Procédé de fabrication de la sulfatation
La sulfatation est un processus où un groupe sulfite (SO₃) est ajouté à un composé organique pour former une configuration C-OSO₃. L'acide sulfurique peut aussi être utilisé. Les composés sulfatés sont instables à l'hydrolyse acide et sont neutralisés pour maintenir un haut rendement. Ils sont aussi vulnérables aux conditions alcalines. Réactifs utilisés : alcools, phénols, alcènes, acide chlorosulfonique, trioxyde de soufre, acide sulfurique, acide sulfamique, glucides, graisses et huiles.
Procédés
Les procédés de laboratoire incluent la sulfatation de glucides, alcènes, graisses, huiles, alcools et alcocylates. La sulfatation d'alcènes utilise l'acide sulfurique en continu. Agitation et température de 70-80 °C (158-176 °F) sont requises. L'ordre d'addition, la température et la stœchiométrie influencent le processus. Par exemple, l'addition d'acide sulfurique à 96 % au 1-dodécène à 0 °C donne majoritairement du dialkyle sulfate. Une addition supplémentaire donne 80 % de 2-monoalkylsulfate. Les glucides comme l'amidon sont sulfatés avec SO₃-triméthylamine à 0-5 °C en milieu aqueux.
Sulfatation par lots à l'acide sulfamique
Également appelé processus de neutralisation, c'est le plus simple, nécessitant peu d'équipement. Exemple : sulfatation de nonylphénol éthoxylate. On charge d'abord une cuve en acier inoxydable ou revêtue de verre, puis on ajoute une quantité molaire d'acide sulfamique cristallin solide. On mélange avant de chauffer à 100-160 °C (212-320 °F) sous azote atmosphérique pour préserver la couleur. Refroidissement partiel avec ajout de solvants appropriés. Le produit final est le sel d'ammonium du nonylphénol éthoxylate.
Sulfatation continue à l'acide chlorosulfonique
Alcool et acide chlorosulfonique sont ajoutés dans une zone de mélange puis envoyés vers un dégazeur où le chlorhydrate est séparé des produits. La chaleur de réaction est évacuée par l'acide sulfurique dans l'échangeur de chaleur pour refroidir le processus. L'acide chlorhydrique séparé est absorbé en continu dans un mélange eau-acide, ce dernier provenant de la partie réagie.
Sulfatation dans les batteries plomb-acide
Le plomb et le plomb(IV) oxide dans la batterie réagissent avec l'acide sulfurique de l'électrolyte, formant du sulfate de plomb. À l'état amorphe, il redevient facilement plomb, oxyde de plomb et acide sulfurique à la charge. Après cycles de charge/décharge répétés, le sulfate de plomb se transforme en forme cristalline stable qui ne se dissout plus à la recharge. Cela réduit la quantité de plomb revenant aux plaques. La chaleur élevée augmente la sulfatation ; trop de chaleur cause la corrosion et endommage la batterie.