Polyesters


Pour un aperçu du polyéthylène térépthalate, cliquez ici!


Les polyesters sont les polymères, sous forme de fibres, qui étaient utilisés dans les années soixante dix pour faire tous les splendides habits disco, du type de ceux que vous voyez sur la photo de droite. Mais depuis, on s'est efforcé de développer des applications de meilleur goût pour le polyester, comme ces bouteilles en plastique incassables qui renferment vos boissons favorites. Donc vous voyez, le polyester peut être un thermoplastique ou une fibre. On trouve aussi le polyester dans les ballons. Pas les ballons bon marché, ceux-ci sont en  caoutchouc naturel. Je parle des beaux ballons fantaisie des parcs d'attraction. Ils sont en film polyester fabriqué par Dupont et appelé Mylar. Les ballons sont faits d'un sandwich, composé de Mylar et d'une feuille d'aluminium. Les matériaux de ce type, faits de deux sorte de matériaux sont appelés composites.

Les polycarbonates sont une famille spéciale de polyesters.

Les polyesters ont des chaînes principales d'hydrocarbones qui contiennent des liaisons ester, d'où leur nom.

La structure sur la figure est appelée polyéthylène téréphtalate, ou PET, parce qu'elle est faite de groupes éthylène et de groupes téréphtalates. Je me rends bien compte que le mot téréphtalate est un peu compliqué, mais avec un peu d'entraînement vous devriez pouvoir le dire avec simplement une petite sensation de gêne quand il sort de votre bouche.

Les groupes esters de la chaîne de polyester sont polaires, l'oxygène carbonyle étant négatif et le carbone positif. Les charges positives et négatives de différents groupes esters sont attirées les unes par les autres. Cela fait que les chaînes vont s'arranger sous forme de cristaux, et va permettre de former des fibres résistantes.

L'inventeur des bouteilles en PET est Nathaniel Wyeth. C'est le frère de Andrew Wyeth le célèbre peintre. Mais d'autres avaient essayé avant lui. Allez lire l'histoire de la première personne qui essaya de faire une bouteille incassable.

Maintenant je suis sûr que tout le monde brûle d'envie de connaître la réponse à deux questions. La première est:

Pourquoi les bouteilles en plastiques ne sont-elles pas consignées comme l'étaient celles en verre?


Et je suis sûr que tout le monde se demande aussi:

Pourquoi le beurre de cacahuètes est-il vendu en pots incassables et pas la confiture?


Ces deux fascinantes questions ont, comme par hasard, la même réponse. La réponse est que le PET a une température de transition vitreuse, (température à laquelle il devient mou) trop basse. Pour réutiliser une bouteille il faut la stériliser. Ce qui veut dire qu'il faut la laver à une température très haute, trop haute pour le PET. Remplir un pot avec de la confiture est aussi réalisé à haute température, suffisamment haute pour ramollir le PET. Donc le PET n'est pas bon pour les pots de confiture.

Le PEN nous sauve la mise!

Il existe un nouveau type de polyester qui correspond juste à ce que l'on recherche pour les pots de confiture et les bouteilles consignées. C'est le polyéthylène naphtalate, ou PEN.

Le PEN a une température de transition vitreuse plus haute que le PET. La température de transition vitreuse est la température à laquelle le polymère se ramollit. Celle du PEN est assez haute pour qu'il puisse supporter la chaleur de la stérilisation dans le cas des bouteilles et de la confiture dans le cas des pots. Le PEN résiste si bien à la chaleur qu'il est inutile que les bouteilles soient faites uniquement avec lui. Il suffit de mélanger du PEN avec notre vieux PET pour avoir des bouteilles qui supportent beaucoup mieux la chaleur que celles en vieux PET pur.

Très bien, le polyester est ce qu'on a fait de mieux depuis l'invention du fil à couper le beurre.
D'accord. Mais comment est-ce qu'on le fabrique?

Ok ça vient...

Dans les grosses usines où on fait le polyester, on commence en principe avec un composé appelé diméthyle téréphtalate. On le fait réagir avec l'éthylène glycol, c'est une réaction appelée transestérification. Le résultat est le bis-(2-hydroxyethyl)téréphtalate et le méthanol. Mais si on chauffe à environ 210°C, le méthanol s'évapore et on n'a plus à s'occuper de lui.

Ensuite le bis-(2-hydroxyethyl)téréphtalate est chauffé jusqu'à 270 C, et réagit pour donner le polyéthylène téréphtalate et, bizarrement, de l'éthyléne glycol. C'est drôle, on avait commencé avec de l'éthylène glycol.

 

Si vous voulez savoir comment se produisent toutes ces réactions, cliquez ici.

Parmi les autres polymères utilisés comme thermoplastiques on trouve: Parmi les autres polymères utilisés comme fibres on trouve:
Polypropylène Polypropylène
Polyéthylène Polyéthylène
Polystyrène Nylon
Polycarbonate Kevlar et Nomex
PVC Polyacrylonitrile
Nylon Cellulose
Polyméthacrylate de méthyle Polyuréthanes

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