Le recyclage thermomécanique des déchets textiles en polyester permet de produire de nouveaux granulés de PET, susceptibles d’être réutilisés pour fabriquer des fibres. Mais cette transformation présente un défi technique important : préserver les propriétés moléculaires du polymère, et notamment sa viscosité intrinsèque, un paramètre déterminant pour la qualité et la transformation du polyester recyclé.
Pourquoi la viscosité intrinsèque est-elle importante ?
Lors de la transformation des déchets textiles en granulés de polyester, les contraintes thermiques et mécaniques peuvent entraîner une dégradation des chaînes polymères et une diminution de leur longueur. La présence d’humidité résiduelle lors de la transformation à l’état fondu peut également provoquer des réactions d’hydrolyse, accentuant cette perte de viscosité.
Or, une viscosité suffisamment élevée et stable est indispensable pour permettre le filage du PET recyclé à l’état fondu (melt spinning). Une diminution de la viscosité traduit une réduction de la masse moléculaire moyenne et des chaînes polymères plus courtes. Le matériau fondu devient alors moins visqueux et perd une partie de sa résistance mécanique.
Ces phénomènes peuvent provoquer des instabilités lors de l’extrusion et du filage, des ruptures de filaments et, finalement, une diminution de la résistance des fibres produites.
Dans le cadre du projet RE-APS, les essais de filage visent une viscosité intrinsèque d’environ 0,65 dL/g, afin de disposer d’un matériau présentant des caractéristiques adaptées à cette étape de transformation.
La SSP : une technologie pour augmenter la viscosité intrinsèque
Pour répondre à ce défi, le projet RE-APS étudie la polycondensation à l’état solide, ou SSP (Solid State Polycondensation), comme solution permettant d’augmenter la viscosité intrinsèque des granulés de PET recyclé.
Le principe consiste à chauffer le polyester sous vide, à une température inférieure à son point de fusion et pendant une durée déterminée. Le matériau reste donc à l’état solide tout au long du traitement. À cette température, la réaction permet de prolonger les chaînes de polyester et d’augmenter leur masse moléculaire moyenne.
Le résultat : une augmentation de la viscosité intrinsèque et une amélioration de la résistance du matériau à l’état fondu, deux propriétés essentielles pour envisager son utilisation dans des procédés de filage.
Des premiers résultats encourageants dans RE-APS
À l’échelle du laboratoire, plusieurs essais de SSP ont été réalisés chez Centexbel dans le cadre du projet RE-APS. Les résultats obtenus montrent une augmentation de la viscosité intrinsèque des granulés après traitement, confirmant le potentiel de cette technologie pour compenser une partie de la dégradation moléculaire liée au recyclage thermomécanique.
Cette étape constitue une piste importante pour améliorer l’aptitude au filage du polyester recyclé et contribuer au développement d’une filière de recyclage textile à textile.
Il reste toutefois à relever d’autres défis. La viscosité intrinsèque n’est en effet qu’un des paramètres qui conditionnent la qualité du filage. La présence de contaminants, de colorants, d’additifs ou d’autres substances étrangères peut également influencer significativement la transformation du PET recyclé et la qualité des fibres obtenues.
L’objectif de RE-APS est ainsi de contribuer à lever ces différents verrous technologiques afin de rendre possible le recyclage de déchets textiles en polyester en nouvelles fibres de qualité.
Plus d’information auprès de Fran Maenhaut (fmh@centexbel.be), Researcher Melt Processing Technologies chez Centexbel.
