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Fabrication des bouteilles plastique Génie des Procédés Industriels 2018-2019 R

Fabrication des bouteilles plastique Génie des Procédés Industriels 2018-2019 Réalisé par : Mr. Anas AZAMI IDRISSI Ingénierie des procédés Intitulé du recherche : • Introduction Plan • Généralité sur le plastique • Description du procédés de fabrication des bouteilles en PET • Conclusion 01 Introduction Aujourd'hui, les matières plastiques sont présentes dans presque tous les secteurs de l'activité humaine. Ils sont devenus, ces dernières années indispensables dans de nombreux domaines de haute technologie. Les très nombreuses techniques de transformation des matières plastiques brutes permettent d'obtenir toute une gamme de produits finis adaptés à l'usage. On apprécie leur maniabilité, leur esthétique, leur façonnage aisé pour le design, leurs qualités, qui ont font souvent des concurrents de l'acier et des autres métaux notamment grâce à leur légèreté à l'absence de corrosion et à la tenue dans le temps. 02 Généralité sur le plastique 1. Définition : Les matières plastiques : sont des matériaux organiques (issus des êtres vivants) constitués de macromolécules obtenues par polymérisation de monomères. Elles sont produites par transformation de substances naturelles, ou par synthèse directe, à partir de substances extraites du pétrole, du gaz naturel, du charbon ou d'autres matières minérales. 03 Généralité sur le plastique 2. Les grandes familles du plastique Il existe plusieurs types de plastiques aux propriétés différentes on les classe en trois grandes catégories: Les thermoplastiques : Les thermoplastiques se présentent sous forme de chaînes linéaires et transformables à l'état fondu. On trouve aujourd’hui de nombreux types de thermoplastiques offrant une vaste gamme de propriétés intéressantes : On peut les rendre souples que le caoutchouc, aussi rigides que le métal et le béton, ou aussi transparents que le verre, Ils ne s’oxydent pas, ont une haute résistance à la corrosion et sont d’excellents isolants thermiques et électriques. De par leur légèreté, leur haute résistance mécanique et leur résistance aux effets de l’environnement. Voila quelque exemples : Polypropylène, Polyéthylène, Polychlorure de vinyle, Polystyrène, 04 Généralité sur le plastique 2. Les grandes familles du plastique Les thermodurcissables : En général, elles sont plus rigides que les matrices thermoplastiques, résistent mieux au fluage, se présentent sous forme de chaînes ramifiées, de transformation irréversible. La technique de fabrication est difficile à mettre en œuvre mais elle produit des matériaux très solides et très résistants aux agressions chimiques et à la chaleur. Les matrices thermodurcissables les plus fréquemment utilisés sont: les polyesters, les phénoplastes, les résines époxydes, les polyuréthanes. Diglycidyl éther du bisphénol A (DGEBA) 05 Généralité sur le plastique 2. Les grandes familles du plastique Les élastomères : Ces polymères présentent les mêmes qualités élastiques que le caoutchouc. Un élastomère au repos est constitué de longues chaînes moléculaires repliées sur elles-mêmes. Sous l'action d'une contrainte, les molécules peuvent glisser les unes par rapport aux autres et se déformer. Les élastomères sont employés dans la fabrication des coussins, de certains isolants, des semelles de chaussures ou des pneus. 06 Généralité sur le plastique 3. Formulation du plastique Généralement la matière plastique composée de : Plastique Additif plastifiant Charge Résine Une résine désigne un produit polymère (naturel, artificiel ou synthétique) qui est une matière de base pour fabriquer par exemple des matières Plastique (Résine époxydique, Résine Polyester…) toute substance inerte, qui ajoutée au polymère de base, permet de modifier de manière sensible les propriétés mécaniques, électriques ou thermiques, d’améliorer l’aspect de surface ou bien, simplement, de réduire le prix de revient du matériau transformé ( talc , silice,…) Un plastifiant est une molécule qui rend un plastique souple et flexible. Il abaisse la température de transition vitreuse du matériau final en s'insérant entre les chaînes macromoléculaire et en remplaçant une partie des interactions polymère-polymère par des interactions polymère- plastifiant. désigne une substance chimique souvent liquide ou en poudre, qui est en général introduite avant ou pendant la mise en forme du matériau, pour apporter ou améliorer une ou parfois plusieurs propriété(s) spécifique(s) ( antioxydant, inhibiteur de corrosion,…) 07 Généralité sur le plastique 4. Le marché de la plasturgie au Maroc • Le secteur se compose officiellement de 650 entreprises, réalise un chiffre d’affaires de plus de 13,5 MDH et génère plus 52.000 emplois directs et plus de 300.000 indirects une croissance de 7,1% en 2016 a été enregistrée en dépit des fluctuations des prix des matières premières. Les entreprises marocaines du secteur de la plasturgie importent la quasi-totalité des matières premières utilisées dans l’industrie de la transformation. • Le Maroc représentait un marché avec un volume d’importation de 96,0 millions de dollars US portant sur le seul secteur de la technologie de l’emballage après 93,2 millions de dollars US. Donc, le Maroc est le cinquième plus grand importateur de technologie de l’emballage en Afrique, après l’Algérie, l’Afrique du Sud, l’Egypte et le Nigeria. 08 Généralité sur le plastique 4. Le marché de la plasturgie au Maroc Selon une étude réalisée en fin d’année 2014 par l’organisme Maroc Export, en charge du développement du commerce extérieur marocain, la plasturgie se place comme le deuxième secteur le plus important dans la transformation des industries chimiques du pays. Figure : les différents types de production de la matière plastique au Maroc. 09 Description du procédés de fabrication des bouteilles en PET 1. Le poly(éthylène téréphtalate) : Le poly(éthylène téréphtalate), ou PET, est un polymère semi-cristallin possédant de bonnes propriétés mécaniques et thermiques mais aussi une grande résistance chimique et une faible perméabilité aux gaz., Par conséquent, ses applications sont variées : fibres synthétiques, supports d’enregistrement, composants industriels, récipients alimentaires ou pour cosmétiques,... le PET est majoritairement obtenu par la polycondensation de l'éthylène glycol avec l'acide téréphtalique : 10 Description du procédés de fabrication des bouteilles en PET 2. Procédé d’injection soufflage avec bi-étirage en cycle froid : La fabrication de bouteilles en PET est généralement réalisée en deux temps séparés par un refroidissement, d’où l’appellation ‘cycle froid’. La figure suivant en schématise les principales étapes. 11 Description du procédés de fabrication des bouteilles en PET a. Séchage : Cette phase est nécessaire car la présence d'eau peut engendrer une hydrolyse lors de la transformation ultérieure et ainsi diminuer la masse molaire. • Le courant gazeux a une vitesse telle qu’il entraîne avec lui les granulés à séché. • Avec une température a l’enivrent de 115 °C • Le temps de séchage dépend de la vitesse de agitateur. 12 Description du procédés de fabrication des bouteilles en PET b. Injection : Le polymère sec est ensuite introduit dans la presse à injecter pour produire les préformes, La plastification s’effectue par rotation de la vis avec recul de celle-ci et accumulation de la matière fondue devant elle avec les condition suivant : Une température de 280 °C. Une pression de l’injection 1500 Bar La rotation de la vis avec une vitesses de l’ordre de 50 à 150 tr/min,par exemple pour conditionner 1,5 litre d’eau minérale, 26 grammes de matière sont utilisés, répartis sur 10 cm de long, 2 à 3 cm de diamètre et 3 à 4 mm d’épaisseur. 13 Description du procédés de fabrication des bouteilles en PET c. Refroidissement : Refroidissement de la matière avec un système de refroidissement intégré est donc une étape-clef de l’injection. Les moules doivent donc être munis d'un système de refroidissement efficace jusqu’au 11 °C. Aujourd'hui, ceux-ci comportent jusqu'à 144 pièces, les cadences de production pouvant alors atteindre plus de 60 000 préformes/heure. 14 Description du procédés de fabrication des bouteilles en PET d. Réchauffage : La préforme étant stockée à la température ambiante (soit approximativement 20°C), une étape de conditionnement thermique est nécessaire afin d’amener sa température au delà de la température de transition vitreuse du PET (qui est d’environ 80°C). La gamme de température de formage est typiquement comprise entre 90 et 110°C pour le PET. Sur cette plage de températures, le PET adopte un comportement visqueux-caoutchoutique caractérisé, entre autres, par une forte élasticité qui autorise des taux de déformation très élevé. Les préformes sont animées au sein du four d’un mouvement rotatif dont le but est d’homogénéiser la température sur toute la circonférence. Le conditionnement thermique est réalisé par le passage de la préforme dans un four infrarouge. Le PET étant semi-transparent vis à vis du rayonnement IR, une fraction du rayonnement IR est absorbé dans l’épaisseur de la préforme, ce qui permet d’obtenir un chauffage "à cœur". 15 Description du procédés de fabrication des bouteilles en PET Les temps de chauffage sont généralement de l’ordre de 15 s à 30 s. 16 Description du procédés de fabrication des bouteilles en PET e. Soufflage : la préforme est acheminée vers le module de soufflage, et confinée dans ce moule, la préforme est étirée à l’aide d’une canne dont la vitesse de déplacement vertical est comprise entre 200 mm/s et 1000 mm/s, de l’air sous pression est injecté à l’intérieur de la préforme afin d’assurer la déformation orthoradiale. La pression nominale de pré-soufflage est de l’ordre de 8 bars. Après on applique le soufflage pure cette étape consiste à appliquer une pression plus importante (environ 40 bars) afin de finaliser la déformation, mais surtout de maintenir la uploads/Industriel/ plastic-bottle.pdf