Brevet FR2572413A1 — publié le 19860502

La présente invention concerne de nouveaux moyens pour l'amélioration et la fertilisation des sols. Les propriétés hydrophiles des polyacrylamides et de leurs dérivés (homopolymères et copolymères avec par exemple l'acide polyacrylique, et copolymères réticulés avec divers autres monomères) sont largement connues, et font l'objet de nombreuses applications. Parmi ces applications, on peut mentionner les pro- duits consistant dans une forme granulée de ces polymères, qui, mélangés aux sols avec éventuellement des oligoéléments, confèrent à ceux-ci la double propriété de rétention de l'humi- dité, qu'elle provienne des pluies ou de l'arrosage artificiel, et d'une expansion assurant leur aération. Ces produits granulés sont commercialisés avec succès sous la marque commerciale "GRAIN D'EAU" par la Déposante. Leur application est cependant limitée à l'améliorati des propriétés physiques des sols, sans modifier leurs propriét nutritionnelles vis à vis des végétaux, à l'égard desquels ces polymères peuvent être considérés comme neutres. Ils impliquent donc la nécessité de fertiliser suppl mentairement les sols au moyen des composés chimiques classiquc ment utilisés comme engrais, et adaptés aux diverses cultures envisagées. La présente invention vise à combler cette lacune. A cet effet elle concerne une nouvelle catégorie de poly-acrylam: des (y compris les dérivés évoqués plus haut) possédant la pro priété structurale d'être associés à des engrais, de nature et d'applications spécifiques connues par ailleurs. Il convient de noter que l'invention ne vise nulleme une simple association par mélangeage des granulés connus de polyacrylamides avec des engrais, mais bien une nouvelle struc chimique de ces granulés, créée par l'introduction des propor- tions voulues des composés chimiques jouant le râle d'engrais au cours de la réaction de polymérisation et/ou de réticulatio conduisant aux polymères hydrophiles. L'invention vise donc, essentiellement: - En premier lieu des granulés de polyacrylamide ou de leurs dérivés copolymères simples et réticulés contenant dans leur structure moléculaire de 10 à 50 % en poids de compc chimiques possédant des propriétés fertilisantes, - En second lieu un procédé pour la fabrication de ces granulés, consistant, dans le processus connu de fabrica- tion de granulés de polyacrylamides, à introduire au moment de la réaction de polymérisation et/ou de réticulation, des composés chimiques connus pour leurs propriétés fertilisantes, à raison de 10 à 50 % en poids. Parmi les composés chimiques utilisables, on peut citer à titre d'exemples le phosphate monopotassique, le nitrate de potasse, le nitrate d'ammonium, le sulfate de magnésium, le sel de fer de l'acide EDDHA et analogues, le choix de ces composés est déterminé par les cultures à fertiliser; toutefois les composés chlorés et les produits oxydants sont à éviter car ils risqueraient de provoquer une dégradation prématurée du polymère. On va donner ci-après quelques exemples de compositions globales des granulés fertilisants selon l'invention. Exemple 1: Produit fertilisant pour jardins ornemen- taux, ce produit exerçant à la fois une action sur le sol et la nutrition des sols, contient, en % en poids: Polyacrylamide de sodium réticulé complément à 100 Phosphate monopotassique 8, 27 Nitrate de potassium 17, 59 Humidité 10 Exemple 2: Produit fertilisant pour plantes-en pots: Polyacrylamide de sodium réticulé complément à 100 Phosphate monopotassique 2, 7 Nitrate de potassium 3,1 Nitrate d'ammonium 5,7 Sulfate de magnésium 0,6 Sel de fer de l'acide EDDHA 0,24 Humidité 10 Exemple 3: Produit fertilisant pour jardinière Polyacrylamide de sodium réticulé complément à 100 Phosphate monopotassique 2,3 Nitrate de potassium 2,87 Nitrate d'ammonium 4,53 Sel de fer de l'acide EDDHA 0,28 Humidité 10 Il est remarquable que ces produits possedent de tels effets fertilisants. On considère que ce résultat vient de ce que le milieu est maintenu à un degré d'humidité optimal pendant une durée prolongée, ce qui favorise le relargage progressif de: composés fertilisants. On peut encore améliorer ce résultat grâce à une va- riante du procédé, qui, selon l'invention, consiste à soumettre les granulés, avant utilisation, à une irradiation ménagée par des rayonnements ionisants. Cette irradiation crée, à la surface et à l'intérieur du polymère, des centres chimiquement actifs qui semblent exer- cer sur les granulés une action stabilisatrice vis à vis de la photodégradation, et une action favorable sur le degré de gonflement des grains, en augmentant le taux de rétention d'eau. Bien entendu, comme pour tous les produits fertilisant les granulés fertilisants selon l'invention présenteront une cinétique de relargage variable en fonction de la concentration saline et du pH du milieu auquel ils seront ajoutés. Il est important de noter que les nouveaux produits selon l'invention ne sont pas de simples mélanges de polyacryla- mides connues avec des produits fertilisants connus, mais bien des composés intrinsèquement nouveaux dans la structure cristal- lisée desquels les éléments polymérisés et les éléments fertili- sants sont co-cristallisés et étroitement imbriqués les uns dans les autres. Cette particularité fondamentale est démontrée par l'étude structurale par microscope électronique à balayage des nouveaux produits selon l'invention ("polymères fertilisés") pal comparaison avec les produits connus ("polymères non-fertilisés' Cette étude est résumée ci-après et illustrée par les quatre figures du dessin annexe:- 1) TECHNIQUE DE PREPARATION POUR LE M.E.B. - Montage et métallisation des échantillons. Le montage se fait avec une colle conductrice à base d'argent (Dotite D550) sur des porte-échantillons en cuivre. La métallisation est réalisée grâce à l'appareil JEOL ION SPUTTER JFC 1100. Elle dure 3 minutes sous un vide de 10-3 torr et une tension de 1,2 KV. - Observation en M.E.B. Le microscope est un JEOL type JSM 35 CF. L'observa- tion des échantillons est faite sous une tension d'accélération de 25 KV. 2) RESULTATS ET INTERPRETATION 1. Polymère non fertilisé La figure 1 (grandissement X 36) révèle la morphologie d'un fragment de polymère. Les cassures montrent l'existence de "cupules" de diverses tailles dont l'origine peut être attri- buée à la formation de bulles d'air au cours de l'élaboration du polymère. La surface présente également de nombreuses infractuo- sités à contour irrégulier qui ont pu se former au cours de la deshydratation du produit. A plus fort grandissement (X 1300; figure 2) la sur- face présente de nombreuses petites dépressions irrégulières dont la taille varie de 1 à 5 um. 2. Polymère fertilisé A faible grandissement (figure 3, X 36) on remarque que les cassures sont moins nettes et la surface recouverte par des agrégats de cristaux. La structure en cupules observée dans la figure 1 ne se retrouve pas ici; La figure 4 met nettement en évidence la structure cristalisée des agrégats et l'imbrication des cristaux dans le polymère. s REVENDICATIONS 1. Nouveaux produits à actions gonflante, aérante, ré- tentrice d'humidité et fertilisante, sur les sols, caractérisés en ce qu'ils consistent en des granulés de polyacrylamide ou de leurs dérivés copolymères simples et réticulés contenant dans leur structure moléculaire de 10 à 50 % en poids de composés chimiques possédant des propriétésfertilisantes. 2. Produits selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'ils contiennent comme composés chimiques possédant des pro- priétés fertilisantes de phosphate monopotassique, du nitrate de potassium, du nitrate d'ammonium, du sulfate de magnésium, et/ou du sel de fer, de l'acide EDDHA, à l'exclusion des composés chlorés et oxydants. 3. Produit selon les revendications 1 et 2,caractérisé par la composition suivante en % en poids: Polyacrylamide de sodium réticulé complément à 100 Phosphate monopotassique 8,27 Nitrate de potassium 17,59 Humidité 10 4. Produit selon les revendications I et 2, caractérisé en par la composition suivante, en % en poids: Polyacrylamide de sodium réticulé complément à 100 Phosphate monopotassique 2,7 Nitrate de potassium 3,1 Nitrate d'ammonium 5,7 Sulfate de magnésium 0,6 Sel de fer de l'acide EDDHA 0,24 Humidité 10 5. Produit selon les revendications 1 et 2, caractérisé par la composition suivante, en % en poids Polyacrylamide de sodium réticulé complément à 100 Phosphate monopotassique 2,3 Nitrate de potassium 2,87 Nitrate d'ammonium 4,53 Sel de fer de l'acide EDDHA 0,28. Humidité 10. 6. Procédé pour la préparation des produits selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé en ce qu'il consiste à incorporer au mélange réactionnel dans le processus 6 2572413 de fabrication des granulés de polyacrylamides, au moment de la réaction de polymérisation et/ou de réticulation, des composés chimiques à propriétés fertilisantes à raison de 10 à 50 % en poids. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'après obtention des granulés, on le soumet à une irradiation ménagée par un rayonnement ionisant. 8. Granulés fertilisants, caractérisés en ce qu'ils ré- sultent de l'application du procédé selon la revendication 7.