Influence of the PET chain structure on its stretch blow moulding ability – experimental study
Effet de l'architecture de chaîne sur le comportement en injection soufflage de copolyesters PET. - Etude expérimentale
Résumé
Polyethylene terephthalate, or PET, is mainly used to produce bottles, generally by injection blowing. Inthis study, we point out, for each step of this process, differences of behaviour between severalcopolyesters having a controlled composition. Our attention focus principally on nature of introducedcomonomers, beyond ethylene glycol and terephthalic acid, and length of chains. Thus major solicitationssuffered by material during the bottle forming are reproduced by laboratory tests. We show that kinetic ofstatic crystallization, measured by DSC, could define cooling conditions to assure the amorphous natureof injected preforms. Moreover, blowing range, i.e. rubberized state, is obtained by DMA. Our resultsindicate too that it is necessary, to grasp behaviour during blowing, to consider a minimum of sixcharacteristics of polymer which could be temperature, elastic modulus, rate dependence of materialresponse, hardening strain and stress, and finally bi-axiality disequilibrium of hollow body forming. Lastlyit appears that material adapts its stress way to the solicitation according its rheology, which determinesbottle properties, notably in term of orientation or crystallisation.
Le poly(éthylène téréphtalate), ou PET, est fortement présent dans le domaine du flaconnage où il estclassiquement mis en forme par injection soufflage. Dans cette étude, nous mettons en évidence, tout aulong de ce procédé, les différences de comportement qui existent entre des copolyesters de compositioncontrôlée. Notre attention porte principalement sur la nature des comonomères introduits, outre l'éthylèneglycol et l'acide téréphtalique, ainsi que sur la longueur des chaînes. De fait, les principales sollicitationssubies par la matière lors de la fabrication d'une bouteille sont reproduites par des essais de laboratoire.Nous montrons ainsi que la cinétique de cristallisation statique, accessible par DSC, permet de définir lesconditions de refroidissement assurant la nature amorphe des préformes injectées. De plus, la gamme desoufflage, i.e. l'état caoutchoutique, est déterminable par DMA. Nos résultats indiquent également qu'il estnécessaire, afin d'appréhender le comportement en soufflage, de tenir compte d'un minimum de sixcaractéristiques de la matière qui peuvent être la température, le module élastique, la dépendance en vitessede la réponse du matériau, les contrainte et déformation au durcissement, ainsi que le déséquilibre de la biaxialitéde la formation du corps creux. Finalement, il apparaît que le matériau adapte son chemin dedéformation à la sollicitation en fonction de sa rhéologie propre, ce qui n'est pas sans influence sur lespropriétés, en terme d'orientation ou de cristallisation, dans la bouteille.