction-

nement, le débit d'écoulement'du latex dans le conduit 21 est de 1,4 kg/min et le débit d'écoulement du coagulant

dans le conduit 22 est de 43 kg/min, ce qui donne un rap-

port des débits du coagulant et du latex d'environ 134:1,

ce rapport étant exprimé par le quotient du poids de solu-

tion de coagulant par minute au poids de polymère par minute. Le temps de séjour dans le dispositif tubulaire de coagulation est de 0,9 seconde, dans le récipient 23 de -1,25 minute et dans le récipient 26 de 4,3 minutes. Le nombre de Reynolds calculé pour les fluides contenus dans le dispositif tubulaire de coagulation est d'environ 36 000.. Le produit se présente sous la forme de particules de dimension uniforme, et la phase aqueuse récupérée est claire.

Exemple 4.

On utilise l'appareil et le latex de l'exemple 2.

Le coagulant est une solution à 0,66 % en poids de chloru-

re de calcium dans de l'eau. La température du coagulant est de 710C et la température est maintenue à -750C dans le récipient 23-par addition de vapeur d'eau. L'agitateur du récipient 23 est mis en rotation à 2 350 tours par minute et celui du récipient 26 à 680 tours par minute. Dans des conditions stables de fonctionnement, le débit d'écoule- ment du latex dans le conduit 21 est de 1,8 kg/min et le débit d'écoulement du coagulant dans le conduit 22 est de 33 kg/min, ce qui donne un rapport des débits d'écoulement du coagulant et du latex d'environ 79:1,; ce rapport étant

exprimé comme précédemment. Le temps de séjour dans le dis-

positif tubulaire de coagulation est de 1,2 seconde, dans le récipient 23 de 1,6 minute et dans le récipient 26 de ,5 minutes. Le nombre de Reynolds calculé pour le dispo- sitif tubulaire de coagulation est d'environ 27 200.-Le polymère obtenu se présente sous la forme de particules d'environ 0,5 à 0,7 cm de diamètre, et la phase aqueuse

recueillie est claire.

Exemple 5.

On utilise l'appareil de l'exemple 2, sauf-que le dispositif tubulaire de coagulation est un tube de 4,8 m de longueur et 2,5 cm de diamètre. Le latex utilisé est également analogue à celui de l'exemple 2, et le coagulant est du chlorure de calcium ayant une concentration de 0,5 % en poids. La température du coagulant est de 680C et le récipient 23 n'est pas chauffé. L'agitateur du récipient 23 est mis en rotation à 2 200 tours par minute et celui du récipient 26 à 680 tours par minute. Lorsque des conditions stables-sont établies, le débit d'écoulement du latex dans le conduit 21 est de 4,0 kg/min et le débit d'écoulement

de la solution de coagulant dans le conduit 22 est d'envi-

ron 166 kg/min. Le rapport desdébits d'écoulement du coa-

gulant et du latex, calculé comme indiqué précédemment,

est donc d'environ 180:1. Le temps de séjour dans le dis-

positif tubulaire de coagulation est d'environ 2,7 secondes

il est d'environ 40-secondes dans le récipient 23 et d'en-

viron 2,5 minutes dans le récipient 26. Le nombre de Reynolds calculé est d'environ 60 000 pour le dispositif tubulaire de coagulation. On obtient un produit de bonne qualité et la

phase aqueuse séparée ne contient pas de fines matières.

Des échantillons des polymères produits dans les exemples l a 5 sont apparus comme ayant des compositions

chimiques et des propriétés de vulcanisation correspon-

dant à celles des polymères obtenus par la mise en oeuvre

d'un procédé classique.

Il va de soi que de nombreuses modifications peu-

vent être apportées à l'appareil décrit et représenté

sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (9)

R E V E N D I C A T I O N S

1. Procédé de coagulation d'un latex aqueux de polymère, consistant à mettre en contact un courant dudit latex avec un courant de coagulant minéral aqueux, et à séparer, recueillir et sécher un polymère coagulé prove- nant de ce mélange et comprenant un polymère caoutchouteux

qui contient une dioléfine conjuguée en C4 à C6, le procé-

dé étant caractérisé en ce que le latex et le coagulant sont mélangés dans un dispositif tubulaire de coagulation de forme allongée et de faible diamètre, à une température d'environ 50 à 80C, pendant une durée d'environ 0,1 à secondes et dans des conditions d'écoulement indiquées par un nombre de Reynolds compris entre environ 7 500 et 000, le mélange à peu près totalement coagulé, provenant du dispositif tubulaire de coagulation, passant dans le

premier de deux récipients reliés en série, ou dans un ré-

cipient unique, le ou les récipients étant équipés d'agi-

tateurs qui mélangent leur contenu, ces récipients conte-

nant également une certaine quantité de coagulant aqueux,

le dispositif tubulaire de coagulation aboutissant au-

dessous du niveau de coagulant aqueux contenu dans le pre-

mier récipient, le temps total moyen de séjour dans le ou les récipients étant compris entre environ l minute et

minutes, le polymère coagulé provenant du ou des réci-

pients étant ensuite séparé de la phase aqueuse, recueilli

et séché.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le courant de latex pénètre dans le dispositif tubulaire de coagulation en un point situé en aval du point

d'introduction du courant de coagulant.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le rapport du débit d'écoulement, en poids par unité de temps, du coagulant aqueux au débit d'écoulement, également en poids par unité de temps, du polymère contenu

dans le latex est compris entre environ 40:1 et 250:1.

4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que latex contient d'environ 10 à 35 % de polymère, ce dernier étant choisi parmi les polymères polybutadiène, butadiène-styrène ou butadiènealphaméthylstyrène contenant d'environ 40 à 85 % en poids de butadiène, des polymères butadiène-acrylonitrile ou isoprène-acrylonitrile contenant d'environ 50 à 80 % en poids de butadiène ou d'isoprène, et des polymères butadiène-styrène ou butadiène-acrylonitrile contenant jusqu'à environ 5 % en poids d'un ou plusieurs

monomères additionnels.

5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le coagulant est une solution aqueuse choisie

parmi l'acide sulfurique ou l'acide chlorhydriquedes halo-

génures de métaux alcalinsdes halogénures et des sulphates

de métaux alcalino-terreux et de l'alun.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le coagulant est choisi parmi l'acide sulfurique

ou des mélanges d'acide sulfurique et de chlorure de so-

dium, le polymère étant un polymère butadiène-styrène.

7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le coagulant contient du chlorure de calcium,

le polymère étant un polymère butadiène-acrylonitrile.

8. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le temps de séjour dans le dispositif tubulaire de coagulation est compris entre environ 0,1 et 5 secondes, le nombre de Reynolds étant compris entre environ 20 000

et 75 000.

9. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le temps de séjour dans le dispositif tubulaire de coagulation est compris entre environ 5 et 25 secondes

et en ce que le nombre de Reynolds est compris entre envi-

ron 7 500 et 20 000.

l0. Appareil de coagulation d'un polymère caoutchou-

teux contenant une dioléfine conjuguée en C4 à C6, à par-

tir d'un latex aqueux de ce polymère, cet appareil, qui mélange le latex avec un coagulant minéral aqueux, étant caractérisé en ce qu'il comporte une pompe (12, 38, 54) produisant un courant de latex liquide, une pompe (9, 34,

61) produisant un courant de coagulant liquide, un disposi-

tif tubulaire de coagulation (8, 31, 52) alimenté par les

deux pompes, le courant de latex pénétrant dans le disposi-

tif tubulaire de coagulation en un point situé en aval du point d'introduction du courant de coagulant, le dispositif

tubulaire de coagulation étant de forme allongée et de fai-

ble diamètre, afin que les liquides s'écoulant dans ce dis-

positif y séjournent pendant une durée comprise entre en-

viron 0,1 et 25 secondes, le nombre de Reynolds du disposi-

tif étant compris entre environ 7 500 et 75 000, l'appareil comportant également un ou deux récipients (3; 23, 26; 50) reliés en série, contenant un coagulant aqueux et équipés

d'agitateurs (4; 24, 27; 51) destinés à mélanger le con-

tenu de ces récipients, un conduit de trop-plein (5; 25,

28; 64) étant fixé à la paroi verticale de chaque réci-

pient, le dispositif tubulaire de coagulation aboutissant au-dessous du niveau du coagulant aqueux contenu dans le premier récipient, le ou les récipients étant dimensionnés

de manière à établir un temps total de séjour dans ces ré-

cipients compris entre environ 1 et 15 minutes, un dispo-

sitif mécanique de séparation (6, 29, 65) étant alimenté par le conduit de trop-plein du ou des récipients afin

de séparer le polymère coagulé de la phase aqueuse, l'ap-

pareil comportant également un dispositif destiné à recueil-

lir le polymère coagulé, des éléments (14, 15; 40, 41 68) destinés à sécher le polymère coagulé et recueilli, des éléments (11, 37, 57) destinés à chauffer la phase aqueuse séparée pour la porter à une température d'environ

à 80C, des éléments ( 10, 36, 59) introduisant du coa-

gulant frais dans la phase aqueuse séparée, et des éléments

(7, 31, 62) conduisant la phase aqueuse séparée à la pom-

pe qui produit un courant de coagulant liquide.