Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article présente les différents procédés de fabrication du PET ou polyéthylènetéréphtalate, et notamment, le procédé ex-PTA en continu, le plus utilisé dans les grandes unités industrielles. Le procédé de postcondensation en phase solide (PCS) est ensuite décrit, car il améliore les performances mécaniques du PET. Puis cet article conclut avec une présentation des dernières innovations dans le domaines de la PCS et par un point sur le recyclage du PET.
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Jean-Pierre QUENTIN : Ancien chef de service ex-Rhône-Poulenc Industrialisation
INTRODUCTION
Dans cet article consacré à la fabrication du PET sont décrits les procédés de polycondensation qui sont mis en œuvre dans les grandes unités industrielles mondiales. Les deux principales voies d’accès à ce polymère se distinguent par la forme chimique de l’un des deux monomères, l’acide téréphtalique (l’autre étant l’éthylèneglycol), au départ de cette synthèse.
L’acide téréphtalique peut être sous forme d’ester méthylique, le téréphtalate de diméthyle (DMT) ou tel quel, sous la forme acide purifiée (PTA). Aujourd’hui, les nouvelles installations exploitent presque uniquement le procédé ex-PTA en continu et atteignent des capacités de production très élevées (180 à 300 000 t/an par ligne), en croissance constante.
Pour les applications courantes, fibres textiles et films, la totalité de la polycondensation s’effectue en phase fondue. Pour les autres applications, les fils industriels et les corps creux, qui demandent de très bonnes propriétés mécaniques, le polyester doit avoir une masse moléculaire élevée qui ne peut être obtenue que par une postcondensation en phase solide (PCS). Celle-ci, s’opérant à plus basse température, limite les réactions de dégradation et permet d’atteindre les hauts degrés de polymérisation exigés.
Il sera également fait état, dans cet exposé, des dernières innovations qui tendent à se développer dans ce domaine de la PCS, en particulier celle proposée par la société DuPont.
Enfin, un point précis sera effectué sur le recyclage du PET dont les caractéristiques chimiques et thermomécaniques autorisent ce type de valorisation.
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Critères de qualité du polymère
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6. Recyclage du PET
Le PET recyclé provient pour une très grande part, sinon exclusivement, des emballages dont la collecte est plus aisée ; le polymère est, en général, modérément pollué après usage, à la différence des fibres qui ne sont jamais pures (charges, colorants, piments, produits d’ennoblissement) et rarement utilisées seules (mélange avec d’autres fibres ou sous forme de composites).
Le PET suit le circuit classique des opérations de revalorisation (figure 7). Il doit d’abord être séparé des autres plastiques, en général le PVC, le polystyrène (PS), le polyéthylène (PEbd et PEhd) et le polypropylène (PP).
La séparation du PET des autres plastiques ou tri complémentaire est de moins en moins effectuée manuellement ; l’opération est trop coûteuse. Des procédés de tri automatique sont déjà industrialisés ou sur le point de l’être. Ils mettent en général à profit des différences entre les caractéristiques physico-chimiques des polymères en présence, la densité en particulier. Le procédé proposé par John Brown Deutsch Eng. Gmbh est basé sur ce principe.
Le PP et le PE (densité 0,90 à 0,94) sont d’abord séparés du PVC et du PET (densité 1,34 à 1,40) par flottation ; le mélange PET-PVC est alors soumis à un traitement à l’éthylèneglycol à 194 ˚C. Seul le PET, qui subit une glycolyse partielle, se trouve fragilisé et devient broyable. Il peut alors être séparé du PVC par tamisage.
Il existe également des systèmes de tri sur bouteilles compactées avant broyage qui se basent sur le spectre d’absorption avec éjection automatique des bouteilles non-PET. Les bouchons en polyéthylène sont séparés par flottation après broyage et les résidus d’étiquette et de colle sont ôtés par lavage à chaud en milieu alcalin.
À ce stade, après ces opérations de tri, de broyage, de lavage à chaud, d’essorage et de séchage, le PET constitue une matière première secondaire qui est mise sous forme de paillettes (les « flakes ») ou de granulés après extrusion....
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Recyclage du PET
BIBLIOGRAPHIE
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(2) - HO (C.H.) - The advantage of continuous polymerization direct spinning opposite to batch polymerization and screw melter spinning - . Dans Made-man fiber year book (Chemie-Fasern & Textilindustrie), p. 44-51, 7 fig., 1 tabl., bibl. (8 ref.) ; Deutscher Verlag Gmbh (1988).
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(3) - RAVINDRANATH (K.), MASHELKAR (R.A.) - Polyethylene terephtalate 2 - . Engineering Analysis (Analyse Technologique) dans Chemical Engineering Science, 41, no 12, p. 2969-87, 10 fig., bibl. (86 ref.) ; Pergamon Journal Inc. (1986).
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(4) - HUMBRECHT (R.) - Bildung und Rücckbildung des cyclischen Trimers in Polyäthylenterephtalat ; Herstellung eines oligomerenarmen Fadens - . Dans : Meilland Textilberichte, 5, p. 450-4, 5 tabl., 7 fig., bibl. (19 ref.), Meilland textilberichte Gmbh (1980).
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(5) - Van ANDERT (E.) - Technological improvements in continuous PET plants - ....
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