Effets de recyclages multiples sur la soufflabilité du PET

par Nathan Sylvestre

Projet de thèse en Mécanique numérique et Matériaux

Sous la direction de Jean-Luc Bouvard et de Christelle Combeaud.

Thèses en préparation à l'Université Paris sciences et lettres , dans le cadre de École doctorale Sciences fondamentales et appliquées , en partenariat avec Centre de Mise en Forme des Matériaux (laboratoire) , Mécanique Physique des Polymères Industriels (equipe de recherche) et de Mines Paris-PSL (établissement opérateur d'inscription) depuis le 01-10-2020 .


  • Résumé

    La thèse vise à comprendre les effets du recyclage mécanique sur l'étirabilité du PET à l'état caoutchoutique, appliqué au procédé de soufflage-étirage de bouteilles. Dans cette optique, deux grades de PET commerciaux (V0 et R0) sont recyclés une fois (V1) ou deux et quatre fois (R2 et R4) puis caractérisés par des essais d'étirage uni-axial et de soufflage libre, complétés par des analyses microstructurales avant et après étirage. Notre approche expérimentale consiste d'une part à remonter aux propriétés intrinsèques de nos cinq PET. Les techniques de chromatographie d'exclusion stérique, de DSC, de DRX, de spectroscopie FTIR-ATR et de DMA permettent en effet de caractériser les matériaux depuis l'échelle moléculaire jusqu'à l'échelle mésoscopique. Un second volet expérimental vise à évaluer l'étirabilité du PET à l'état caoutchoutique lors d'essais d'étirages uni-axiaux contrôlés en température et en vitesse de déformation. Dans ce cadre, l'approche de vitesse de déformation équivalente nous permet de définir des conditions d'étirage (température/vitesse) pour lesquelles nos polymères se trouvent dans un état physique équivalent à celui rencontré en soufflage. Le troisième axe consiste à comparer la soufflabilité des différentes résines lors d'essais de soufflage-étirage libre pour cinq températures. La corrélation d'images sur VIC2D® et le suivi de contour sur Python visent à classer nos PET en fonction de leurs cinétiques de gonflage locales et globales, en corrélation avec les caractérisations mécaniques et microstructurales menées à l'échelle laboratoire.

  • Titre traduit

    Effects of multiple recycling on the blowability of PET


  • Résumé

    The aim of this thesis is to understand the effects of mechanical recycling on the stretchability of PET in its rubbery state, as applied to the bottle stretch-blow molding process. To this end, two commercial PET grades (V0 and R0) are recycled once (V1) or twice and four times (R2 and R4), then characterised by uniaxial stretching and free blowing tests, supplemented by microstructural analyses before and after stretching. Our experimental approach consists of tracing the intrinsic properties of our five PETs. The techniques of steric exclusion chromatography, DSC, XRD, FTIR-ATR spectroscopy and DMA are used to characterise the materials from the molecular to the mesoscopic scale. A second experimental component aims to assess the stretchability of PET in its rubber-like state during uniaxial stretching tests controlled in terms of temperature and strain rate. In this context, the equivalent strain rate approach enables us to define stretching conditions (temperature/speed) for which our polymers are in a physical state equivalent to that encountered during blow moulding. The third area involves comparing the blowability of different resins in free blowing tests at five temperatures. Image correlation using VIC2D® and contour tracking using Python are aimed at classifying our PETs according to their local and global inflation kinetics, in correlation with the mechanical and microstructural characterisations carried out at laboratory scale.