Un microréacteur plus performant pour la production de polymères
Face à l'augmentation de la demande de polymères (polyéthylène, par exemple), il est devenu très important d'optimiser leur qualité et leur fabrication. La microscopie optique a été utilisée pour mesurer directement la croissance du polymère dans de l'éthylène en phase gazeuse et de l'éthylène-1-hexène. Des catalyseurs Ziegler-Natta et métallocène ont été utilisés. La mesure de profils de la vitesse de polymérisation permet d'établir une moyenne sur toute la durée de vie d'un catalyseur. Le comportement individuel des particules peut toutefois varier considérablement de ces moyennes, ce qui peut avoir des conséquences dramatiques dans un environnement industriel. Dans un scénario noir, une activité élevée du catalyseur et un transfert de chaleur limité via la surface des particules peut provoquer la fusion des particules et entraîner finalement l'effondrement du lit fluidisé. De même, la génération de particules fines peut entraîner la destruction du catalyseur. Différentes expériences ont été menées sur des particules à l'aide de la technologie de micro-réaction. L'objectif était de mieux comprendre les processus intervenant dans la croissance des particules, leur fragmentation et la modification de la morphologie de leur surface pendant la croissance. Les expériences ont été réalisées dans des conditions industrielles et les résultats ainsi obtenus ont affiché une bonne reproductibilité. Une activité élevée et une réplication de la forme ont été observées pour les deux catalyseurs utilisés. Il a par ailleurs été démontré que des particules du catalyseur de même taille et soumises à des conditions identiques pouvaient afficher des activités différentes. Le fait que la fragmentation des particules du catalyseur/polymère conduit à la formation de sous-grains qui restent attachés à la particule principale a également été jugé très important. L'utilisation de la technologie de micro-réaction fournit de précieuses informations et contribue à expliquer de nombreux phénomènes, ainsi qu'à réduire la complexité de l'ensemble du processus. Des améliorations à ce niveau se traduisent par une diminution des déchets et des émissions, grâce notamment à la possibilité d'éliminer les déchets par incinération ou recyclage.
