Polytéréphtalate d'éthylène

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Polytéréphtalate d'éthylène
Polytéréphtalate d'éthylène :-[O-(CH2)2-O-CO-pPh-CO]n.
Polytéréphtalate d'éthylène :
-[O-(CH2)2-O-CO-pPh-CO]n.
Identification
Nom IUPAC poly(oxyéthylène oxytéréphtaloyle)
Synonymes

PET
Mylar
Lumirror

No CAS 25038-59-9
SMILES
Propriétés chimiques
Formule brute C10H8O4  [Isomères]
Masse molaire[1] 192,1681 ± 0,0098 g/mol
C 62,5 %, H 4,2 %, O 33,3 %,
Propriétés physiques
transition vitreuse 70 °C[2]
fusion 245 °C
Paramètre de solubilité δ 20,5 J1/2·cm-3/2[3] ;
21,9 MPa1/2[4]
Masse volumique 1,341,39 g·cm-3[5]
Conductivité thermique 0,15 W·m-1·K-1[5]
Propriétés électroniques
Constante diélectrique 3,25 (1 kHz, 23 °C)
3 (1 MHz, 23 °C)
2,8 (1 GHz, 23 °C)[6]
Propriétés optiques
Indice de réfraction n^{ 20 }_{  }  1,571,58[5]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
Code résine SPI.

Le poly(téréphtalate d'éthylène)[7], 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 ce que l'on appelle des 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 polytéréphtalate de butylène (PBT)[8].

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

Par la prolongation des chaînes, le matériau devient de plus en plus visqueux, jusqu'à ce qu'on obtienne 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 polytéréphtalate 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[8].
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[9].

Utilisations courantes[modifier | modifier le code]

  • Bouteilles recyclables (contrairement au polychlorure 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.
  • 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 de Soleil
  • 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 cardiovasculaires
  • Protection de plateaux de jeux pour flipper.

Toxicité[modifier | modifier le code]

Selon des toxicologues allemands, le polytéréphtalate d'éthylène serait dangereux pour la santé et porterait atteinte à la fertilité des hommes et des femmes[10]. Cette information a été toutefois démentie par l'institut fédéral allemand d'évaluation des risques (BfR)[11] et l'Agence française de sécurité sanitaire des aliments (Afssa)[12].

Toutefois, l'ensemble des phtalates est suspecté, avec une présomption plus ou moins forte selon l'avancement des études[13], d'être toxique pour la reproduction, assez forte cependant pour que la Commission européenne ait programmé leur limitation[14] de plus en plus étendue[15]. 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[16]. Le risque est avéré non pas avec le PET mais avec le PVC, d'où la polémique.

En 2007, la confédération 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[17].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. (en) Charles E. Wilkes, James W. Summers, Charles Anthony Daniels, Mark T. Berard, PVC Handbook, Munich, Hanser Verlag,‎ 2005, 1e éd. (ISBN 978-1-56990-379-7, lien LCCN?, lire en ligne)
  3. (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
  4. (en) Leslie Howard Sperling, Introduction to Physical Polymer Science, Hoboken, New Jersey, Wiley,‎ 2006, 845 p. (ISBN 978-0-471-70606-9), p. 75
  5. a, b et c (en) J. G. Speight, Norbert Adolph Lange, Lange's handbook of chemistry, McGraw-Hill,‎ 2005, 16e éd., 1623 p. (ISBN 0-07-143220-5), p. 2.807 et 2.758
  6. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc,‎ 2009, 90e éd., Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-4200-9084-0)
  7. Terminologie de la nomenclature officielle. Source : Marc Carrega, op. cit., p. 221, 224. Voir également la nomenclature dans l'article Polymère.
  8. a et b J.-P. Trotignon et al., op. cit., p. 75.
  9. [PDF] http://www.strid.ch/Pdf/pet.pdf
  10. Le Figaro.fr, Faut-il bannir les bouteilles d'eau en plastique ?, 21 avril 2009. Consulté le 11 janvier 2013.
  11. [PDF] Avis de l'Institut fédéral allemand d'évaluation des Risques (BfR)
  12. [PDF] Démenti d'un expert Afssa Des résultats irréalistes
  13. Commission européenne, directive 92/32, annexe VI, 30 avril 1992
  14. Commission européenne, décision 815, 1999
  15. Commission européenne, directive 84, 14 décembre 2005
  16. R. Causse et T. Sirey, Recommandations portant sur les phtalates dans les dispositifs médicaux, département DEDIM, AFFSAPS, mars 2009.
  17. « 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).

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]