Qu’est-ce qu’une résine de polyester ?
Résine de polyester est un terme générique pour les polymères contenant des groupes esters dans la chaîne principale. Elle est obtenue par déshydratation-condensation d’acides polybasiques et d’alcools polyhydriques. Diverses résines de polyester avec différents monomères de matières premières sont vendues. Un exemple typique est le polyéthylène téréphtalate PET, utilisé pour les contenants de boissons.
Les polyesters insaturés avec des liaisons insaturées dans la chaîne principale sont également utilisés. Par exemple, les plastiques renforcés de fibres (FRP), dans lesquels des fibres de verre et de carbone sont mélangées à des résines de polyester insaturé, sont utilisés comme matériaux de construction, composants d’avions et de fusées.
D’autres résines polyesters biodégradables ont également été développées récemment pour réduire l’impact sur l’environnement, l’acide polylactique en étant un exemple typique. L’acide polylactique devrait être un matériau à faible impact environnemental car ses chaînes principales sont facilement décomposées par la lumière ultraviolette et l’eau, et les déchets se décomposent dans l’environnement.
Utilisations des résines de polyester
Un exemple typique est le polyéthylène téréphtalate (PET) : il présente une excellente résistance à la chaleur et au froid et il est utilisé pour les contenants de boissons. Les résines de polyester sont également utilisées comme fibres. Outre le PET, le polybutylène téréphtalate (PBT) et le polytriméthylène téréphtalate (PTT) sont également utilisés comme fibres de polyester.
Il existe également d’autres résines polyesters insaturées dont la molécule comporte des liaisons insaturées. Les PRF sont utilisés dans un large éventail d’industries, notamment les avions et autres composants de transport, les matériaux de construction, les articles de sport et les composants liés à l’espace tels que les fusées.
Méthodes de production des résines de polyester
Les résines de polyester sont obtenues par une réaction de polymérisation dans laquelle l’acide carboxylique COOH et l’alcool OH se déshydratent et se condensent pour former des liaisons ester. Il existe deux méthodes de production : la méthode d’échange d’esters, qui utilise le téréphtalate de diméthyle comme matière première, et la méthode de polymérisation directe, qui utilise l’acide téréphtalique comme matière première, bien que la méthode de polymérisation directe soit généralement utilisée à l’heure actuelle.
Les catalyseurs à base d’antimoine étaient auparavant utilisés comme catalyseurs dans la polymérisation, mais on est passé à de nouveaux catalyseurs qui n’utilisent pas de métaux lourds, et les catalyseurs à base de titane et de germanium sont actuellement utilisés. Ces nouveaux catalyseurs sont encore en cours de développement par différentes entreprises.
Les résines polyester insaturées réactives de polyéthylène téréphtalate (PET), un polyester typique, sont obtenues en mélangeant un polymère de base obtenu par la réaction de polymérisation d’acides polybasiques et d’alcools polyhydriques par condensation déshydratation avec un monomère vinylique polymérisable, qui est ensuite soumis à une polymérisation catalytique radicale. Le bisphénol et d’autres monomères sont utilisés comme monomères, et les propriétés de la résine varient considérablement en fonction de la structure chimique du monomère.
Stabilité et recyclage des résines de polyester
Les résines de polyester sont des matériaux plus stables que les autres résines. Par exemple, le polyéthylène téréphtalate (PET) présente une excellente résistance à la chaleur et aux produits chimiques. En revanche, le PET possède des liaisons ester qui provoquent des réactions d’hydrolyse dans les solutions alcalines. De plus, à température et humidité élevées, il subit également une réaction d’hydrolyse avec l’eau neutre. Son application au recyclage du PET est donc envisagée.
D’autres résines de polyester aux fonctions biodégradables sont également activement développées, l’acide polylactique étant une résine représentative. L’hydrolyse de la chaîne principale de l’acide polylactique est accélérée par la lumière ultraviolette et l’eau, ce qui entraîne une diminution rapide du poids moléculaire. Cela signifie qu’il peut être décomposé et remoulé après utilisation et que les déchets peuvent se décomposer naturellement sans laisser de résidus dans l’environnement.