Authors: Ana Paula Alves Amorim
Source: theses.fr (ABES) (article, 2026-02-20)
Field: Materials Science — Polymers and Plastics

Comparaison systématique des procédés en phase slurry et en phase gaz : aspects physiques, thermodynamiques et distribution des alkylaluminiums Des différences significatives apparaissent dans les caractéristiques des produits et dans la cinétique de polymérisation lorsque l’éthylène est polymérisé en phase slurry ou en phase gazeuse, même lorsque le catalyseur, la formulation et les concentrations des espèces réactives restent inchangés. L’objectif de la présente thèse est d’explorer les raisons physiques, chimiques et thermodynamiques à l’origine de ces différences. Après une brève présentation des objectifs détaillés de la thèse et un examen de la littérature existante, un cadre de modélisation est introduit afin de décrire l’influence de la morphologie interne des particules sur la cinétique de polymérisation et sur l’évolution de la distribution des masses molaires. L’objectif est de comprendre comment différentes morphologies internes des particules polymères influencent la vitesse de réaction et les propriétés du polymère. Le travail applique ensuite l’équation d’état de Sanchez–Lacombe pour prédire le gonflement des particules dans les systèmes en phase gazeuse et en phase slurry. Les procédures expérimentales utilisées pour étudier la dissolution du polymère dans la phase liquide d’un procédé slurry sont présentées, ainsi que les analyses thermiques menées pour corriger la cristallinité du polymère en présence de solvant. L’intégration des effets de chaînes de liaison (tie-chains) est également discutée, permettant d’améliorer les prédictions du comportement de gonflement, en particulier dans les conditions de phase gazeuse. Une étude expérimentale comparant la polymérisation en phase slurry et en phase gazeuse est ensuite décrite. L’analyse débute par l’évaluation des effets de co-solubilité du n-hexane sur l’hydrogène et l’éthylène, ainsi que de l’effet anti-solvant de l’hydrogène sur l’éthylène. L’approche de modélisation employée pour déterminer les concentrations molaires d’hydrogène et d’éthylène dans les deux phases est ensuite détaillée. Le plan d’expériences, les méthodologies associées et les ensembles de données obtenus sont présentés et interprétés, en mettant l’accent sur l’influence du type et de la quantité de lit de graines, de la concentration en co-catalyseur et de la pression partielle d’éthylène sur la performance de polymérisation et les propriétés finales du polymère. Enfin, la thèse se conclut par une synthèse des principaux résultats et enseignements issus des études expérimentales et de modélisation. Elle souligne comment les approches proposées contribuent à une compréhension approfondie des similitudes et des différences entre les procédés de polymérisation en phase gazeuse et en phase slurry, notamment en ce qui concerne la morphologie des particules, le transfert de masse et le comportement de gonflement. La dernière section décrit également des pistes possibles pour des travaux futurs, en suggérant comment les modèles et méthodologies actuels peuvent être étendus à des systèmes plus complexes et comment les connaissances obtenues peuvent être transposées entre la phase slurry et la phase gazeuse. Phase (matter) ; Freon ; Liquid phase ; Slurry Synthesis and properties of polymers ; Membrane Separation and Gas Transport ; Polymer Foaming and Composites