Nouveau procédé de synthèse de polyester par extrusion réactive

par Bastien Turlier

Thèse de doctorat en Matériaux

Sous la direction de Françoise Fenouillot-Rimlinger.

Soutenue le 15-12-2017

à Lyon , dans le cadre de Ecole Doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne) , en partenariat avec Institut national des sciences appliquées de Lyon (Lyon) (établissement opérateur d'inscription) et de IMP - Ingénierie des Matériaux Polymères UMR 5223 ( Rhône-Alpes) (laboratoire) .

Le président du jury était Jérôme Dupuy.

Le jury était composé de Françoise Fenouillot-Rimlinger, Jérôme Dupuy, Jean-Marie Raquez, Jean-Jacques Robin, Véronique Bounor-Legare, Bruno Vergnes.

Les rapporteurs étaient Jean-Marie Raquez, Jean-Jacques Robin.


  • Résumé

    Ce travail de thèse concerne l’élaboration et l’optimisation d’un procédé de synthèse par extrusion réactive de polyesters aliphatiques par polycondensation de l’acide sébacique avec le 1,6-hexanediol. L’utilisation des polyesters est un secteur en constante augmentation depuis ces dernières années notamment avec l’utilisation du poly(éthylène téréphtalate) dans des applications d’emballages. Cependant, la synthèse de ces polymères est basée sur des réactions de polycondensations dont les cinétiques sont classiquement assez lentes ce qui entraîne des durées de synthèse longues et in fine assez couteuses. Le but de cette étude est la mise en place d’un procédé continu par extrusion réactive qui permettrait de réduire les durées de synthèse (moins d’une heure) et d'obtenir de hautes masses molaires compétitifs. Dans un premier temps, l’étude porte sur la synthèse en réacteur d’un polyester dît modèle : le poly(hexaméthylène sébaçate). La détermination des conditions optimales de synthèse de ce polyester en réacteur permet de mettre à jour les catalyseurs et leur quantité nécessaire pour obtenir de hautes masses molaires. Une deuxième partie de ce travail de thèse a ensuite été basé sur le transfert des connaissances acquises en réacteur au procédé d'extrusion réactive. Enfin, l’optimisation de l’ensemble des paramètres de la synthèse du polyester modèle et des conditions d’extrusion (profil de vis, profil de température, vitesse des vis…) a permis la synthèse de poly(hexaméthylène sébaçate) dont les masses molaires sont très proches de celles obtenues en réacteur et qui laisse entrevoir un développement très prochain de ce nouveau procédé au niveau industriel.

  • Titre traduit

    New way to produce polyesters by reactive extrusion


  • Résumé

    This PhD thesis is about a new way to synthesis aliphatic polyesters based on hexanediol and sebacic acid by making use of reactive extrusion. Polyesters use have increased each year from the last fifty years, especially the poly(ethylene terephthalate) (PET) for packaging applications. However, polyesters are made from polycondensations, chemical reactions that require a lot of time to obtain high molar mass. The goal of this study is to create and optimise a new synthesis process by reactive extrusion to reduce drastically the synthesis time from several hours to a couple of minutes to obtain the same polyester than the classical process. This thesis is split into two big parts. The first one is the optimisation of the synthesis of the polyester used for the study: the poly(hexamethylene sebacate). Catalysts and synthesis conditions are discussed to draw the scheme of the synthesis in the classical process making used of batch reactors. The second step is the transposition of the synthesis to reactive extrusion. Optimisations of all extrusion conditions (screw profile, temperature range, screw speed…) are performed to obtain a poly(hexamethylene sebacate) with molar mass close to the ones made by batch reactor. This new process make the development of new polyesters faster than before and will allow some new materials based on these polymers.



Le texte intégral de cette thèse sera accessible sur intranet à partir du 15-12-2022

Autre version

Cette thèse a donné lieu à une publication en 2019 par SCD DocInsa [diffusion/distribution] à Villeurbanne

Nouveau procédé de synthèse de polyester par extrusion réactive


Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc’INSA. Bibliothèque numérique.
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.

Consulter en bibliothèque

Cette thèse a donné lieu à une publication en 2019 par SCD DocInsa [diffusion/distribution] à Villeurbanne

Informations

  • Sous le titre : Nouveau procédé de synthèse de polyester par extrusion réactive
  • Détails : 1 vol. (129 p.)
La version de soutenance de cette thèse existe aussi sous forme papier.

Où se trouve cette thèse\u00a0?

Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.