Polytéréphtalate d'éthylène

Poly(téréphtalate d'éthylène)

Structure du poly(téréphtalate d'éthylène) -[O-(CH₂)₂-O-CO-pPh-CO]_n-
Identification
Nom UICPA	poly(oxyéthylène oxytéréphtaloyle)
Synonymes	PET Mylar Lumirror
N^o CAS	25038-59-9
SMILES	c1(C(OCCO)=O)ccc(C(=O)*)cc1 PubChem, vue 3D
Propriétés chimiques
Formule brute	(C₁₀H₈O₄)_n
Propriétés physiques
T° transition vitreuse	70 °C^[1]
T° fusion	245 °C
Paramètre de solubilité δ	20,5 J^1/2·cm^-3/2^[2] ; 21,9 MPa^1/2^[3]
Masse volumique	1,34–1,39 g·cm^-3^[4]
Conductivité thermique	0,15 W·m^-1·K^-1^[4]
Propriétés électroniques
Constante diélectrique	3,25 (1 kHz, 23 °C) 3 (1 MHz, 23 °C) 2,8 (1 GHz, 23 °C)^[5]
Propriétés optiques
Indice de réfraction	$n^{ 20 }_{ }$ 1,57–1,58^[4]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Code résine SPI.

Le poly(téréphtalate d'éthylène)^[6], plus connu sous le nom anglais de polyethylene terephthalate (parfois francisé de manière impropre en « polyéthylène téréphtalate ») ou PET , que l'on trouve également avec l'abréviation PETE, est un plastique de type polyester saturé, par opposition aux polyesters thermodurcissables. Ce polymère est obtenu par la polycondensation de l'acide téréphtalique avec l'éthylène glycol. Malgré sa dénomination, il n'y a aucune similitude avec le polyéthylène et il ne contient aucun phtalate.

Pour simplifier, on peut décrire le PET comme un pétrole raffiné. Les produits liquides initiaux, l’éthylène glycol et les connexions téréphtalate, sont issus du pétrole qui a été partiellement transformé avec l'oxygène. Pour la fabrication de PET, ces relations initiales sont liées à de longues chaînes de molécules. Chimiquement exprimé : l'éthylène glycol et les connexions téréphtalate sont reliés par polycondensation. Par cela, les molécules initiales constituées de petites chaînes, elles-mêmes composées exclusivement des éléments hydrogène, carbone et oxygène, sont attachées par liaisons ester.

Refroidi brutalement, le PET est amorphe et transparent. Un refroidissement lent ou l'adjonction de germes de cristallisation (talc, sulfate de baryum) peut le rendre translucide. Le taux de cristallinité ne dépasse cependant jamais 30 %, contre 60 % pour le poly(téréphtalate de butylène) (PBT)^[7].

Le polyester doit aussi son nom à la construction « poly » (plusieurs) + « esters » (le type de liaison).

Plus les chaînes se prolongent durant la réaction de formation des macromolécules, plus la viscosité du matériau augmente jusqu'à obtenir à la fin de la polycondensation la consistance souhaitée. Ensuite, cette coulée chaude de 250 °C est pressée par des buses dans des barres minces, ensuite refroidie et coupée dans de petits morceaux de granulat de polyester.

Par extrusion et étirage sous tension, on obtient à partir du polyester amorphe un film aux propriétés biaxiales semi-cristallines. Ce film de très grande solidité en tension, très stable et transparent, très bon isolant électrique, est connu sous les marques Mylar, Melinex et Hostaphan.

La molécule de poly(téréphtalate d'éthylène) s'hydrolyse à température élevée (environ 240 °C), retournant vers une forme à bas poids moléculaire, inutilisable pour un usage normal. Le polymère doit donc être soigneusement séché, sous vide à 80 °C, avant utilisation^[7].
C'est une limitation sévère à son recyclage économique comme matière réutilisable.

En outre le PET des bouteilles d'eau gazeuse résiste à des pressions élevées (10 bars).^{[réf. nécessaire]}

Il faut 1,9 kg de pétrole brut pour fabriquer 1 kg de PET^[8].

Utilisations courantes

Bouteilles recyclables (contrairement au poly(chlorure de vinyle) (PVC), le PET est étanche au CO₂, d'où son utilisation pour les bouteilles de limonade et autres boissons effervescentes.)
Bon nombre de cartes de format « carte de crédit » type carte de membre, fidélité, réduction, client, etc. Elles peuvent être aussi en PVC ou en PC (polycarbonate).
Rembourrage de peluches, de coussins
Fibres textiles dites « polaires » pour la confection de vêtements (notamment à base de PET recyclé)
Emballages résistant au four
Revêtement ajouté sur le papier aluminium pour éviter le contact avec les aliments
Métallisé, lunettes d'observation des éclipses solaires
Films transparents à bas coût pour les applications d'optique (écrans LCD, instruments)
Emballages jetables de toutes sortes (boîtes pour les salades, plateaux de présentation, etc.)
Plastie ligamentaire et chirurgie reconstructrice
Plaques imprimées puis thermoformées pour la fabrication d'enseignes lumineuses
Chemisage des canalisations en plomb
Plumes pour flèches de compétition
Prothèses cardio-vasculaires
Protection de plateaux de jeux pour flipper.
La voile des deltaplanes très performants.

Toxicité

Selon des toxicologues allemands, le poly(téréphtalate d'éthylène) serait dangereux pour la santé et porterait atteinte à la fertilité des hommes et des femmes^[9]. Cette information a été toutefois démentie par l'institut fédéral allemand d'évaluation des risques (BfR)^[10] et ses résultats fortement critiqués par le professeur Jean-François Narbonne^[11].

Toutefois, l'ensemble des phtalates est suspecté, avec une présomption plus ou moins forte selon l'avancement des études^[12], d'être toxique pour la reproduction, assez forte cependant pour que la Commission européenne ait programmé leur limitation^[13] de plus en plus étendue^[14]. La toxicité présente a priori un risque pour les seuls bébés, ceux-ci pouvant au cours d'opérations médicales recevoir jusqu'à plus de vingt fois la dose limite de 0,15 g de DEHP par jour pour un kilogramme de leur poids, ainsi que pour les adolescents prépubères en soins intensifs. C'est la façon dont le phtalate est associé au plastique qui fait que celui-ci peut migrer plus ou moins facilement dans l'organisme^[15]. Le risque est avéré non pas avec le PET mais avec le PVC, d'où la polémique. Mais comme il est indiqué ci-dessus, le poly(téréphtalate d'éthylène) ne contient aucun phtalate, de sorte que les risques indiqués ne semblent pas s'appliquer.

En 2007, la Suisse reconnait la toxicité du PET pour certains produits d'emballages. L'origine de la toxicité vient d'un de ses composants, l'antimoine (catalyseur de la réaction de polymérisation du plastique) qui migre du plastique aux denrées alimentaires plus facilement lorsqu'il est chauffé^[16].

Commerce

En 2014, la France était nette importatrice de PET, avec une moyenne d'import mensuelle de 27 000 t, contre des exportations s'élevant à 1 800 t. La même année, le prix moyen du PET construit à partir des données des douanes françaises était de 1 100 €/t^[17].

En 2003, dans les commerces suisses, huit bouteilles sur dix étaient en PET^[18]. En 2011, cela représente 1,2 milliard de bouteilles en PET mises sur le marché^{[réf. nécessaire]}.

Recyclage

La Suisse est leader mondial en matière de recyclage des bouteilles en PET. En 2010, plus de 80 % d'entre elles retournent à la fabrique après usage^[18], contre 94 % pour le verre et 91 % pour les canettes en aluminium^[19], ce qui représente 700 millions de bouteilles récupérées par an^[18].

Notes et références

↑ (en) Charles E. Wilkes, James W. Summers, Charles Anthony Daniels, Mark T. Berard, PVC Handbook, Munich, Hanser Verlag,‎ 2005, 1^e éd. (ISBN 978-1-56990-379-7, LCCN 2005013540, lire en ligne)
↑ (en) Yves Gnanou, Michel Fontanille, Organic and Physical Chemistry of Polymers, John Wiley & Sons Ltd,‎ 2008, 617 p. (ISBN 978-0-471-72543-5), p. 17
↑ (en) Leslie Howard Sperling, Introduction to Physical Polymer Science, Hoboken, New Jersey, Wiley,‎ 2006, 845 p. (ISBN 978-0-471-70606-9), p. 75
1 2 3 (en) J. G. Speight, Norbert Adolph Lange, Lange's handbook of chemistry, McGraw-Hill,‎ 2005, 16^e éd., 1623 p. (ISBN 0-07-143220-5), p. 2.807 et 2.758
↑ (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc,‎ 2009, 90^e éd., Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-4200-9084-0)
↑ Terminologie de la nomenclature officielle. Source : Marc Carrega, op. cit., p. 221, 224. Voir également la nomenclature dans l'article Polymère.
1 2 J.-P. Trotignon et al., op. cit., p. 75.
↑ [PDF] http://www.strid.ch/Pdf/pet.pdf
↑ Le Figaro.fr, Faut-il bannir les bouteilles d'eau en plastique ?, 21 avril 2009. Consulté le 11 janvier 2013.
↑ [PDF] Avis de l'Institut fédéral allemand d'évaluation des Risques (BfR)
↑ [PDF] « Résumé des commentaires sur la publication Wagner Oehlmann parue dans Environ Sci Pollut Res 2009 »
↑ Commission européenne, directive 92/32, annexe VI, 30 avril 1992
↑ Commission européenne, décision 815, 1999
↑ Commission européenne, directive 84, 14 décembre 2005
↑ R. Causse et T. Sirey, Recommandations portant sur les phtalates dans les dispositifs médicaux, département DEDIM, AFFSAPS, mars 2009.
↑ « Analyse de risque - Antimoine dans les denrées alimentaires et repas de commodité conditionnés en barquettes de PET », sur blv.admin.ch,‎ 23 août 2007 (consulté le 4 avril 2014).
↑ « Indicateur des échanges import/export », sur Direction générale des douanes. Indiquer NC8=39076020 (consulté le 7 août 2015)
1 2 3 « Le recyclage de PET, une spécialité suisse », Swissinfo,‎ 3 mai 2003 (consulté le 20 juin 2015)
↑ « Les Suisses, as du recyclage du PET et du verre », RTS Info,‎ 3 août 2011 (consulté le 20 juin 2015)

Voir aussi

Bibliographie

Marc Carrega, Les polymères, de la molécule à l'objet, EDP Sciences, 1999 (ISBN 286883390X)
J.-P. Trotignon et al., Précis de Matières plastiques, Structure-Propriétés, Mise en œuvre, Normalisation AFNOR, Nathan, 1996, Nathan : (ISBN 2091765724), AFNOR : (ISBN 2124250213)

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