Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Cet article décrit les procédés de synthèse des (co)polyesters saturés, semi-aromatiques et aliphatiques. Ces polymères thermoplastiques sont obtenus par polycondensation en phase fondue. Les procédés sont décrits sous leur aspect technologique et chimique, avec présentation des réactions principales et secondaires. Une nouvelle famille de polyesters, celle des polyesters hyperbranchés aliphatiques, apparue récemment sur le marché, est également présentée.
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Jean-Pierre QUENTIN : Ancien chef de service ex-Rhône-Poulenc Industrialisation
INTRODUCTION
Cet article décrit les procédés de synthèse des (co)polyesters saturés, semi-aromatiques et aliphatiques. Ces polymères sont thermoplastiques ; ils sont obtenus par polycondensation en phase fondue (suivie éventuellement d’une postcondensation en phase solide) d’un diacide aromatique majoritaire (téréphtalique ou naphtalènedicarboxylique) ou de son ester diméthylique sur un diol aliphatique (éthylèneglycol, propanediol ou butanediol), ou encore d’un hydroxyacide aliphatique sur lui-même ou sa forme lactonique (acide lactique et caprolactone).
Les motifs unitaires qui constituent la chaîne macromoléculaire des polyesters concernés contiennent donc nécessairement une séquence hydrocarbonée aliphatique. Sont donc exclus de ce chapitre les polyesters aromatiques, tels que les polyarylates ou les LCP (« Liquid Cristal Polymer »), résultant de la polycondensation de diacides aromatiques (ou du chlorure d’acide) et de diphénols, ainsi que les polycarbonates obtenus à partir du phosgène et du bisphénol A.
Les procédés de synthèse sont décrits sous leur aspect chimique (réactions principales et secondaires) et technologique. Mention est également faite d’une nouvelle famille de polyesters, celle des polyesters hyperbranchés aliphatiques qui est apparue récemment sur le marché.
En ce qui concerne plus particulièrement, le polyéthylènetéréphtalate, le lecteur pourra se reporter à l’article PET ou polyéthylènetéréphtalate qui est spécialement consacré à ce polymère et où sont détaillés les procédés de fabrication actuels ainsi que les techniques de recyclage.
Nous décrivons plus spécialement dans le présent article la chimie secondaire qui accompagne les réactions principales de polycondensation conduisant au PET.
Le lecteur désirant consulter une source d’information complémentaire pourra se reporter à l’ouvrage récent en deux volumes consacré aux polyesters thermoplastiques .
L'expertise technique et scientifique de référence
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- Version archivée 1 de mars 1989 par Paul GESCHE
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Polyesters saturés industriels4. Polyesters aliphatiques
4.1 Acide polylactique (PLA)
Ce n’est pas un nouveau polymère : Carothers le signale dès 1932.
Les récents progrès réalisés dans la fermentation du glucose issu du blé ont conduit à une réduction importante du coût de fabrication de l’acide lactique . Une unité d’acide lactique de 34 000 t fut construite en 1998 aux États-Unis par la JV Cargill-Pura et une unité de 140 000 t/an d’acide polylactique a démarré l’an dernier aux États-Unis (Savage ; Minnesota).
À cette échelle le prix du polymère est compris entre 0,50 et 0,75 dollar la livre.
Les principaux producteurs sont :
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Cargill Dow Polymer Corp. aux États-Unis ;
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Schimadzu et Mitsui Toatsu Chemicals au Japon ;
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Neste, Purac, Galactic en Europe.
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Procédés de fabrication du PLA (figure 11)
Il existe deux voies principales pour accéder à l’acide polylactique :
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la voie de Carothers encore développée par Mitsui Toatsu qui part d’acide lactique en milieu solvant. L’eau de condensation est éliminée en opérant sous un vide poussé. Les masses moléculaires obtenues sont relativement faibles. Le polymère est utilisé tel quel ou après couplage par des diisocyanates ou époxydes ou par action de peroxydes ;
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à partir de lactide. C’est la voie la plus utilisée industriellement qui permet d’accéder directement à des masses moléculaires élevées. L’acide lactique est...
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Polyesters aliphatiques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Handbook of thermoplastics polyesters - . vol. 1 et 2. Éd. Stoyko Fakirov. Wyley-VCH (2002).
-
(2) - EPPERSON (R.) (Shell Chemicals) - Corterra®polymers lifting off to the next level - . Polyester ’98 World Congress. The Polyester chain, Zurich (25-28 oct. 1999).
-
(3) - SCHULZ VAN ENDERT (E.) (Inventa-Fischer) - Compact continuous process for high viscous PBT. No SSP - . Polyester 2000 World Congress. 5th World Congress The Polyester chain, Zurich (28 nov.-01 déc. 2000).
-
(4) - FRANCALANCI (F.) (Montefibre SPA) - PBT/The younger (middle) brother - . Polyester 2002. 7th World Congress, Zurich (2-3-4-(5) déc. 2002).
-
(5) - OCHS (A.) (Lurgi-Ögc Gmbh) - Polybutylene terephtalate : PBT production by low cost butanediol (BD). Production technology and use of PTA - . PET’98 World Congress. The Polyester chain, Zurich (2-3-4 déc. 1998).
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