Recyclage des bouteilles plastiques : étude sur la valorisation matière PET/PC
Le 15 septembre prochain à l'Université Blaise Pascal de Clermont-Ferrand, frédéric Fraïsse soutiendra sa thèse issue de son travail d'expérimentation sur le recyclage mécanique du polyéthylène. Son travail est basé sur une opération de mélange avec du polycarbonate. L'objectif est d'obtenir un matériau aux qualités proches ou meilleures que le PVC afin de permettre une application matière comme par exemple celle des profilés dans le bâtiment...
La plus grande partie des déchets de PET provenant essentiellement des bouteilles de boissons consommées est recyclée sous forme de fibre. Dès lors la valorisation matière permettrait de prolonger la durée de vie du matériau par régénération du polymère sans en changer la nature.
C'est en partant de ce constat que l'étudiant a centré son travail sur le recyclage mécanique du PET.
Comme ce polymère est connu pour perdre ses propriétés suite à sa dégradation lors de nouvelles mises en œuvre, Il a envisagé de mélanger le PET avec un autre thermoplastique, présentant une température de transition vitreuse plus haute et des propriétés mécaniques intéressantes, dans l'objectif de compenser ses lacunes. Pour ces raisons, son choix s'est porté sur le polycarbonate.
Son objectif a été d'atteindre des propriétés thermiques et mécaniques proche ou meilleures que celles du PVC pour déboucher sur la mise en œuvre de profilés utilisables dans le bâtiment. Afin d' obtenir une gamme de propriétés et étudier l'influence de la composition, les mélanges PET/PC 80/20, 70/30, 50/50, 30/70 et 20/80 ont été préparés.
Pour des raisons économiques, il a utilisé uniquement des déchets de PET et de PC sans employer d'agent compatibilisant ni de catalyseur de transestérification.
Une caractérisation préalable des déchets a permis de mettre en évidence des hétérogénéités aux niveaux des paillettes mais une remarquable stabilité des propriétés au niveau des lots. L'étude du vieillissement des homopolymères prouve que le PET et le polycarbonate sont sensibles aux agressions thermiques et UV. Cependant il a constaté que les déchets ne présentaient qu'un très faible niveau de dégradation.
La voie de recyclage définie comme permettant d'envisager les meilleures propriétés débute par un broyage des déchets en paillettes de petites tailles sans entraîner de dégradation trop importante de la matière. Les paillettes de taille adaptée permettent d'alimenter une extrudeuse favorisant le mélange du PET et du PC. Le jonc d'extrusion refroidi dans un bain d'eau puis séché et découpé permet l'obtention de granulés utilisables avec n'importe quel moyen de mise en œuvre.
Cela a permis de mettre en évidence que l'étape d'extrusion était essentielle dans le processus de recyclage mais que les étapes suivantes de mise en œuvre (par exemple une injection) n'entraînaient pas de modification particulière des propriétés rhéologiques.
Les mélanges préparés présentent des propriétés de traction et de flexion proches de celle du PVC et encourage l'utilisation de ces matériaux pour une application bâtiment. D'autant plus qu'une formulation 70/30 a été mise en œuvre industriellement avec succès et convient pour la plupart des propriétés souhaitées.
La perte de flexibilité et la fragilisation des mélanges lors de l'exposition prolongée aux rayonnements UV doivent être prise en compte en fonction de l'application envisagée.