Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
Auteur(s)
-
Bernard PLANTAMURA : Ingénieur Centrale Paris – DEA matériaux - Chef de projets R chez SIDEL Blowing & Services
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Lire l’articleINTRODUCTION
Il existe une très grande variété de corps creux en polymères thermoplastiques et de procédés pour les fabriquer, selon la taille et les marchés pour ces flacons ou récipients (pharmacie, cosmétiques, boissons, liquides divers, réservoirs, cuves...).
On peut distinguer l'extrusion-soufflage, l'injection-soufflage, le soufflage avec bi-orientation, le rotomoulage (liste non exhaustive).
L'extrusion-soufflage et l'injection-soufflage utilisent dans leur première phase les procédés d'extrusion et d'injection dont les principes généraux sont décrits dans d'autres dossiers de notre collection [cf. Doc. AM 3 700].
Ce dossier est consacré essentiellement à la technique de soufflage bi-orienté dont le matériau le plus représentatif et le plus répandu est le PET (polyéthylène téréphtalate).
Cette technique et ce matériau ont permis depuis plus d'une trentaine d'années un essor considérable des applications pour boissons et liquides alimentaires.
Cet essor est dû notamment à la grande diversité des formes possibles, à l'aspect attrayant, à la légèreté et à la résistance des bouteilles, très appréciés par les consommateurs.
L'augmentation considérable des cadences et de la productivité des machines de fabrication de bouteilles et d'embouteillage est le second facteur de ce succès technologique et commercial, qui a largement dépassé les frontières européennes et connaît une forte croissance sur les marchés mondiaux, avec un développement dans de nouvelles applications (lait, jus, thés, produits sensibles...).
Les techniques continuent à évoluer pour satisfaire les contraintes économiques et environnementales, avec notamment la mise en place de circuits de collecte et de traitement des emballages, et l'utilisation industrielle de PET recyclé.
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PET (polyéthylène téréphtalate) et applications en soufflage
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2. Phénomène de bi-orientation
L'orientation moléculaire est liée à un réarrangement ordonné des chaînes macromoléculaires, obtenu en général par étirage du polymère à une température appropriée. Du fait de ce réarrangement macromoléculaire, certaines propriétés mécaniques de l'objet transformé (résistance en traction, module d'Young, résistance aux chocs, etc.) sont améliorées dans le sens de l'étirage. En particulier, les résistances au fluage et à la fissuration sous contrainte sont améliorées de manière importante. Ce réarrangement macromoléculaire réduit la perméabilité aux gaz, d'où l'utilisation de ce procédé pour fabriquer des bouteilles pour boissons carbonatées.
Lors de la fabrication des corps creux par extrusion-soufflage avec bi-étirage ou injection-soufflage avec bi-étirage, les préformes, de dimensions notablement inférieures par rapport à l'objet final, sont étirées axialement et radialement, ce qui conduit à une bi-orientation de la matière (orientation bidimensionnelle de la structure des chaînes moléculaires).
2.1 Bi-orientation des polymères amorphes
L'orientation moléculaire d'un polymère amorphe (PS, PMMA, PAN, PC, PVC, etc.) ou de la phase amorphe d'un polymère semi-cristallin est la conséquence d'un étirage réalisé dans des conditions telles que le polymère se trouve à l'état caoutchoutique (température légèrement supérieure à sa température de transition vitreuse Tg). Cet étirage provoque une orientation partielle des chaînes ou des segments de chaînes macromoléculaires situées entre les points d'enchevêtrement. L'ensemble devient plus ordonné, son entropie (caractérisant le degré de désordre de la structure) diminue et son énergie interne est modifiée.
Il y a accroissement de l'énergie potentielle de nature élastique, due à l'orientation et aux modifications des configurations moléculaires, et également dissipation d'énergie causée par la modification de l'enchevêtrement moléculaire, lorsque l'étirage est suivi d'un refroidissement au-dessous de la température de transition vitreuse, comme c'est le cas généralement, les tensions internes liées aux modifications de la configuration moléculaire du polymère sont figées dans le corps creux.
Lorsque ce corps creux en polymère...
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Phénomène de bi-orientation
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - DECROLY (P.) - Les apports de l'orientation moléculaire. - Plastiques Flash, p. 32-36 (1982).
-
(2) - SEGUELA (R.) - Relations mises en œuvre – structure – propriétés dans les matériaux polymères. - Revue de métallurgie, CIT/Sciences et génie des matériaux, 12, p. 1477-1487 (1999).
-
(3) - PICARD (M.) - Évolution de la microstructure d'un PET lors du bi-étirage soufflage ; corrélation au durcissement structural. - Thèse ENSMP, 199 p. (2008).
-
(4) - MARCO (Y.) - Caractérisation multi-axiale du comportement et de la microstructure d'un semi-cristallin : application au cas du PET. - Thèse ENS Cachan, 151 p. (2003).
-
(5) - GORLIER (E.) - Caractérisation rhéologique et structurale d'un PET. Application au procédé de bi-étirage soufflage de bouteilles. - Thèse ENSMP, 278 p. (2001).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Extrusion-soufflage et injection-soufflage avec ou sans bi-étirage.
-
...
ANNEXES
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1 Outils logiciels
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2 Sites Internet
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3 Événements
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4 Normes et standards
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5 Réglementation
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6 Brevets
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7 Annuaire
- 7.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive) 7.1.1 Fournisseurs de PET
- 7.2 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
- 7.3 Documentation – Formation – Séminaires (liste non exhaustive)
- 7.4 Laboratoires – Bureaux d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)
7.1.2 Matériaux barrière aux gaz
7.1.3 Additifs pour PET
7.1.4 Presses à injecter les préformes PET
7.1.5 Souffleuses cycle chaud et cycle froid
7.1.6 Matériels de contrôle
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