Studies of an extrusion process of pet and its uncompatibized blends with HDPE: Recycling application

Étude de l'extrusion du polyéthylène térephtalate et de ses mélanges non-compatibilisés avec le polyéthylène haute densité

Vincent Chaffraix (1)

1 CEMEF - Centre de Mise en Forme des Matériaux

In the context of recycling plastic matter from waste, we study here polyethylene terephthalate (PET) because of its abundance in packaging. Because of its low viscosity, we blend it with high-density polyethylene (HDPE) in order to obtain a good extrudability. The reprocessing appears as a particular case of the processing of polymer blends, with the classical problem of incompatibility which induces poor mechanical properties. In order to extrude PET, we studied the SCAMIA extrusion reprocessing and its influence on PET and PET/HDPE blends. More precisely, we worked on their rheological behaviour, on the structure development and on the mechanical properties of the extruded materials. We found good interaction between PET and HDPE (double skin/core structure of the PET, positive influence of HDPE) involving good mechanical properties. It has been shown that, by appropriate processing conditions (especially the use of a cold die) inducing double structure and morphological orientation, it is possible to extrude PET, to prepare blends with HDPE and to keep good properties.

Cette étude s'inscrit dans le cadre du recyclage des déchets de polyéthylène téréphtalate (PET) qui constitue un gisement abondant en raison de son emploi dans le secteur de l'emballage. Ce polymère étant un thermoplastique, la valorisation mécanique apparaît comme une méthode de choix pour le recycler. Toutefois, en raison de sa faible viscosité et donc de sa faible "extrudabilité", nous avons décidé de l'utiliser en mélange avec le polyéthylène haute densité (PEhd). L'enjeu de nos travaux a donc consisté à trouver des solutions pour extruder le PET et ses mélanges sous forme de profilés en assurant aux matériaux extrudés de bonnes propriétés mécaniques. Pour ce faire, nous avons étudié le procédé de mise en oeuvre SCAMIA et son impact sur les mélanges PET/PEhd, et notamment le comportement rhéologique des mélanges à l'état fondu, les mécanismes d'établissement de la morphologie et les propriétés mécaniques des pièces extrudés. Nous avons montré que le procédé SCAMIA et plus précisément l'utilisation de la filière froide permettait de contrôler la morphologie du PET et de ses mélanges. La formation d'une double structure cœur/peau du PET renforcée par la présence du PEhd leur assure des propriétés mécaniques satisfaisantes sans ajout de compatibilisant.

Mots clés: recycling; polyethylene terephthalate; high-density polyethylene; polymer blends; cold die; morphology; mechanical properties

Mots clés: recyclage; polyéthylène téréphtalate; polyéthylène haute densité; mélange de polymères; filière froide; morphologie; propriétés mécaniques

Domaines: Mécanique [physics.med-ph]

Vincent Chaffraix. Étude de l'extrusion du polyéthylène térephtalate et de ses mélanges non-compatibilisés avec le polyéthylène haute densité. Mécanique [physics.med-ph]. École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2002. Français. ⟨NNT : 2002ENMP1123⟩. ⟨tel-00443716⟩