EP1383826A1 - Film polymere, son procede de preparation et procede de protection ou de nettoyage d'une surface utilisant ce film - Google Patents

Film polymere, son procede de preparation et procede de protection ou de nettoyage d'une surface utilisant ce film

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Publication number
EP1383826A1
EP1383826A1 EP02753736A EP02753736A EP1383826A1 EP 1383826 A1 EP1383826 A1 EP 1383826A1 EP 02753736 A EP02753736 A EP 02753736A EP 02753736 A EP02753736 A EP 02753736A EP 1383826 A1 EP1383826 A1 EP 1383826A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
film
contaminants
chelating
complexing
polymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02753736A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Franck Rouppert
Annie Rivoallan
Christophe Largeron
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP1383826A1 publication Critical patent/EP1383826A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31855—Of addition polymer from unsaturated monomers

Definitions

  • the present invention relates to a polymer film or film.
  • the invention also relates to the process for preparing, forming, such a polymer film.
  • the invention finally relates to a method of protecting a surface from contaminants or pollutants using said film and to a method of cleaning, decontamination, of a surface similarly using said film.
  • the technical field of the invention can be defined in general, such as that of cleaning, decontamination, surface and the protection of these surfaces from contaminants, pollutants, whether these are chemical, radioactive, biological or bacteriological.
  • the field of use is that of the maintenance, decontamination and dismantling of installations in the nuclear industry.
  • Non-peelable polymer films and peelable polymer films.
  • Such films are described in particular in the document "Decommissionning Technology Descriptions: Decontamination", US Department of Energy, 08/01/2000.
  • products comprising epoxides or polyurethanes are currently used to form “stabilizing” or “fixing” coatings, mainly on painted or rough concrete surfaces. These substances can be used to form thin or thick films, or even to impregnate the surface porosity of the surface to be treated.
  • the formulations used are aggressive with regard to the surface because they are optimized for dismantling; - the complexing agents used, such as oxalic acid, are soluble, and therefore cannot be recovered by filtration.
  • This film and the process must finally be of low cost, be easy to implement, safe and reliable, not very aggressive with regard to the treated surface and, if possible, maintain the appearance on the surface. visual of an untreated surface.
  • the object of the present invention is to provide a polymer film and a method for cleaning, decontamination, or protecting a surface which meets all of the needs mentioned above and which satisfies the requirements and conditions set out above for such a process.
  • the object of the present invention is also to provide a film and a method, which does not have the drawbacks, defects, limitations and disadvantages of films and methods of the prior art and which solves the problems of the prior art.
  • a film, dispersible in emulsion in water comprising a polymer and containing at least one chelating or complexing agent.
  • the film is non-porous, that is to say that it has no porosity whether it is open or closed.
  • This polymer film is fundamentally distinguished from the films of the prior art by the fact that this film, which contains a chelating or complexing agent comprises a polymer which is generally insoluble, insoluble in water.
  • This film is, in fact, prepared from an aqueous emulsion of said polymer. Therefore, the polymer can be easily recovered at the end of the use of the film by re-emulsion and flocculation, which is not possible with the water-soluble polymers of films of the prior art.
  • the film according to the invention meets all the needs, requirements and criteria mentioned above, for example: it allows with great efficiency and great reliability to trap, for curative or preventive purposes, contaminants, pollutants in a layer superficial, sacrificial on the treated surface, that is to say that it is not only the contamination on the surface which is trapped, but also the one immediately below this surface.
  • the film according to the invention allows the spread of the contaminant to be controlled by retaining it within it.
  • the mechanical, adhesion and cohesion properties of the film are excellent and ensure very good resistance on any surface, while allowing easy removal, in particular by peeling.
  • the film is low cost. It can be prepared with products readily available on the market.
  • the film is not aggressive towards the surface on which it is applied. It does not change the properties of it. It does not degrade its appearance. In addition, in most cases, the film being colorless and transparent, it does not affect the visual appearance of the surface.
  • the film is prepared from non-toxic compounds, vis-à-vis personnel and a low impact on the environment.
  • the polymer is generally chosen from polymers which may be in the form of aqueous emulsions of the latex type.
  • the polymer is chosen from styrene-butadiene copolymers and styrene-acrylate copolymers.
  • the film can comprise several polymers which preferably have different glass transition temperatures (Tg).
  • Tg glass transition temperatures
  • the said chelating agent or complexing agents are chosen from specific chelating agents or complexing agents with respect to radioactive or biological chemical contaminants or pollutants.
  • the said chelatan (s) or complexing agent (s) is (are) chosen (s), preferably, from the complexing or chelating agents specific with respect to volatile contaminants, more preferably still, with respect to contaminants radioactive volatiles, such as cesium.
  • the film comprises several chelating or complexing agents, each of which is specific with respect to a specific contaminant or pollutant.
  • each of said specific chelating or complexing agents has a different specific particle size.
  • the invention also relates to a process for forming a film comprising at least one polymer, preferably insoluble in water, and at least one chelating or complexing agent, on a surface, with a view in particular to the protection or cleaning, decontamination of said surface, in which: an aqueous emulsion of said polymer is formed; - The chelating agent or complexing agent is incorporated into said emulsion;
  • emulsion comprising the polymer and the chelating or complexing agent is applied to the surface, whereby the film is formed, generally rapidly, in a few minutes, namely for example 1 or 2 to 10 minutes, on the surface, by coalescence.
  • the formation of the film occurs by coalescence at room temperature or temperature of use of the surface (temperature at which the surface is located) without any drying of the surface, and / or of the parts comprising this surface.
  • the formation of the film can be carried out at room temperature without any heating of the parts to be covered and without the use of hot air, including on vertical surfaces, which is particularly advantageous in the case in particular of a setting. implemented in a contaminated enclosure.
  • coalescing conditions are advantageously chosen so as to avoid any porosity, whether open or closed, in the final formed film obtained.
  • the method of the invention further comprises then a final step of drying the film.
  • the formation and possible drying of the film is carried out according to the invention without any drainage or any absorption of any of the liquids entering into the composition of the emulsion.
  • the invention further relates to a method of cleaning or decontaminating a surface in which. forms a film on said surface by the method described above, said surface then being a contaminated, polluted surface.
  • the invention also relates to a method of protecting a surface, in which a film is formed on said surface by the method described above, said surface then being a clean surface, free from pollutants or contaminants.
  • the film In the case of a decontamination, cleaning process, the film is left in contact with the surface, until it is saturated with contaminants or pollutants, for a period, for example, of a few days, for example 1 or 2 to -10 days, to several months, for example from 1 or 2 to 10 months, then it is eliminated, when it is saturated with pollutants, contaminants.
  • the film is left in contact with the surface, until it is saturated with pollutants, contaminants, the saturated film is then removed from the surface when it is saturated with pollutants, contaminants, and that it can no longer effectively perform its protective function.
  • the film saturated with pollutants or contaminants can be removed by peeling, tearing off, peening, abrasion, or by (re) dissolution in an aqueous medium.
  • an aqueous solution or emulsion is thus obtained containing the organic matter, the complexing or chelating agents and the contaminants or pollutants.
  • the organic matter is separated from the solution by flocculation, then filtration. It is then generally rejected or eliminated, for example, by incineration.
  • the chelating or complexing agents and the contaminants or pollutants are separated by filtration.
  • aqueous emulsion of one or more polymers of latex type we begin by formulating, by preparing an aqueous emulsion of one or more polymers of latex type.
  • polymer is understood to mean, in the present description, both homopolymers and copolymers prepared from several monomers.
  • a commercially available aqueous latex emulsion is used, examples of such emulsions are the emulsions available from the BAYER ® Company, under the name BAYSTAL ® .
  • emulsions have in particular the advantage of a low cost, which is generally less than ten francs per kilogram, of very low toxicity, and of an absence of organic solvent.
  • the emulsion may comprise only one polymer, but it may also comprise two or more, these polymers having, for example, different glass transition temperatures (Tg), so as to obtain a compromise between adhesion and the cohesion of the film adapted to the surface to be treated.
  • Tg glass transition temperatures
  • a first polymer may have a Tg of -30 ° C to -5 ° C and a second polymer a Tg of + 5 ° C to + 50 ° C.
  • the emulsion is prepared, generally by simple mixing of the various latexes, preferably with stirring!
  • One or more chelating and / or complexing agents are then incorporated into the aqueous emulsion containing one or more polymers.
  • this or these chelating agent (s) and / or complexing agent (s) is (are) incorporated into the emulsion in the form of a solid in particles, for example a powder, and the process is generally carried out. homogenization of the mixture by kneading.
  • the complexing agent (s) is (are) generally each specific with respect to a contaminant or pollutant which it is sought to remove from the surface or when it is sought to protect this surface.
  • the complexing agent (s) / chelator (s) will be chosen, for example from complexing agents / specific contaminants with respect to cesium, cobalt, ruthenium, etc.
  • the complexing / chelating agents will be chosen, for example, from ferrocyanides of metals or alkali metals, such as cobalt or potassium ferrocyanide, mixed ferrocyanides of a metal and an alkali metal (such as potassium) such as the mixed ferrocyanide of cobalt and potassium, which has a particle size generally of 100 to 500 ⁇ m, and which is specific with respect to cesium.
  • This surface can be a metal, or polymer, or glass surface, preferably, the surface is non-porous, non-absorbent.
  • the emulsion is formulated so as to allow the formation of a non-porous film on a non-porous support and the application of the emulsion must be possible on non-absorbent supports such as metals, glass and other plastic supports mentioned above.
  • the surface can be opaque or transparent, it is one of the advantages of the invention to allow the treatment, the protection of transparent surfaces, such as that of portholes or windows, because the film formed according to the invention is generally transparent and colorless and therefore does not mask the surface. This is particularly advantageous on transparent surfaces.
  • the shape of the surface can be arbitrary, and surfaces of both simple and complex shape can be treated with the same efficiency.
  • This surface is in particular a surface located in a nuclear industry installation, whether it is the surface of a building, an enclosure, an appliance, or other equipment.
  • the emulsion can be applied to the surface by any known means, for example, by spreading with a brush or roller or else by spraying / spraying.
  • the film is formed (for example, in a period of 1 to 30 minutes) by "in situ" coalescence of the polymer on the surface. Film formation is rapid at the temperature of use of the equipment of which the surface is a part. By way of example, this temperature can be from 5 to 50 ° C.
  • the film can generally be then dried, for example by evaporation, at a temperature of 5 to 50 ° C.
  • the film generally becomes transparent on drying. As a result, the surface retains the visual appearance of an untreated surface. Said film, once formed, has a role of protection agent with respect to surface contamination or a role of decontaminating, cleaning agent, of said surface.
  • the film can be applied as a preventive to a clean surface, as a protection agent against contamination or it can be applied as a curative to decontaminate, clean the surface.
  • the contaminants and / or pollutants which can be removed from the surface, or against which the surface can be protected are of various kinds. They may in particular be chemical • contaminants or pollutants, such as Pb, Cd, and / or radioactive contaminants, such as cesium, or even biological contaminants (for example, bacteriological).
  • the contaminants treated or repelled by the film are volatile contaminants and in particular volatile radioactive contaminants of cesium type.
  • the role of the film is, for example, to immobilize, to trap, to isolate the contamination and in particular volatile cesium-type radioactive contamination.
  • Each contaminant / pollutant has a specific chelating / complexing agent. In the case of cesium, it has been seen that this chelating agent / contaminant was, for example, ferrocyanide of cobalt and potassium.
  • the isolation, immobilization, fixing of the contamination, in particular of the volatile cesium-type contamination is carried out as follows:, - the surface is protected from contamination by complexation and / or by blocking of the reactions d adsorption and chemisorption on the surface.
  • the contaminant, pollutant is immobilized in the film before reaching the surface; or else - the contamination, already absorbed or chemisorbed, for example of the cesium type, is removed by desorption or ion exchange, then complexation by the chelating agent or complexing agent specific for the contaminant, in the film, which is then removed.
  • the polymer film can then be removed, removed, by various methods which are essentially mechanical and / or chemical methods.
  • a first possibility is peeling or tearing off the film.
  • Peeling or uprooting is generally carried out in the following manner: by pulling on an edge using pliers.
  • a second possibility is shot peening or abrasion of the surface using, for example dry ice or other.
  • a third possibility is the dissolution of the film, preferably in an aqueous medium, this dissolution can be carried out, for example by spraying water under pressure.
  • the organic matter is separated by flocculation by introducing a specific flocculant BAYER ® followed by filtration of the flocs so formed. The organic matter thus recovered can be destroyed by incineration.
  • chelating or complexing agents such as cobalt or potassium ferrocyanides, of different particle sizes (for example, 10 ⁇ m to 500 ⁇ m), depending on the contaminant to be trapped, said contaminants or pollutants trapped by the complexing / chelating agents can be separated by cascade filtration from the largest to the finest.
  • the film and methods of the invention are used in any 'preventive and / or curative treatment vis-à-vis contamination or pollution - whatever the nature and form - of all surfaces and all industrial equipment.
  • the film and the methods according to the invention make it possible to decontaminate, clean various surfaces or to protect them from decontamination, pollution at a low cost, to isolate and avoid the dissemination of contaminants, and to allow a recovery and purification of recoverable materials, while having only a low impact on the environment and retaining on the surface the visual appearance of an untreated surface.
  • the film and the methods according to the invention have, among others, the following advantages:
  • the regular application and removal of the film according to the invention makes it possible to maintain a lower level of ambient radioactivity in the rear areas of the vitrification workshops for a longer time, hence longer human intervention times, possible, with integration of lower doses and an increase in the life of the equipment.

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Abstract

La présente invention a trait à un film dispersable en émulsion dans l'eau comprenant au moins un polymère et contenant au moins un chélatant ou complexant. L'invention a également trait au procédé de préparation, de formation, d'un tel film polymère. L'invention est relative enfin à un procédé de protection d'une surface vis-à-vis de contaminants ou polluants utilisant ledit film et à un procédé de nettoyage, de décontamination, d'une surface utilisant de même ledit film.

Description

FILM POLYMERE, SON PROCEDE DE PREPARATION
ET PROCEDE DE PROTECTION
OU DE NETTOYAGE D'UNE SURFACE UTILISANT CE FILM
DESCRIPTION
La présente invention concerne un film ou pellicule polymère.
L'invention a également trait au procédé de préparation, de formation, d'un tel film polymère.
L'invention est relative enfin à un procédé de protection d'une surface vis-à-vis de contaminants ou polluants utilisant ledit film et à un procédé de nettoyage, de décontamination, d'une surface utilisant de même ledit film.
Le domaine technique de l'invention peut être défini de manière générale, comme celui du nettoyage, de la décontamination, de surface et de la protection de ces surfaces vis-à-vis de contaminants, polluants, que ces derniers soient chimiques, radioactifs, biologiques ou bactériologiques.
De manière plus précise, le- domaine de l'utilisation est celui de la maintenance, de la décontamination et du démantèlement des installations de l'industrie nucléaire.
Le nettoyage et/ou la protection des surfaces à l'aide de films ou pellicules polymères est connu. O distingue essentiellement les films polymères non pelables et les films polymères pelables . De tels films sont décrits notamment dans le document « Decommissionning Technology Descriptions : Décontamination », US Department of Energy, 01/08/2000. En ce qui concerne les films polymères non pelables, des produits comprenant des époxydes ou polyuréthanes sont actuellement utilisés pour former des revêtements « stabilisants » ou « fixants », principalement sur des surfaces de béton peintes ou brutes. Ces substances peuvent être utilisées pour former des films minces ou épais, 'ou encore pour imprégner la porosité superficielle de la surface à traiter.
Le but est d'immobiliser la contamination pour éviter sa dissémination et limiter les risques d'exposition des personnes et autres biens. De tels films présentent l'inconvénient majeur qu'ils ne permettent pas la décontamination de la surface sous-jacente .
Par ailleurs, des polymères capables de former des films pelables ou autopelables en surface sont disponibles commercialement. Ils ne permettent cependant de ne retirer que la contamination extérieure à la surface, ce qui exclut les contaminants volatils de type césium. Ces films immobilisent mécaniquement les particules de contaminant qui sont ainsi retirées lors de l'élimination du film. Ces films sont généralement éliminés par arrachage, pelage, mais certains polymères, qui sont autopelables, ont la particularité de se craqueler naturellement, permettant ainsi leur retrait par aspiration avec les contaminants . Récemment, des films plus élaborés ont été développés par le l'Institut Russe de Recherche et Développement VNIIM pour faciliter le démantèlement des installations nucléaires. Ces films, formés à partir de polymères acryliques et vinyliques en solution aqueuse, peuvent contenir des co plexants, de manière à améliorer la rétention des contaminants. Ils donnent de bons résultats en terme de facteur de décontamination vis-à-vis de polluants de type Pu02. ...Toutefois, cette technologie présente certains inconvénients, par exemple :
- les polymères utilisés sont solubles donc ils sont difficilement récupérables, en particulier par floculation ; - le procédé n'est efficace que vis-à-vis des particules solides ;
- les formulations utilisées sont agressives vis-à-vis de la surface car elles sont optimisées pour le démantèlement ; - les complexants utilisés, comme l'acide oxalique, sont solubles, et donc, non récupérables par filtration.
Il ressort de l'étude qui précède qu'il existe un besoin pour un film de polymère permettant la décontamination, le nettoyage, et/ou la protection de surfaces diverses, notamment de surfaces métalliques, qui permette d'éliminer les polluants ou contaminants, quels qu'ils soient, non seulement en surface, mais aussi dans une couche superficielle, sous-jacente se trouvant au voisinage de cette surface. En d'autres termes, il existe un besoin pour un film polymère, et un procédé de nettoyage ou de protection mettant en œuvre ce polymère qui permette de piéger préventivement ou curativement des contaminants dans une couche superficielle sacrificielle d'une surface, aux fins de décontamination, nettoyage, ou protection de ladite surface.
Il existe, en outre, un besoin pour un film qui puisse être aisément et complètement éliminé à l'issue de son utilisation et qui permette une séparation et une récupération faciles des constituants et des contaminants polluants piégés. Autrement dit, le film et le procédé doivent assurer une excellente récupération et purification des matériaux valorisables allant de pair avec un faible impact sur l'environnement. Ce film et le procédé le mettant en œuvre doivent, de plus, être efficace vis-à-vis de tous les contaminants, quelle que soit leur forme : particules solides, liquides et autres, et leur nature : chimique, radioactive, biologique et autres.
Ce film et le procédé doivent enfin être d'un faible coût, être facile à mettre en œuvre, sûr et fiable, peu agressifs vis-à-vis de la surface traitée et, si possible, conserver, à la surface, l'aspect visuel d'une surface non traitée.
Le but de la présente invention est de fournir un film polymère et un procédé de nettoyage, décontamination, ou de protection d'une surface qui réponde à l'ensemble des besoins mentionnés ci-dessus et qui satisfasse aux exigences et conditions énoncées plus haut pour un tel procédé . Le but de la présente invention est encore de fournir un film et un procédé, qui ne présente pas les inconvénients, défauts, limitations et désavantages des films et procédés de l'art antérieur et qui résolve les problèmes de l'art antérieur.
Ce but et d'autres encore sont atteints, conformément à l'invention par un film, dispersable en emulsion dans l'eau, comprenant un polymère et contenant au moins un chélatant ou complexant . Avantageusement, le film est non-poreύx, c'est-à-dire qu'il ne présente aucune porosité qu'elle soit ouverte ou fermée .
Ce film polymère se distingue fondamentalement des films de l'art antérieur par le fait que ce film, qui contient un chélatant ou complexant comprend un polymère généralement non-soluble, insoluble, dans l'eau. Ce film est, en effet, préparé à partir d'une emulsion aqueuse dudit polymère. De ce fait, le polymère peut être facilement récupéré à l'issue de l'utilisation du film par remise en emulsion et floculation, ce qui n'est pas possible avec les polymères, hydrosolubles , des films de l'art antérieur.
Le film selon l'invention répond à l'ensemble des besoins, exigences et critères mentionnés plus haut, par exemple : il permet avec une grande efficacité et une grande fiabilité de piéger, à titre curatif ou préventif, les contaminants, polluants dans une couche superficielle, sacrificielle sur la surface traitée, c'est-à-dire que c'est non seulement la contamination se trouvant sur la surface qui est piégée, mais aussi celle se trouvant immédiatement sous cette surface. Le film selon l'invention permet une maîtrise de la dissémination du contaminant en retenant celui-ci en son sein. Les propriétés mécaniques, d'adhésion et de cohésion du film sont excellentes et assurent une très bonne tenue sur toute surface, tout en permettant une élimination facile, en particulier par pelage.
Le film est d'un faible coût. Il peut être préparé avec des produits facilement disponibles dans le commerce .
Le film n'est pas agressif vis-à-vis de la surface sur laquelle il est appliqué. Il ne modifie en rien les propriétés de celle-ci. Il n'en dégrade pas l'aspect. En outre, dans la plupart des cas, le film étant incolore et transparent, il n'affecte pas l'apparence visuelle de la surface.
Le film est préparé à partir de composés non toxiques, vis-à-vis du personnel et d'un faible impact sur 1 ' environnement .
En outre, tous les constituants du film peuvent être aisément séparés, recyclés et/ou détruits, à faible coût, à l'issue de l'utilisation du film.
Le polymère est généralement choisi parmi les polymères, susceptibles de se trouver sous la forme d'émulsions aqueuses de type latex. De préférence, le polymère est choisi parmi les copolymères styrène-butadiène et les copolymères, styrène-acrylate .
Avantageusement, le film peut comprendre plusieurs polymères qui présentent, de préférence, des températures de transition vitreuse (Tg) différentes. Avantageusement, le ou lesdits chelatants ou complexants sont choisis parmi les chelatants ou complexants spécifiques vis-à-vis des contaminants ou polluants chimiques radioactifs ou biologiques. Le ou lesdits chélatan (s) ou complexant (s) est (sont) choisi (s), de préférence, parmi les complexants ou chelatants spécifiques vis-à-vis des contaminants volatils, de préférence encore, vis-à-vis des contaminants volatils radioactifs, tels que le césium.
Avantageusement, le film comprend plusieurs chelatants ou complexants dont chacun est spécifique vis-à-vis d'un contaminant ou polluant déterminé.
De préférence, chacun desdits chelatants ou complexants spécifiques a une granulomëtrie différente spécifique .
L'invention a également trait à un procédé de formation d'un film comprenant au moins un polymère, de préférence non-soluble dans l'eau, et au moins un chélatant ou complexant, sur une surface, en vue notamment de la protection ou du nettoyage, de la décontamination, de ladite surface, dans lequel : on forme une emulsion aqueuse dudit polymère ; - on incorpore le chélatant ou complexant dans ladite emulsion ;
- on applique ladite emulsion comprenant le polymère et le chélatant ou complexant sur la surface, moyennant quoi le film se forme, généralement rapidement, en quelques minutes, à savoir par exemple de 1 ou 2 à 10 minutes, sur la surface, par coalescence .
Avantageusement, la formation du film se produit par coalescence à température ambiante ou température d'utilisation de la surface (température à laquelle se trouve la surface) sans aucun séchage de la surface, et/ou des pièces comportant cette surface.
En effet, compte tenu des conditions généralement utilisées pour mettre en œuvre l' emulsion destinée à former le film selon l'invention, à savoir avec un personnel peu qualifié, dans une enceinte, par exemple un atelier contaminé par exemple par la radioactivité - ce qui impose des durées d'intervention de quelques minutes - aucun équipement complémentaire ne peut être introduit dans l'atelier et utilisé pour accélérer la formation et le séchage du film. C'est donc un avantage important du film et du procédé de 1 ' invention que de pouvoir permettre une formation sans séchage . Selon l'invention, la formation du film peut être effectuée à température ambiante sans aucun chauffage des pièces à recouvrir et sans utilisation d'air chaud, y compris sur des surfaces verticales, ce qui est particulièrement avantageux dans le cas notamment d'une mise en œuvre dans une enceinte contaminée .
Les conditions de coalescence sont avantageusement choisies de manière à éviter toute porosité, quelle soit ouverte ou fermée, dans le film final formé obtenu. Cependant, dans certaines conditions de mise en œuvre, le procédé de l'invention comprend, en outre, ensuite une étape finale de séchage du film.
La formation et l'éventuel séchage du film s'effectuent selon l'invention sans aucun drainage ni aucune absorption d'aucun des liquides entrant dans la composition de l' emulsion.
L'invention concerne, en outre, un procédé de nettoyage ou de décontamination d'une surface dans lequel on. forme un film sur ladite 'surface par le procédé décrit ci-dessus, ladite surface étant alors une surface contaminée, polluée.
L'invention concerne aussi un procédé de protection d'une surface, dans lequel on forme un film sur ladite surface par le procédé décrit ci-dessus, ladite surface étant alors une surface propre, exempte de polluants ou contaminants.
Dans le cas d'un procédé de décontamination, nettoyage, on laisse le film en contact avec la surface, jusqu'à ce qu'il soit saturé en contaminants ou polluants, pendant une durée, par exemple, de quelques jours, par exemple 1 ou 2 à -10 jours, à plusieurs mois, par exemple de 1 ou 2 à 10 mois, puis on l'élimine, lorsqu'il est saturé en polluants, contaminants.
De même, dans le cas d'un procédé de protection, on laisse le film en contact avec la surface, jusqu'à ce qu'il soit saturé en polluants, contaminants, on élimine alors le film saturé de la surface, lorsqu'il est saturé en polluants, contaminants, et qu'il ne peut plus assurer sa fonction de protection de manière efficace.
Le film saturé en polluants ou contaminants peut être éliminé par pelage, arrachage, grenaillage, abrasion, ou par (re) dissolution en milieu aqueux.
Dans le cas où l'on opère par dissolution du film en milieu aqueux, on obtient ainsi une solution ou emulsion aqueuse contenant la matière organique, les complexants ou chelatants et les contaminants ou polluants., La matière organique est ' séparée de la solution par floculation, puis filtration. Elle est ensuite généralement rejetée ou éliminée, par exemple, par incinération.
Les chelatants ou complexants et les contaminants ou polluants sont séparés par filtration.
L'invention va maintenant être décrite de manière détaillée dans la description qui suit, donnée à titre illustratif et non limitatif.
Dans une première étape, on commence par formuler, par préparer une emulsion aqueuse d'un ou plusieurs polymères de type latex.
Par polymère, on entend, dans- la présente description, aussi bien les homopolymères que les copolymères préparés à partir de plusieurs monomères. Parmi les polymères et copolymères préférés, on peut citer les copolymères de styrène avec le butadiène ou de styrène avec un acrylate.
De préférence, on utilise une emulsion aqueuse de latex disponible commercialement, des exemples de telles émulsions sont les émulsions disponibles auprès de la Société BAYER®, sous la dénomination BAYSTAL®.
Ces émulsions présentent notamment l'avantage d'un faible coût, qui est généralement inférieur à dix francs par kilogramme, d'une toxicité très faible, et d'une absence de solvant organique.
L' emulsion peut ne comprendre qu'un seul polymère, mais elle peut aussi en comprendre deux ou plus, ces polymères ayant, par exemple, des températures de transition vitreuse (Tg) différentes, de façon à obtenir un compromis entre l'adhésion et la cohésion du film adapté à la surface à traiter.
Ainsi, un premier polymère pourra avoir une Tg de -30°C à -5°C et un second polymère une Tg de +5°C à +50°C.
En tant que mélange, on pourra, par exemple, utiliser un mélange de latex styrène-butadiène et styrène-acrylate, ayant, de préférence, des températures de transition vitreuse différentes. Lorsque l'on utilise plusieurs latex, on prépare l' emulsion, généralement par simple mélange des divers latex, de préférence sous agitation!
On incorpore ensuite dans l' emulsion aqueuse contenant un ou plusieurs polymères un ou plusieurs chelatants et/ou complexants.
De préférence, ce ou ces chélatant (s) et/ou complexant (s) est (sont) incorporé (s) dans l' emulsion sous la forme d'un solide en particules, par exemple d'une poudre et on procède généralement à l'homogénéisation du mélange par malaxage. Le ou les agent (s) complexant (s) est (sont) généralement chacun spécifique vis-à-vis d'un contaminant ou polluant que l'on cherche à éliminer de la surface ou quand on cherche à protéger cette surface .
Ainsi, le ou les complexant (s) /chélatant (s) sera (ront) -il (s) choisi (s), par exemple parmi les complexants/contaminants spécifiques vis-à-vis du césium, du cobalt, du ruthénium, etc.. Les complexants/chélatants seront choisis, par exemple, parmi les ferrocyanures de métaux ou de métaux alcalins, tels que le ferrocyanure de cobalt ou de potassium, les ferrocyanures mixtes d'un métal et d'un métal alcalin (tel que le potassium) tel que le ferrocyanure mixte de cobalt et de potassium, qui a une granulometrie généralement de 100 à 500 μm, et qui est spécifique vis-à-vis du césium.
A ce propos, il est important de noter qu'il est intéressant d'utiliser des mélanges de chélatants/complexants de granulométries différentes, par exemple, de granulométries différentes en fonction des contaminants à piéger, ou à repousser, les contaminants complexés, chélatés, peuvent ensuite ainsi être facilement séparés par filtration en cascade. On applique ensuite l' emulsion aqueuse du ou des polymère (s) contenant le ou les chélatant (s) sur la surface à nettoyer, décontaminer ou protéger.
Il n'existe aucune limitation sur la nature et la forme de la surface à traiter. Cette surface peut être une surface en métal, ou en polymère, ou en verre, de préférence, la surface est non-poreuse, non absorbante .
Avantageusement, en effet, l' emulsion est formulée de manière à permettre la formation d'un film non poreux sur un support non-poreux et l'application de l' emulsion doit être possible sur des supports non absorbants tels que les métaux, le verre et autres supports plastiques cités plus haut.
La surface peut être opaque ou transparente, c'est là- un des avantages de l' invention que de permettre le traitement, la protection de surfaces transparentes, telle que celle de hublots ou de vitres, car le film formé selon l'invention est généralement transparent et incolore et ne masque donc pas la surface. Cela est particulièrement avantageux sur des surfaces transparentes.
Selon l'invention, la forme de la surface peut être quelconque, et l'on peut traiter, avec une même efficacité, des surfaces de forme aussi bien simple que complexe.
Cette surface est notamment une surface se trouvant dans une installation de - l'industrie nucléaire, qu'il s'agisse de la surface d'un bâtiment, d'une enceinte, d'un appareil, ou autre équipement. L' emulsion peut être appliquée sur la surface par tout moyen connu, par exemple, par étalement au pinceau ou au rouleau ou encore par proj ection/pulvérisation .
Le film se forme (par exemple, en une durée de 1 à 30 minutes) par coalescence « in situ » du polymère sur la surface. La formation du film est rapide à la température d'utilisation de l'équipement dont la surface fait partie. A titre d'exemple, cette température peut être de 5 à 50 °C. Le film peut généralement être ensuite séché, par exemple par évaporâtion, à une température de 5 à 50°C.
Le film devient généralement transparent au séchage. De ce fait, la surface conserve l'aspect visuel d'une surface non traitée. Ledit film, une fois formé, a un rôle d'agent protection vis-à-vis de la contamination surfacique ou un rôle d'agent décontaminant, nettoyant, de ladite surface.
En d'autres termes, le film peut être appliqué à titre préventif sur une surface propre, en tant qu'agent protection vis-à-vis de la contamination ou bien il peut être appliqué à titre curatif pour décontaminer, nettoyer la surface.
Les contaminants et/ou polluants qui peuvent être éliminés de la surface, ou vis-à-vis desquels la surface peut être protégée, sont de natures diverses. Il peut s'agit notamment de contaminants • ou polluants chimiques, tels que Pb, Cd, et/ou de contaminants radioactifs, tels que le césium, ou encore de contaminants biologiques (par exemple, bactériologiques) .
En particulier, les contaminants traités ou repoussés par le film, selon l'invention, sont les contaminants volatils et notamment les contaminants radioactifs volatils de type césium. Le rôle du film est, par exemple d'immobiliser, de piéger, d'isoler la contamination et notamment la contamination volatile radioactive de type césium. A chaque contaminant/polluant correspond un chélatant/complexant spécifique. Dans le cas du césium, on a vu que ce chélatant/contaminant était, par exemple, le ferrocyanure de cobalt et de potassium. L'isolation, immobilisation, fixation de la contamination, notamment de la contamination volatile de type césium est réalisée de la manière suivante : ,- la surface est protégée Vis-à-vis de la contamination par complexation et/ou par blocage des réactions d'adsorption et de chimisorption sur la surface. Le contaminant, polluant est immobilisé dans le film avant d'atteindre la surface ; ou bien - la contamination, déjà absorbée ou chimisorbée, par exemple de type césium, est retirée par désorption ou échange d'ions, puis complexation par le chélatant ou complexant spécifique du contaminant, dans le film, que l'on retire ensuite. Le film de polymère peut être ensuite retiré, éliminé, par différents procédés qui sont essentiellement des procédés mécaniques et/ou des procédés chimiques .
Une première possibilité est le pelage ou arrachage du film.
Le pelage ou arrachage est généralement réalisé de la manière suivante : en tirant sur un bord à l'aide d'une pince.
Une deuxième possibilité est le grenaillage ou abrasion de la surface à l'aide, par exemple de carboglace ou autre. Une troisième possibilité est la dissolution du film, de préférence en milieu aqueux, cette dissolution peut être réalisée, par exemple par projection d'eau sous pression. Dans le cas où l'on procède à une dissolution du film en milieu aqueux, on sépare la matière organique par floculation en introduisant un floculant BAYER® spécifique, puis par filtration des flocs ainsi formés. La matière organique ainsi récupérée peut être détruite par incinération.
Les complexants, floculants et contaminants sont, quant à eux, séparés par filtration, généralement sous la forme de granulés insolubles .
Si l'on choisit des chelatants ou complexants, comme les ferrocyanures de cobalt ou potassium, de granulométries différentes (par exemple, 10 μm à 500 μm) , en fonction du contaminant à piéger, lesdits contaminants ou polluants piégés par les complexants/chélatants peuvent être séparés par filtration en cascade du plus gros au plus fin.
Le film et les procédés selon l'invention trouvent leur application dans tout' traitement préventif et/ou curatif vis-à-vis de la contamination ou de la pollution - qu'elle qu'en soit la nature et la forme - de toutes les surfaces et de tous les équipements industriels.
Le film et les procédés selon l'invention permettent de décontaminer, nettoyer diverses surfaces ou de les protéger vis-à-vis de la décontamination, pollution à un faible coût, d'isoler et d'éviter la dissémination des contaminants, et de permettre une récupération et une purification des matériaux valorisables, tout en n'ayant qu'un faible impact sur l'environnement et en conservant à la surface l'aspect visuel d'une surface non traitée. En particulier, dans l'industrie nucléaire, le film et les procédés selon l'invention présentent, entre autres, les avantages suivants :
- une réduction du débit de doses dans les installations et, de ce fait, une limitation des doses intégrées -par le personnel d'intervention ; la possibilité d'augmenter les temps d'intervention du personnel dans les installations concernées et la simplification de la gestion des équipes de maintenance ; - la limitation du volume d'effluents par rapport aux installations utilisant la décontamination par voie humide (cet avantage n'est pas limité aux installations nucléaires) ; la prolongation de la durée de vie des équipements ;
- des coûts d'exploitation plus bas.
Par exemple, l'application et- le retrait régulier du film selon l'invention permet de maintenir dans les zones arrières des ateliers de vitrification un niveau de radioactivité ambiante plus faible plus longtemps, d'où des temps d'intervention humaine plus longs, possibles, avec une intégration des doses plus faibles et une augmentation de la durée de vie des équipements .

Claims

REVENDICATIONS
1. Film dispersable en emulsion dans l'eau comprenant au moins un polymère et contenant au moins un chélatant ou complexant.
2. Film selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est non-poreux.
3. Film selon la revendication 1, dans lequel le polymère est choisi parmi les polymères susceptibles de se trouver sous la forme d' émulsions aqueuses de type latex.
4. Film selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le polymère est choisi parmi les copolymères styrène-butadiène et les copolymères styrène-acrylate .
5. Film selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant plusieurs polymères, présentant, de préférence, des températures de transition différentes.
6. Film selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le ou lesdits chelatants ou complexants est (sont) choisi-(s) parmi les chelatants ou complexants spécifiques vis-à-vis des contaminants ou polluants chimiques, radioactifs ou biologiques.
7. Film selon la revendication 6, dans lequel le ou lesdits chélatant (s) ou complexant (s) est (sont) choisi (s) parmi les complexants ou chelatants spécifiques vis-à-vis des contaminants volatils.
8. Film selon la revendication 7, dans lequel lesdits contaminants volatils sont des contaminants radioactifs, tels que le césium.
9. Film selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 comprenant plusieurs complexants ou chelatants, dont chacun est spécifique vis-à-vis d'un contaminant ou polluant déterminé.
10. Film selon la revendication 9, dans lequel chacun desdits complexants ou chelatants spécifiques a une granulometrie différente, spécifique.
11. Procédé de formation d'un film selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 comprenant au moins un polymère, de préférence non-soluble dans l'eau, et au moins un chélatant ou complexant, sur une surface, dans lequel : on forme une emulsion aqueuse dudit polymère ; on incorpore le chélatant ou complexant dans ladite emulsion ; - on applique ladite emulsion comprenant le polymère et le chélatant ou complexant sur la surface, moyennant quoi le film se forme par coalescence.
12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel la formation du film se produit par coalescence à température ambiante ou température d'utilisation de la surface .
13. Procédé selon la revendication 11 comprenant, en outre, ensuite, une étape finale de séchage du film. .
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, dans lequel les conditions de coalescence sont choisies de manière à éviter toute porosité dans le film final formé.
15. Procédé de protection d'une surface, dans lequel on forme un film sur ladite surface par le procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, ladite surface étant une surface propre, exempte de polluants ou contaminants.
16. Procédé de décontamination ou nettoyage d'une surface, dans lequel on forme un film sur ladite surface par le procédé selon l'une ' quelconque des revendications 11 à 14, ladite surface étant une surface contaminée, polluée.
17. Procédé selon la revendication 15 ou la revendication 16, dans lequel le film est laissé en contact avec la surface jusqu'à ce qu'il soit saturé en contaminants ou polluants, puis il est éliminé.
18. Procédé selon la revendication 17, dans lequel le film saturé en contaminants ou polluants est éliminé par pelage, arrachage, grenaillage, ou abrasion.
19. Procédé selon la revendication 17, dans lequel le film est éliminé par dissolution en milieu aqueux, moyennant quoi on obtient une solution ou emulsion contenant de la matière organique, les complexants ou chelatants, et les contaminants ou polluants .
20. Procédé selon la revendication 19, dans lequel la matière organique est séparée de la solution ou emulsion par floculation puis filtration, et ensuite rejetée ou éliminée, par exemple par incinération.
21. Procédé selon la revendication 19, dans lequel les chelatants ou complexants et les contaminants ou polluants sont séparés par filtration.
22. Procédé selon la revendication 21, dans lequel les chelatants ou complexants ont des granulometrie différentes en fonction du contaminant à piéger, et lesdits contaminants ou polluants piégés par lesdits complexants ou chelatants sont séparés par filtration en cascade.
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