Synthèse du PET et mise en forme : Agrégation  2012.

Dans un ballon muni d'un réfrigérant, placer 5,0 g de diméthyltéréphtalate et 80 mL d'éthane-1, 2-diol; ajouter quelques grains de pieere ponce et un petit morceau de sodium. Commencer à chauffer légèrement pendant 10 minutes. Qu'observe-t-on ? Quand le phénomène cesse, chauffer à reflux pendant 30 min. Arrêter le chauffage et laisser refroidir à l'air ambiant. Oter le réfrigérant et réaliser un montage de distillation. Distiller le produit le plus volatil. Arrêter la distillation lorsque la température en tête de colonne atteint 180 °C. Placer le ballon dans un bain d'eau glacée puis transvaser son contenu dans un becher. Laisser reposer environ 10 minutes ; filtrer le solide et rincer à l'eau glacée. Prélever le produit et le sécher entre deux feuilles de papier filtre. Placer le produit sec dans une coupelle Pyrex et déposer cette dernière sur une plaque chauffante. Chauffer fortement  de façon à provoquer la fusion du produit. Quand le contenu de la coupelle est entièrement liquide ajouter un peu d'acide paratoluène sulfonique ( APTS ).. Lorsque les cristaux d'APTS ont disparu, enlever la coupelle de la plaque chauffante et laisser refroidir doucement. Observer le mélange réactionnel lors du refroidissement. L'étape de polymérisation peut être modélisée par : nB = PET +(n-1) C ou nB = -(-M-)-n + nC. Ecrire le motif du polymère obtenu et expliciter ce qui est désigné par C. Malgré sa légèreté le matériau obtenu présente une remarquable solidité. Les progrès technologiques et le contrôle de la synthèse ont permis d'alléger la bouteille de 10 % en 10 ans. Ce matériau possède une température de transition vitreuse de l'ordre de 60°C. Pour mettre en forme ce matériau, se place-t-on en dessous ou au dessus de 60°C ? Au dessus de la température de transition vitreuse, le matériau se ramolit. On se place donc au dessus de 60°C pour sa mise en forme. .  .  Le recyclage est une préoccupation permanente notamment pour la filière emballage. l'objectif est d'intégrer 25 % de PET recyclé dans la production de bouteilles d'ci 2012, pour une économie de plastique estimée à 10 000 tonnes pour la France. De nombreux progrès restent possibles. Dans le bulletin électronique Japon n° 416 du 14/09/2006 rédigé par l'Ambassade de France au Japon, on trouve l'extrait suivant : Une équipe de recherche de l'université de Sojo a développé un nouveau procédé permettant de réaliser l'inverse de la réaction de polycondensation. Celui-ci permet de récupérer l'acide phtalique et l'éthylèneglycol polymérisés du PET. Ce procédé consiste à placer de petits morceaux de PET dans une solution de soude dissoute dans de l'éthylène glycol. Le mélange est alors soumis à des micro-ondes. En l'espace de 90 s, la température du liquide s'élève au-delà de 200 °C et les liaisons covalentes entre l'acide phtalique et l'éthylène glycol sont rompues. L'éthylène glycol ainsi obtenu peut être filtré et réutilisé. L'acide phtalique, présent à ce stade sous la forme solide d'un sel de disodium, est ensuite placé dans une solution d'eau et d'acide chlorhydrique. Il précipite alors et peut être récupéré par filtration. Le procédé conventionnel de décomposition du PET implique de chauffer jusqu'à 300°C pendant 20 minutes, ce qui recquiert de grandes quantités d'énergie. La nouvelle méthode nécessite 10 fois moins de temps et 4 fois moins d'énergie.  Le principe des procédés évoqués dans cet extrait est-i surprenant ? Ce principe n'est pas surprenant : on réalise la saponification à chaud  d'un polyester. L'énergie est apportée par les micro-ondes. La seconde étape, l'acidification, est une réaction acide base.

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