Etude de la réactivité des couples solvolysant-polymère dans les réactions d'alcoolyse des polyesters

Study of the reactivity of alcohol/polymer couples in the reactions of alcoholysis of polyesters

• Auteur / Autrice : Francis Pardal
• Direction : Gilles Tersac
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Châtenay-Malabry, Hauts de Seine1998-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie des procédés et matériaux (Gif-sur-Yvette, Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Opérations de recyclage (génie chimique)

Glycolyse

Solvolyse

Polyesters

Mots clés libres

Alcoolyse

Transesterification

Résumé

L'objet de ce travail était une meilleure compréhension des réactivités dans les réactions d'alcoolyse des polyesters faisant intervenir un liquide et une phase solide. A cette fin, nous avons mis au point un dispositif expérimental permettant le suivi cinétique isotherme des réactions de solvolyse. La glycolyse du PET s'étant révélée plus complexe que prévue nous nous sommes limités à l'étude des glycols comme solvolysants et principalement du PET comme polyester. Les paramètres d'étude sont : la température, la catalyse, la granulométrie, la nature des glycols, la nature et la cristallinité initiale du polyester. Les résultats obtenus ont montré une forte influence des conditions expérimentales (température et catalyse) sur l'évolution de la composition du mélange réactionnel en cours de dépolymérisation. L'ordre de réactivité des glycols étudiés s'est révélé dépendant des conditions de température et de catalyse. Schématiquement, la réactivité globale dépend à la fois de la réactivité chimique du solvolysant et de son pouvoir solvatant vis-à-vis du PET : la réactivité chimique du glycol n'est pas liée à la nature primaire ou secondaire de la fonction alcool, mais à la polarité globale du milieu réactionnel. La glycolyse non catalysée de polyesters modèles par le dipropylène glycol a montré des résultats surprenants car de grosses différences de réactivité peuvent être observées selon la nature des motifs glycoliques de ces polyesters.

The object of this work was a better comprehension of the reactivities in alcoholysis reactions of polyesters. For this purpose, we developed an experimental device allowing the isothermal kinetic follow-up of solvolysis reactions. The glycolysis of the PET being revealed more complex than envisaged we have limited the study to glycols as solvolysants and mainly PET as polyester. The studied parameters are: temperature, catalysis, granulometry, nature of glycols, nature and initial crystallinity of polyester. The obtained results showed a strong influence of the experimental conditions (temperature and catalysis) on the evolution of the reactional mixture during depolymerization. The glycols reactivity order depends of temperature and catalysis conditions. Schematically, the total reactivity does not depend only of the glycol chemical reactivity but also on the polarity mixture. The non-catalyzed glycolysis of model polyester by the dipropylene glycol showed surprising results because big differences of reactivity can be observed according to the nature of the glycolic unity for these polyesters.