FR3107059A1 - Procede de traitement d’une composition a base de polyamides - Google Patents
Procede de traitement d’une composition a base de polyamides Download PDFInfo
- Publication number
- FR3107059A1 FR3107059A1 FR2001292A FR2001292A FR3107059A1 FR 3107059 A1 FR3107059 A1 FR 3107059A1 FR 2001292 A FR2001292 A FR 2001292A FR 2001292 A FR2001292 A FR 2001292A FR 3107059 A1 FR3107059 A1 FR 3107059A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- composition
- polyamide
- process according
- polyamides
- acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 title abstract description 120
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title abstract description 116
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 title abstract description 99
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 73
- 230000008569 process Effects 0.000 title abstract description 63
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 48
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 27
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 20
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 19
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 17
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 17
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 16
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 14
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 13
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 12
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 11
- 150000003951 lactams Chemical class 0.000 description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 11
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 10
- -1 filaments Substances 0.000 description 10
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 10
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 10
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 9
- 229920000571 Nylon 11 Polymers 0.000 description 8
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 8
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 8
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 6
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- PBLZLIFKVPJDCO-UHFFFAOYSA-N 12-aminododecanoic acid Chemical compound NCCCCCCCCCCCC(O)=O PBLZLIFKVPJDCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 4
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 4
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 4
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N epsilon-caprolactam Chemical compound O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N hexane-1,6-diamine Chemical compound NCCCCCCN NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- BDJRBEYXGGNYIS-UHFFFAOYSA-N nonanedioic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCCC(O)=O BDJRBEYXGGNYIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- CXMXRPHRNRROMY-UHFFFAOYSA-N sebacic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCCCC(O)=O CXMXRPHRNRROMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- TYFQFVWCELRYAO-UHFFFAOYSA-N suberic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCC(O)=O TYFQFVWCELRYAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N Carbamic acid Chemical class NC(O)=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000572 Nylon 6/12 Polymers 0.000 description 3
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 3
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 3
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- GUOSQNAUYHMCRU-UHFFFAOYSA-N 11-Aminoundecanoic acid Chemical compound NCCCCCCCCCCC(O)=O GUOSQNAUYHMCRU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QFGCFKJIPBRJGM-UHFFFAOYSA-N 12-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-12-oxododecanoic acid Chemical compound CC(C)(C)OC(=O)CCCCCCCCCCC(O)=O QFGCFKJIPBRJGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JZUHIOJYCPIVLQ-UHFFFAOYSA-N 2-methylpentane-1,5-diamine Chemical compound NCC(C)CCCN JZUHIOJYCPIVLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RNLHGQLZWXBQNY-UHFFFAOYSA-N 3-(aminomethyl)-3,5,5-trimethylcyclohexan-1-amine Chemical compound CC1(C)CC(N)CC(C)(CN)C1 RNLHGQLZWXBQNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SLXKOJJOQWFEFD-UHFFFAOYSA-N 6-aminohexanoic acid Chemical compound NCCCCCC(O)=O SLXKOJJOQWFEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101000576320 Homo sapiens Max-binding protein MNT Proteins 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JHWNWJKBPDFINM-UHFFFAOYSA-N Laurolactam Chemical compound O=C1CCCCCCCCCCCN1 JHWNWJKBPDFINM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000299 Nylon 12 Polymers 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N Piperazine Chemical compound C1CNCCN1 GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 229920006121 Polyxylylene adipamide Polymers 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 2
- CJYXCQLOZNIMFP-UHFFFAOYSA-N azocan-2-one Chemical compound O=C1CCCCCCN1 CJYXCQLOZNIMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 125000004427 diamine group Chemical group 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- QFTYSVGGYOXFRQ-UHFFFAOYSA-N dodecane-1,12-diamine Chemical compound NCCCCCCCCCCCCN QFTYSVGGYOXFRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 2
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229920006017 homo-polyamide Polymers 0.000 description 2
- 238000012994 industrial processing Methods 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N isophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 150000002763 monocarboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- ZETYUTMSJWMKNQ-UHFFFAOYSA-N n,n',n'-trimethylhexane-1,6-diamine Chemical compound CNCCCCCCN(C)C ZETYUTMSJWMKNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 229920006380 polyphenylene oxide Polymers 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 229920000909 polytetrahydrofuran Polymers 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- KIDHWZJUCRJVML-UHFFFAOYSA-N putrescine Chemical compound NCCCCN KIDHWZJUCRJVML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N succinic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HQHCYKULIHKCEB-UHFFFAOYSA-N tetradecanedioic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCCCCCCCC(O)=O HQHCYKULIHKCEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PWGJDPKCLMLPJW-UHFFFAOYSA-N 1,8-diaminooctane Chemical compound NCCCCCCCCN PWGJDPKCLMLPJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SPJXZYLLLWOSLQ-UHFFFAOYSA-N 1-[(1-aminocyclohexyl)methyl]cyclohexan-1-amine Chemical compound C1CCCCC1(N)CC1(N)CCCCC1 SPJXZYLLLWOSLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JCUZDQXWVYNXHD-UHFFFAOYSA-N 2,2,4-trimethylhexane-1,6-diamine Chemical compound NCCC(C)CC(C)(C)CN JCUZDQXWVYNXHD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LRQKBLKVPFOOQJ-UHFFFAOYSA-N 2-aminohexanoic acid Chemical class CCCCC(N)C(O)=O LRQKBLKVPFOOQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IGSBHTZEJMPDSZ-UHFFFAOYSA-N 4-[(4-amino-3-methylcyclohexyl)methyl]-2-methylcyclohexan-1-amine Chemical compound C1CC(N)C(C)CC1CC1CC(C)C(N)CC1 IGSBHTZEJMPDSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CARJPEPCULYFFP-UHFFFAOYSA-N 5-Sulfo-1,3-benzenedicarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC(C(O)=O)=CC(S(O)(=O)=O)=C1 CARJPEPCULYFFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229920006152 PA1010 Polymers 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012963 UV stabilizer Substances 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- FDLQZKYLHJJBHD-UHFFFAOYSA-N [3-(aminomethyl)phenyl]methanamine Chemical compound NCC1=CC=CC(CN)=C1 FDLQZKYLHJJBHD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- OFHCOWSQAMBJIW-AVJTYSNKSA-N alfacalcidol Chemical compound C1(/[C@@H]2CC[C@@H]([C@]2(CCC1)C)[C@H](C)CCCC(C)C)=C\C=C1\C[C@@H](O)C[C@H](O)C1=C OFHCOWSQAMBJIW-AVJTYSNKSA-N 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000703 anti-shock Effects 0.000 description 1
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- YDLSUFFXJYEVHW-UHFFFAOYSA-N azonan-2-one Chemical compound O=C1CCCCCCCN1 YDLSUFFXJYEVHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000007278 cyanoethylation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- YQLZOAVZWJBZSY-UHFFFAOYSA-N decane-1,10-diamine Chemical compound NCCCCCCCCCCN YQLZOAVZWJBZSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- SHFGJEQAOUMGJM-UHFFFAOYSA-N dialuminum dipotassium disodium dioxosilane iron(3+) oxocalcium oxomagnesium oxygen(2-) Chemical compound [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[K+].[K+].[Fe+3].[Fe+3].O=[Mg].O=[Ca].O=[Si]=O SHFGJEQAOUMGJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001142 dicarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010101 extrusion blow moulding Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- XTBMQKZEIICCCS-UHFFFAOYSA-N hexane-1,5-diamine Chemical compound CC(N)CCCCN XTBMQKZEIICCCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009699 high-speed sintering Methods 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- 125000003717 m-cresyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(O*)=C([H])C(=C1[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- RLSSMJSEOOYNOY-UHFFFAOYSA-N m-methyl-PhOH Natural products CC1=CC=CC(O)=C1 RLSSMJSEOOYNOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Chemical class 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011185 multilayer composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920006146 polyetheresteramide block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N pyrrolidin-2-one Chemical compound O=C1CCCN1 HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229960005137 succinic acid Drugs 0.000 description 1
- 150000003504 terephthalic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 description 1
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004383 yellowing Methods 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
- C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
- C08J11/06—Recovery or working-up of waste materials of polymers without chemical reactions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
- C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
- C08J11/10—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
- C08J11/18—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material
- C08J11/22—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material by treatment with organic oxygen-containing compounds
- C08J11/26—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material by treatment with organic oxygen-containing compounds containing carboxylic acid groups, their anhydrides or esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
- C08G69/48—Polymers modified by chemical after-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
- C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
- C08J11/10—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
- C08J11/18—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material
- C08J11/28—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material by treatment with organic compounds containing nitrogen, sulfur or phosphorus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2377/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2377/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2377/06—Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
- Polyamides (AREA)
Abstract
La présente invention concerne un procédé de traitement d’une composition à base de polyamides destinée à être recyclée. Plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé de traitement d’une composition, typiquement une poudre à base de polyamides non transformés lors de la fabrication d’un objet en impression 3D. L’invention concerne également l’utilisation de la composition recyclée.
Description
Domaine de l’invention
La présente invention concerne un procédé de traitement d’une composition à base de polyamides destinée à être recyclée. Plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé de traitement d’une composition, typiquement une poudre à base de polyamides non transformées lors de la fabrication d’un objet en impression 3D. L’invention concerne également l’utilisation de la composition recyclée dans une transformation industrielle ultérieure.
Arrière-Plan Technique
Les polyamides sont produits en grande quantité et largement utilisés dans les divers domaines de l’industrie chimique depuis de nombreuses années. Cependant, une partie, voire une grande quantité de polyamides utilisés dans les procédés industriels de transformation ne sont pas transformés en produits finaux, et ils ne peuvent pas être réutilisés tels quels en tant que matière première d’un procédé de transformation ultérieur du fait de la modification de leurs propriétés physiques et/ou chimiques. Ceci crée un vrai problème de gaspillage que ce soit d’un point de vue économique ou environnemental.
Au sens de la présente invention, on entend par « procédé detransformation», tout type de transformation industrielle d’une composition à base de polyamides en produits finaux, par exemple, par extrusion, moulage, typiquement par injection, ou encore en impression 3D.
Plus particulièrement, on observe couramment ce problème de gaspillagedans le domaine de l’impression 3D utilisant une poudre à base de polyamide comme matière première de fabrication, comme par exemple, tout procédé de fabrication de pièces en volume par ajout ou agglomération de poudre, couche par couche. L'agglomération de poudres par fusion (ci-après « frittage ») est provoquée par un rayonnement, tel que par exemple un faisceau laser (laser sintering), un rayonnement infra-rouge, un rayonnement UV, ou toute source de rayonnement électromagnétique permettant de faire fondre la poudre couche par couche pour fabriquer des objets tridimensionnels. On peut également citer les procédés de frittage sélectif utilisant un absorbeur, notamment les technologies connues sous les noms «High Speed Sintering» (HSS) et «Multi-Jet Fusion» (MJF). Dans ces technologies, la fabrication d'objets en 3D est faite également couche par couche, utilisant une poudre à base de polyamide qui est fondue de manière maîtrisée pour chaque couche constituant l'objet 3D : un absorbeur est déposé sur la couche (au moyen par exemple d'une encre liquide dans le « procédé à jet d’encre ») avant l'exposition de la couche à un rayonnement électromagnétique (par exemple infra-rouge) qui provoque la fusion des zones contenant ledit absorbeur.
Pour les procédés de frittage précités, tels que laser sintering, on privilégie l’utilisation d’une poudre à base de polyamide avec une masse moléculaire de la poudre à l’état solide de préférence suffisamment faible, qui peut se traduire par une viscosité inhérente en solution généralement inférieure à 1,50, à la fois pour que la fusion des grains ne nécessite pas trop d’énergie et pour que la coalescence inter-grains soit suffisante lors du passage du rayonnement de façon à obtenir un objet le moins poreux possible, avec de bonnes propriétés mécaniques.
La poudre à base de polyamide utilisée dans un procédé de frittage du type précité comprend généralement plus de 90%, voire plus de 95% de polyamide en masse de la poudre totale. Il a été observé qu’au cours du procédé de fabrication, une grande partie de la poudre n’est pas utilisée: par exemple en laser sintering, environ 85% de la poudre n’est pas visée par le laser. La poudre environnante, c’est-à-dire non touchée par le rayonnement, reste plusieurs heures au-dessus de sa température de cristallisation Tc, ce qui peut entraîner une augmentation de la masse moléculaire et donc de la viscosité inhérente de la poudre à base de polyamide. Par suite, la coalescence entre grains de poudre devient plus difficile pour une réutilisation ultérieure pour la construction 3D en employant cette poudre.
Par conséquent, la poudre de départ qui n’a pas été touchée par le rayonnement à la fin de l’impression peut souvent posséder une masse moléculaire plus élevée, à savoir, une viscosité inhérente supérieure à 1,50 et le plus souvent de l’ordre de 1,70 à 2,0. Par conséquent, la poudre n’est plus apte à produire des pièces de résistance mécaniques suffisamment par une technologie d’impression 3D. Ces poudres doivent être écartées pour être remplacées tout au moins en partie par une charge de poudre dites «fraiche», qui n’ont pas subi des variations de température pendant l’impression.
Cette augmentation de viscosité inhérente d’une composition à base de polyamides non transformée peut également être observée dans d’autres procédés de transformation des polyamides en machine, qui empêche leur réutilisation tels quels dans une autre application industrielle qui nécessite une composition à base de polyamides en matière première dont la viscosité inhérente doit être faible, à savoir généralement inférieure à 1,50. On peut citer à ce titre, les procédés de transformation par extrusion de tubes ou de plaques, par extrusion-soufflage de gaines, par moulage par injection, ainsi que les procédés d’impression 3D précités.
Il existe donc un besoin continu pour pouvoir réutiliser ces compositions à base de polyamides ayant une viscosité inhérente élevée, notamment celles déjà utilisées dans une fabrication mais n’ayant pas été transformées en produits finaux pendant le procédé de fabrication.
La présente invention a donc pour but de fournir une méthode pour traiter les compositions à base de polyamides ayant une viscosité inhérente élevée, généralement suite à un procédé de transformation, pour qu’elles puissent être réutilisées en tant que matières premières dans des applications industrielles souhaitées.
Plus particulièrement, la présente invention a pour but de fournir une méthode pour traiter une poudre à base de polyamide non utilisée à l’issue d’un procédé d’impression 3D, de préférence, un procédé d’impression 3D par frittage, afin d’être réutilisée en tant que matière première pour des transformations industrielles, par exemple,dans un procédé de moulage par injection, d’extrusion ou encore d’impression 3D.
Selon un premier aspect, la présente invention a pour objet un procédé de traitement d’une composition (C1) à base de polyamides (PA) destinée à être recyclée, comprenant les étapes successives suivantes:
(i) une étape de fourniture d’un mélangecomprenantla composition (C1) à base de polyamides (PA), un agent coupeur de chaîne de polyamides, et optionnellement une ou plusieurs charge(s) et/ou additif(s);
(ii) une étape de malaxage dudit mélange à l’état fondu, ce par quoi on obtient une composition (C2) ayant une viscosité inhérente ciblée;
(iii) une étape de récupération de la composition (C2).
(i) une étape de fourniture d’un mélangecomprenantla composition (C1) à base de polyamides (PA), un agent coupeur de chaîne de polyamides, et optionnellement une ou plusieurs charge(s) et/ou additif(s);
(ii) une étape de malaxage dudit mélange à l’état fondu, ce par quoi on obtient une composition (C2) ayant une viscosité inhérente ciblée;
(iii) une étape de récupération de la composition (C2).
Dans le cadre de la présente invention, la composition (C1) peut être tous types de compositions industrielles à base de polyamides, par exemple des poudres, granulés, filaments, résines, fibres, films, tubes et/ou leurs mélanges.
Au sens de la présente invention, par «une composition à base de polyamides», on entend une composition à matrice en polyamide, qui comprend en général plus de 40% de polyamide en volume de la composition totale.
Selon un mode de réalisation particulièrement intéressant, la composition (C1) à base de polyamides destinée à être recyclée est une poudre à base de polyamides, de préférence, celle non transformée à l’issue d’un procédé d’impression 3D par frittage.
Lorsque la composition (C1) est une poudre à base de polyamides, elle comprend en général plus de 50%, voire plus de 60% de polyamide en masse de la composition totale.
Le polyamide (PA) de l’invention peut être choisi parmi un homopolyamide, un copolyamide, un copolymère à blocs polyamide et blocs polyéther, ou leurs mélanges. Il peut également s’agir d'un mélange d’un ou plusieurs polyamides et d'au moins un autre polymère. Les mélanges peuvent être obtenus par mélange à sec de poudres ou par broyage du mélange sous forme de granulés. Dans le dernier cas, le polyamide forme de préférence la matrice et le ou les autres polymères forment la phase dispersée.
Généralement, la composition (C1) de départ a une viscosité inhérente supérieure ou égale à 1,50, de préférence, supérieure ou égale à 1,60.
Avantageusement, la composition (C1) est une matière non transformée subsistant à l’issue d’un procédé de transformation.
La viscosité inhérente dite «ciblée» de la composition (C2) est inférieure ou égale à 1,50, de préférence, inférieure ou égale à 1,40, à 1,30, à 1,25, à 1,20, à 1,15, à 1,10, à 1,05, ou encore inférieure ou égale à 1,00.
Par exemple, la viscosité inhérente de la composition (C2) peut être entre 0,80 et 1,50, de préférence entre 0,90 et 1,40, entre 0,90 et 1,30, entre 0,90 et 1,20 (bornes incluses).
La viscosité inhérente de la composition (C2) récupérée (ou dite «recyclée») est typiquement diminuée d’au moins 10%,de préférence d’au moins 20%, par rapport à celle de la composition (C1) de départ.
Selon un mode de réalisation, la viscosité inhérente de la composition (C2) récupérée est diminuée de 0,30,de préférence de 0,50 par rapport à celle de la composition (C1) du départ.
La composition (C2) récupérée est typiquement sous forme de granulés.
L’agent coupeur de chaîne des polyamides de l’invention est un agent chimique qui peut réagir avec les polyamides présents dans la composition destinée à être recyclée et qui est capable de diminuer la viscosité inhérente de ladite composition.
Les inventeurs ont trouvé que l’emploi de l’agent coupeur de chaîne permet de «couper» la chaîne de polyamides, permettant ainsi de réduire la viscosité inhérente du polyamide, ainsi que la viscosité inhérente de la composition à base des polyamides.
La présente invention propose ainsi d’utiliser un agent coupeur de chaîne particulier pour réduire la viscosité inhérente d’une composition à base de polyamides pour récupérer une composition utilisable dans un procédé de transformation ultérieure.
Selon un mode de réalisation, l’agent coupeur de chaîne est choisi parmi l’eau, un acide carboxylique, un aminoacide et/ou leur mélange.
Selon un mode de réalisation, l’agent coupeur de chaîne est sous forme d’une solide (e.g. poudre ou granulé), ou sous forme de liquide (e.g. fondue ou sous forme d’une solution aqueuse).
Selon un mode de réalisation, l’agent coupeur de chaîne est un acide carboxylique. L’acide carboxylique peut être choisi parmi les monoacides carboxyliques, les diacides carboxyliques, les sels métalliques de mono- ou de di- acides carboxyliques. De préférence, l’acide carboxylique est choisi parmi les acide adipique, acide azélaique, acide subérique, acide sébacique, acide dodécanedioïque, et/ou leur mélange.
Selon un mode de réalisation préférentiel, l’acide carboxylique est l’acide adipique.
Selon un mode de réalisation, on fournit à l’étape (i) de 0,1 à 2%, de préférence de 0,2 à 1,8%, par exemple de 0,2 à 1,0%, de 0,2 à 0,8%, en masse d’acide carboxylique, par rapport à la masse de la composition (C1).
L’acide carboxylique employé en tant que l’agent coupeur de chaîne est à différencier de ceux pouvant être présents dans la composition (C1) comme des résidus de monomères de polymérisation, qui se présentent sous forme de trace, généralement à moins de 0,1 % dans la composition.
Selon un mode de réalisation, l’agent coupeur de chaîne est un aminoacide. L’aminoacide peut être choisi parmi les acides aminocaproïque, l’amino-7-heptanoïque, l’amino-11-undécanoïque, l’amino-12-dodécanoïque, et/ou leur mélange.
Ceci constitue un mode de réalisation particulièrement intéressant. En effet, de manière surprenante, il a été observé que l’emploi d’un aminoacide dans le procédé de l’invention, permet de réduire rapidement la viscosité inhérente de la composition à base de polyamides destinée à être recyclée (à savoir, généralement en moins de 10 minutes), permettant ainsi leur réutilisation en tant que matière première dans des procédés de transformation.
Il a également été observé que cette réduction de la viscosité inhérente est réversible, c’est-à-dire que la viscosité inhérente peut augmenter à nouveau lors de son utilisation ultérieure. Cette propriété est particulièrement appréciable pour une ré-application des polyamides en impression 3D, procédé qui nécessite une augmentation de la viscosité inhérente de la matière première lors de sa mise en œuvre.
Selon un mode de réalisation, on choisit un aminoacide qui correspond à l’unité de monomère du polyamide (PA) dans la composition (C1) à recycler. Par exemple, on peut choisir un amino-11-undécanoïque dans le procédé de recyclage d’un polyamide 11. Ou bien par exemple, on peut choisir un amino-12-dodécanoïque dans un procédé de recyclage d’un polyamide 12.
Selon un mode de réalisation, l’aminoacide est un amino-11-undécanoïque.
Selon un mode de réalisation, l’aminoacide est un amino-12-dodécanoïque.
Selon un mode de réalisation on fournit à l’étape (i) de 0,1 à 10%, de préférence de 0,2 à 8%, par exemple de 1 à 7% en masse d’aminoacide, par rapport à la masse de la composition (C1).
L’aminoacide employé en tant que l’agent coupeur de chaîne est à différencier de ceux pouvant être présents dans la composition (C1) comme des résidus de monomères de polymérisation, qui se présentent sous forme de trace, généralement à moins de 0,1 % dans la composition.
Selon un mode de réalisation, l’agent coupeur de chaîne est de l’eau.
Selon un mode de réalisation, on fournit à l’étape (i) de 0,05 à 10%, de préférence de 0,1 à 8%, par exemple de 0,5 à 7% en masse d’eau, par rapport à la masse de la composition (C1).
La viscosité inhérente ciblée pour la composition récupérée à l’issue de procédé de transformation peut être aisément atteinte notamment en adaptant la quantité de l’agent coupeur de chaîne employé. Typiquement, si au cours du procédé, la viscosité inhérente finale atteinte est trop élevée, on peut augmenter la quantité de coupeur de chaîne par incréments de 10% (en valeur relative) sans changer la quantité de composition de départ, jusqu’à obtenir la viscosité inhérente ciblée. Dans le cas contraire, si la viscosité finale est trop faible, on peut réduire la quantité de coupeur de chaîne par incréments de 10% (en valeur relative) sans changer la quantité de composition de départ, jusqu’à obtenir la viscosité inhérente ciblée.
Selon un mode de réalisation, on peut introduire une ou plusieurs charges et/ou additifs à l’étape (i) du procédé de la présente invention. Ces charges et/ou additifs permettent d’améliorer les propriétés du polyamide selon son utilisation finale et/ou d’améliorer les propriétés mécaniques (par exemple, le module de Young, l’allongement à la rupture, la résistance à l’impact) ou encore les propriétés esthétiques comme la couleur.
Selon un mode, les charges et/ou les additifs peuvent être déjà présents dans la composition (C1) à base de polyamides (PA) destinée à être recyclée, ou encore, être ajoutés dans la composition (C2) après l’étape de récupération (iii).
Les conditions appliquées dans l’étape de malaxage (ii) sont choisies pour permettre un mélange intime des composés à l’état fondu.
Selon un mode de réalisation, on applique à l’étape de malaxage (ii) une température supérieure d’au moins 5°C, de préférence supérieure d’au moins 10°Cpar rapport à la température de fusion du polyamide (PA). Cette température doit généralement rester inférieure à 330°C de façon à éviter une dégradation thermique de la composition à base des polyamides selon l’invention.
Dans le cadre de la présente invention, la composition (C1) peut comprendre un ou plusieurs polyamides. Lorsque la composition (C1) comprend un polyamide, la température appliquée est supérieure d’au moins 5°C, de préférence supérieure d’au moins 10°Cpar rapport à la température de fusion du polyamide. Lorsque la composition (C1) comprend plusieurs polyamides, la température appliquée est supérieure d’au moins 5°C, de préférence supérieure d’au moins 10°C par rapport à la température de fusion la plus haute des polyamides.
Selon un mode de réalisation, la température appliquée à l’étape (ii) est supérieure à 200°C et inférieure à 330°C, de préférence, supérieure à 220°C et inférieure à 320°C, par exemple comprise entre 220°C et 310°C, ou par exemple comprise entre 230°C et 300°C.
L’étape de la récupération (iii) peut être réalisée avec les méthodes connues de l’homme du métier.
Typiquement, l’étape de la récupération consiste en une étape d’extrusion, une étape de refroidissement de la composition à l’état fondue à l’aide d’un liquide de refroidissement contenant de l’eau, une étape de coupe de la composition sous forme de granulés, et une étape de la séparation du liquide de refroidissement et la composition refroidie.
L’étape de coupe peut être réalisée lors de l’étape de refroidissement, ou après l’étape de refroidissement, et avant l’étape de séparation ou après l’étape de séparation.
Le procédé de l’invention peut être un procédé discontinu («batch» en anglais).
Le procédé de l’invention peut être de préférence un procédé continu.
Pour récupérer une composition ayant une viscosité inhérente inférieure à 1,50, par exemple, inférieure à 1,40, le temps de séjour du mélange à l’étape (ii) est typiquement égal ou moins de 10 minutes, notamment moins de 5 minutes, ou moins de 3 minutes voire moins.
Le procédé de la présente invention permet ainsi de réaliser un recyclage d’une composition à base de polyamides de manière simple et très efficace: la composition destinée à être recyclée est traitée en moins de 10 minutes, voire en moins de 5 minutes, ou 3 minutes voire moins pour qu’on puisse récupérer une composition à base de polyamides réutilisable en tant que matière première.
La présente invention propose ainsi d’une solution simple et efficace pour recycler une composition à base de polyamides, notamment une telle composition sous forme de poudre comme celle non transformée à l’issue d’un procédé d’impression 3D utilisant une poudre (e.g. procédé d’impression 3D par frittage).
Selon un autre aspect, la présente invention a pour objet une installation pour la mise en œuvre du procédé de l’invention. Selon un mode de réalisation, le procédé de l’invention est réalisé au moyen d’une extrudeuse dite réactive (avec chauffage externe), connue de l’homme de métier. De préférence, le procédé est réalisé dans une extrudeuse comportant deux vis d’acheminement tournant de manière co-rotative.
Selon un autre aspect, la présente invention a pour objet une composition à base de polyamides recyclée, susceptible d’être obtenue par le procédé de l’invention, ayant généralement une viscosité inhérente inférieure ou égale à 1,50, de préférence inférieure ou égale à 1,40, à 1,30, à 1,25, à 1,20, à 1,15, à 1,10, à 1,05, ou encore inférieure ou égale à 1,00.
La composition recyclée à l’issue du procédé de transformation peut être sous forme des granulés, sous forme de poudre, filament, résine, fibre, films ou tube, de préférence sous forme de granulés.
Un des avantages de la présente invention est que la composition recyclée à l’issue du procédé selon l’invention peut être directement utilisable et/ou facilement transformée avec les technologies connues de l’homme de métier.
Selon un autre aspect, l’invention concerne l’utilisation de la composition à base de polyamides recyclée, de préférence sous forme de granulés, dans un procédé de transformation.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un procédé de transformation en employant une composition à base de polyamides recyclée, de préférence, sous forme de granulés, en tant que matière première.
L’invention concerne également un article manufacturé selon un procédé de transformation en employant une composition à base de polyamides recyclée tel que défini ci-dessus.
A titre d’exemple, la composition récupérée à l’issue du procédé selon l'invention peut être utilisée dans les revêtements, les peintures, les compositions anticorrosion, les additifs pour papier, les gels d'électrophorèse, les matériaux composites multicouches, l'industrie de l'emballage, les jouets, le textile, l'automobile et/ ou l'électronique.
La présente invention concerne également l’utilisation de la composition recyclée à base de polyamides obtenue selon le procédé de l’invention dans un procédé d’impression 3D, de préférence un procédé d’impression 3D par frittage.
Selon un mode de réalisation, le procédé d’impression 3D est un procédé utilisant une poudre.
Alternativement, le procédé d’impression 3D peut être d’autres types de procédé d’impression 3D autres que ceux utilisant une poudre. Par exemple, on peut citer les techniques telles que FDM (Fused Deposition Modeling), ou bien FFF (Fused Filament Fabrication), utilisant des filaments.
La présente invention concerne également un article manufacturé obtenu par les procédés d’impression 3D tels que cités ci-dessus.
Cet article manufacturé peut être choisi parmi les prototypes, modèles et pièces, notamment dans les domaines automobile, nautique, aéronautique, aérospatial, médical (prothèses, systèmes auditifs, tissus cellulaires…), le design, des boîtiers pour l’électronique, la téléphonie, la domotique, l’informatique, l’éclairage, le sport, l’outillage industriel.
L’invention va maintenant être décrite plus en détails.
Description détaillée
DEFINITION
«Viscosité inhérente»
La viscosité inhérente en solution de la composition à base de polyamides est de préférence mesurée selon la norme ISO 307:2007 modifiée en ce que le solvant est le m-crésol plutôt que l’acide sulfurique, en ce que la concentration est de 0.5% en masse et en ce que la température est de 20°C.
POLYAMIDES
La nomenclature utilisée pour définir les polyamides est décrite dans la norme ISO 1874-1:1992 "Plastiques -- Matériaux polyamides (PA) pour moulage et extrusion -- Partie 1: Désignation", notamment en page 3 (tableaux 1 et 2) et est bien connue de l’homme du métier.
La composition (C1) à base des polyamides destinée à être recyclée de la présente invention peut se présenter sous tous ses formes dans une quelconque application industrielle, tel que, poudre, granulé, filament, résine, fibre, films, tube.
La composition (C1) a de préférence une viscosité inhérente supérieure ou égale à 1,50, de préférence, supérieure ou égale à 1,60.
Le polyamide peut être aliphatique, semi-aromatique et cycloaliphatique.
Le polyamide peut être choisi parmi un homopolyamide, un copolyamide, un copolymère à blocs polyamide et blocs polyéther,.et leurs mélanges.
Il peut être aussi un mélange de polyamide et d'au moins un autre polymère, le polyamide formant la matrice et le ou les autres polymères formant la phase dispersée.
On entend par «polyamide» au sens de l’invention les produits de condensation:
- d'un ou plusieurs monomères aminoacides, tels les acides aminocaproïque, amino-7-heptanoïque, amino-11-undécanoïque et amino-12-dodécanoïque d'un ou plusieurs monomères lactames tels que caprolactame, oenantholactame et lauryllactame;
- d'un ou plusieurs sels ou mélanges de monomères diamines telles l'hexaméthylènediamine, la décanediamine, la dodécaméthylènediamine, la métaxylylènediamine, le bis-p aminocyclohexylméthane et la triméthylhexaméthylène diamine avec des diacides tels que les acides isophtalique, téréphtalique, adipique, azélaique, subérique, sébacique, dodécanedioïque et tétradécanedioïque.
- d'un ou plusieurs monomères aminoacides, tels les acides aminocaproïque, amino-7-heptanoïque, amino-11-undécanoïque et amino-12-dodécanoïque d'un ou plusieurs monomères lactames tels que caprolactame, oenantholactame et lauryllactame;
- d'un ou plusieurs sels ou mélanges de monomères diamines telles l'hexaméthylènediamine, la décanediamine, la dodécaméthylènediamine, la métaxylylènediamine, le bis-p aminocyclohexylméthane et la triméthylhexaméthylène diamine avec des diacides tels que les acides isophtalique, téréphtalique, adipique, azélaique, subérique, sébacique, dodécanedioïque et tétradécanedioïque.
Le polyamide peut être un copolyamide. On peut citer les copolyamides résultant de la condensation d'au moins deux monomères différents, par exemple d’au moins deux acides alpha omega aminocarboxyliques différents ou de deux lactames différents ou d'un lactame et d'un acide alpha oméga aminocarboxylique de nombre de carbone différents. On peut encore citer les copolyamides résultant de la condensation d'au moins un acide alpha oméga aminocarboxylique (ou un lactame), au moins une diamine et au moins un acide dicarboxylique. On peut encore citer les copolyamides résultant de la condensation d'une diamine aliphatique avec un diacide carboxylique aliphatique et au moins un autre monomère choisi parmi les diamines aliphatiques différentes de la précédente et les diacides aliphatiques différents du précédent.
Le terme « monomère » dans la présente description des polyamides doit être pris au sens d’« unité répétitive ». Le cas où une unité répétitive du polyamide est constituée de l'association d'un diacide avec une diamine est particulier. On considère que c'est l'association d'une diamine et d'un diacide, c’est-à-dire le couple « diaminediacide », dit aussi « XY », en quantité équimolaire qui correspond au monomère. Ceci s’explique par le fait qu’individuellement, le diacide ou la diamine n’est qu’une unité structurale, qui ne suffit pas à elle seule à former un polymère.
A titre d’exemple de diamine X, on peut citer les diamines aliphatiques ayant de 6 à 12 atomes, la diamine X pouvant être aussi arylique et/ou cyclique saturée. A titre d'exemples on peut citer l'hexaméthylènediamine, la pipérazine, la tetraméthylène diamine, l'octaméthylène diamine, la décaméthylène diamine, la dodécaméthylène diamine, le 1,5 diaminohexane, le 2,2,4-triméthyl-1,6-diamino-hexane, les polyols diamine, l'isophorone diamine (IPD), le méthyl pentaméthylènediamine (MPMD), la bis(aminocyclohéxyl) méthane (BACM), la bis(3-méthyl-4 aminocyclohéxyl) méthane (BMACM), la métaxylyènediamine, le bis-p aminocyclohexylméthane et la triméthylhexaméthylène diamine.
A titre d'exemple de diacide (ou acide dicarboxylique) Y, on peut citer les acides ayant entre 4 et 18 atomes de carbone. On peut citer par exemple, l'acide adipique, l'acide sébacique, l’acide azélaique, l’acide subérique, l’acide dodécanedioïque, l’acide tétradécanedioïque, l'acide isophtalique, l'acide butanedioïque, l'acide 1,4 cyclohexyldicarboxylique, l'acide téréphtalique, le sel de sodium ou de lithium de l'acide 5-sulfo-isophtalique, les acides gras dimérisés (ces acides gras dimérisés ont une teneur en dimère d'au moins 98% et sont de préférence hydrogénés).
Les monomères lactames ou aminoacides sont dits de type « Z » :
A titre d'exemple de lactames, on peut citer ceux ayant de 3 à 12 atomes de carbone sur le cycle principal et pouvant être substitués. On peut citer par exemple le β,β-diméthylpropriolactame, le α,α-diméthylpropriolactame, l'amylolactame, le caprolactame, le capryllactame, l’oenantholactame, le 2-pyrrolidone et le lauryllactame.
A titre d’exemple d’aminoacide, on peut citer les alpha-oméga aminoacides, tels que les acides aminocaproïque, amino-7-heptanoïque, amino-11-undécanoïque, n-heptyl-11-aminoundécanoïque et amino-12-dodécanoïque.
Selon un mode de réalisation, le polyamide (PA) selon l’invention comprend au moins un polyamide ou un bloc polyamide choisi parmi les polyamides et copolyamides comprenant au moins un des monomères suivants : 46, 4T, 54, 59, 510, 512, 513, 514, 516, 518, 536, 6, 64, 66, 69, 610, 612, 613, 614, 616, 618, 636, 6T, 9, 104, 109, 1010, 1012, 1013, 1014, 1016, 1018, 1036, 10T, 11, 12, 124, 129, 1210, 1212, 1213, 1214, 1216, 1218, 1236, 12T, MXD6, MXD10, MXD12, MXD14, et leurs mélanges.
De préférence, les polyamides (PA) comprennent au moins un polyamide choisi parmi les polyamides et copolyamides comprenant au moins un des monomères XY ou Z suivants: 59, 510, 512, 514, 6, 69, 610, 612, 614, 109, 1010, 1012, 1014, 10T, 11, 12, 129, 1210, 1212, 1214, 12T, MXD6, MXD10, MXD12, MXD14, et leurs mélanges ; en particulier choisi parmi le PA 11, le PA 12, le PA 1010, le PA 6, le PA 612 et leurs mélanges.
A titre d'exemples de copolyamides, on peut citer des PA 6/12, PA 6/66, PA 6/12/66, PA 6/69/11/12, PA 6/66/11/12, PA 69/12, PA 11/10T.
On ne sortirait pas du cadre de l'invention en remplaçant une partie du polyamide par un copolymère à blocs polyamide et blocs polyéther, c'est à dire en utilisant un mélange comprenant au moins un des polyamides précédents et au moins un copolymère à blocs polyamide et blocs polyéther.
Les copolymères à blocs polyamides et blocs polyéthers résultent de la copolycondensation de séquences polyamides à extrémités réactives avec des séquences polyéthers à extrémités réactives, telles que, entre autres:
1) Séquences polyamides à bouts de chaînes diamines avec des séquences polyoxyalkylènes à bouts de chaînes dicarboxyliques.
2) Séquences polyamides à bouts de chaînes dicarboxyliques avec des séquences polyoxyalkylènes à bouts de chaînes diamines obtenues par cyanoéthylation et hydrogénation de séquences polyoxyalkylènes alpha-omega dihydroxylées aliphatiques appelées polyétherdiols.
3) Séquences polyamides à bouts de chaines dicarboxyliques avec des polyétherdiols, les produits obtenus étant, dans ce cas particulier, des polyétheresteramides. On utilise avantageusement ces copolymères.
1) Séquences polyamides à bouts de chaînes diamines avec des séquences polyoxyalkylènes à bouts de chaînes dicarboxyliques.
2) Séquences polyamides à bouts de chaînes dicarboxyliques avec des séquences polyoxyalkylènes à bouts de chaînes diamines obtenues par cyanoéthylation et hydrogénation de séquences polyoxyalkylènes alpha-omega dihydroxylées aliphatiques appelées polyétherdiols.
3) Séquences polyamides à bouts de chaines dicarboxyliques avec des polyétherdiols, les produits obtenus étant, dans ce cas particulier, des polyétheresteramides. On utilise avantageusement ces copolymères.
Les séquences polyamides à bouts de chaines dicarboxyliques proviennent, par exemple, de la condensation des aminoacides, de lactames ou de diacides carboxyliques et diamines en présence d'un diacide carboxylique limiteur de chaine. Les aminoacides, les lactames, les diacides et les diamines sont ceux décrits ci-dessus.
Le polyéther peut être par exemple un polytétraméthylene glycol (PTMG). Ce dernier est aussi appelé polytétrahydrofurane (PTHF).
La masse molaire en nombre des séquences polyamides est comprise entre 300 et 15000 et de préférence entre 600 et 5000 g/mol. La masse molaire des séquences polyéther est comprise entre 100 et 6 000 et de préférence entre 200 et 3000 g/mol.
Les polymères à blocs polyamides et blocs polyéthers sont généralement préparés par la réaction simultanée du polyéther et des précurseurs des blocs polyamides.
Par exemple, on peut faire réagir du polyétherdiol, un lactame (ou un alpha-omega amino acide) et un diacide limiteur de chaîne en présence d'un peu d'eau. On obtient un polymère ayant essentiellement des blocs polyéthers, des blocs polyamides de longueur très variable, mais aussi les différents réactifs ayant réagi de façon aléatoire qui sont repartis de façon statistique le long de la chaîne polymère.
Les blocs polyétherdiols sont soit utilisés tels quels et copolycondensés avec des blocs polyamides à extrémités carboxyliques, soit ils sont aminés pour être transformés en polyéther diamines et condensés avec des blocs polyamides à extrémités carboxyliques. Ils peuvent être aussi mélangés avec des précurseurs de polyamide et un limiteur de chaîne pour faire les polymères à blocs polyamides et blocs polyéthers ayant des motifs répartis de façon statistique.
Le rapport de la quantité de copolymère à blocs polyamide et blocs polyéther sur la quantité de polyamide est avantageusement compris entre 1/99 et 15/85 en masse.
S'agissant du mélange de polyamide et d'au moins un autre polymère, il se présente sous forme d'un mélange à matrice polyamide et le (ou les) autre(s) polymère(s) forme(nt) la phase dispersée. A titre d'exemple de cet autre polymère on peut citer les polyoléfines, les polyesters, le polycarbonate, le PPO (abréviation de polyphénylène oxide), le PPS (abréviation de polyphénylène sulfide), les élastomères.
Le polyamide, qu'il soit ou non en mélange avec au moins un autre polymère peut contenir des charges, des pigments, des antioxydants, et des anti UV.
Avantageusement, la composition (C1) à base de polyamides destinée à être recyclée est sous forme divisée telle que de la poudre ou des granules.
Selon un mode de réalisation, la composition (C1) à base de polyamides est une poudre à base de polyamide destinée à l’impression 3D, notamment dans un procédé de frittage. De préférence le polyamide étant de préférence issu de polycondensation hydrolytique. La polycondensation hydrolytique est induite par l’eau à haute température. Par exemple, la polycondensation hydrolytique des lactames consiste à ouvrir le lactame par l'eau puis à chauffer sous pression pour polymériser. Eventuellement, un catalyseur tel que l’acide phosphorique peut également être employé dans le procédé hydrolytique.
CHARGES ET ADDITIFS
La composition (C1) destinée à être recyclée peut comprendre des charges. De préférence, ces charges sont sous forme de poudre ou de granulé. Ces charges peuvent être déjà présentes dans la composition (C1) avant le procédé de traitement selon l’invention ou être ajoutées lors du procédé de traitement selon l’invention, pour apporter les propriétés mécaniques (par exemple module, allongement à la rupture, résistance à l’impact) à la composition récupérée à l’issue du procédé. On peut citer comme exemples de charges pulvérulentes, les charges minérales carbonatées, notamment le carbonate de calcium, le carbonate de magnésium, la dolomite, la calcite, le sulfate de baryum, le sulfate de calcium, la dolomie, l'hydrate d'alumine, la wollastonite, la montmorillonite, la zéolite, la perlite, les nanocharges (charges de I'ordre du nanomètre) telles que les nano-argiles ou les nanotubes de carbone, des fibres de verre, des fibres de carbone.
La composition (C1) destinée à être recyclée peut aussi comprendre des additifs. On peut citer comme exemples d’additifs, des agents d’écoulement (e.g. silice), des colorants, des pigments pour la coloration, du TiO2, des pigments pour l'absorption infrarouge, des additifs anti-feu, les antioxydants, les stabilisants à la lumière, des anti UV, des plastifiants, des agents antichocs, les agents antistatiques, les agents ignifugeants, et leurs mélanges. De préférence, ces additifs peuvent sous forme de poudre, ou de granulé.
PROCEDE
Comme installation pour réaliser le procédé de l’invention, on peut utiliser tout dispositif de mélangeage, de malaxage ou d’extrusion des matières plastiques à l’état fondu connu de l’homme du métier.
A titre d’exemples on peut citer les mélangeurs internes, les mélangeurs à cylindre, les extrudeuses monovis, bi-vis contra ou corotatives, les comalaxeurs continus, ou les réacteurs agités. Le dispositif de malaxage peut être l’un des outils cités ci-dessus ou leur association, comme par exemple un comalaxeur associé à une monovis de reprise, une bi-vis corotative associée à une pompe à engrenage, un réacteur relié à une extrudeuse, etc. L’outil d’extrusion est en général configuré de manière à identifier une zone de fusion du polymère, une zone de mélange et réaction entre les espèces présentes et une zone de détente/dégazage pour éliminer les composés volatils. Ces différentes zones peuvent être matérialisées par la configuration de la vis de l’outil, l’utilisation de zone de restriction ou l’accouplement d’outils entre eux. Le dispositif peut en outre être équipé d’un système de filtration, de préférence continu et d’un système de granulation à joncs ou sous eau adapté à la rhéologie du polyamide.
A titre d’exemple, on peut citer l’extrudeuse WERNER 30 ou Coperion ZSK30. De manière alternative, on peut utiliser tout malaxeur adapté, tel qu’un malaxeur Brabender ou Plastograph W50EHT, composé d’un moteur, d'une chambre de malaxage, de deux rotors tournant en sens inverse à des vitesses différentes pour assurer le malaxage du matériau à l’état fondu, d’un thermocouple, et d’une acquisition de données.
De préférence, l’étape de malaxage (ii) du procédé selon l’invention est réalisée dans une extrudeuse bivis corotative engrenante,qui présentent des nombreux avantages. Par exemple, l’extrudeuse bivis corotative engrenante permet de réaliser le procédé en continu et en temps de séjour faible. Par ailleurs, les produits sont moins soumis à la thermo-oxydation, et en particulier risquent moins de subir un jaunissement.
L’étape de la récupération (iii) consiste généralement en une étape d’extrusion, une étape de refroidissement de la composition à l’état fondue à l’aide d’un liquide de refroidissement contenant de l’eau, une étape de coupe de la composition sous forme de granulés, et une étape de la séparation du liquide de refroidissement et la composition refroidie.
L’étape d’extrusion peut être mise en œuvre d’une manière classique, notamment à travers une filière. La filière est généralement placée en sortie de réacteur contenant le mélange, ou en sortie d'une ligne de transfert alimentée par de la composition fondue à l'aide d'une pompe, ou en sortie d'un dispositif de malaxage pouvant générer une pression supérieure à la pression atmosphérique, généralement une extrudeuse. En sortie de filière, on obtient un matériau généralement sous la forme de joncs ou de rubans, ou directement sous forme de granulés dans le cas par exemple d'une coupe en tête noyée comme expliqué plus loin dans la description.
L'étape de refroidissement consiste à refroidir le matériau obtenu après extrusion, par contact avec un liquide de refroidissement contenant de l'eau. Il peut par exemple comprendre un alcool tel que l'éthanol, l'isopropanol, le butanol. De préférence, liquide de refroidissement ne comprend que de l’eau.
Les dispositifs de refroidissement convenables pour une telle étape sont connus de l'homme du métier, par exemple, un dispositif de pulvérisation d'eau situé à proximité du dispositif de la plaque de filière, un bain ou d'un courant d'eau situé à proximité ou au contact du dispositif de la plaque de filière dans lequel le matériau extrudé est introduit.
L’étape de coupe peut être réalisée dans les dispositifs convenable connus de l’homme du métier, par exemple un système de fraise avec des dents, un système comprenant des couteaux et un porte-couteaux. Le dispositif comprend généralement un moteur pour entraîner la fraise ou le porte-couteaux. Le dispositif de coupe est habituellement rotatif.
Selon un mode de réalisation, l'étape de coupe est réalisée après l'étape de refroidissement et l’étape de séparation du liquide de refroidissement. Dans ce cas le liquide de refroidissement, généralement de l'eau, est séparé des joncs ou des rubans de la composition, puis les joncs ou rubans sont coupés « à sec ». La séparation peut être réalisée par exemple par sortie des joncs ou rubans hors du bain par un dispositif d'entraînement. Le liquide de refroidissement peut être éliminé en utilisant la gravité, ou en aspirant le liquide à travers une grille ou tout autre dispositif ajouré sur lesquels circulent les joncs ou rubans. Ces dispositifs sont connus de l'homme du métier.
Selon un mode de réalisation, les étapes de coupe et de refroidissement démarrent simultanément. Selon ce mode de réalisation, les deux étapes sont avantageusement mises en œuvre à l'aide d'un dispositif de coupe disposé immédiatement à la sortie de la filière. Un tel dispositif de granulation est connu de l'homme du métier. Il comprend au moins un dispositif de coupe qui fait face à la plaque filière à travers laquelle le polymère est extrudé, et un dispositif de refroidissement. Le dispositif de coupe comprend généralement des couteaux, un porte-couteaux, et un moteur pour entraîner le porte-couteaux. Le porte- couteaux est habituellement rotatif. Le dispositif de refroidissement peut consister en un dispositif de pulvérisation ou de circulation de liquide de refroidissement situé à proximité du dispositif de la plaque filière. C'est le cas des granulateurs à « coupe en tête » connus de l'homme du métier. Le dispositif de coupe et la plaque filière peuvent également être disposés dans une chambre remplie de liquide de refroidissement, il s'agit dans ce cas d'un granulateur à « coupe en tête noyée ». Dans cette chambre remplie de liquide de refroidissement, le liquide de refroidissement est généralement en circulation et il assure le refroidissement et le transport des granulés de compositions formées au niveau du dispositif de coupe vers un séparateur, où l'étape de séparation est mise en œuvre. La séparation peut être réalisée à l'aide d'une centrifugeuse qui sépare le liquide de refroidissement et les granulés, ou par exemple à l'aide d'un dispositif de cyclonage.
Le procédé de l’invention peut être suivi d’une étape de broyage pour obtenir la composition (C2) sous forme de granulés, d’écailles ou des poudres grossières.
Selon un mode de réalisation, le procédé selon l’invention comprend une étape de broyage où la composition (C2) est broyée pour obtenir une composition sous forme de granulés, d’écailles ou des poudres grossières.
L’étape de broyage peut être effectuée dans un broyeur à broches contrarotatives (pin mill), un broyeur à marteaux (hammer mill) ou dans un broyeur tourbillonnant (whirl mill).
Le procédé peut en outre comprendre une étape de tamisage. Le tamisage peut être effectué sur un tamis.
Alternativement, après broyage, le procédé peut comprendre une étape de sélection pour obtenir le profil granulométrique souhaité. Typiquement, les poudres peuvent être dispersées par une roue de sélection et transportées par un air de classification. La poussière entraînée dans l'air est amenée à travers une roue de support et évacuée par une première sortie. Le produit grossier est rejeté par une roue de classification et transporté à une deuxième sortie. Le sélecteur peut comporter plusieurs roues successives travaillant en parallèle.
Selon un mode de réalisation particulier, la composition (C2) est broyée, tamisée et/ou sélectionnée pour obtenir une poudre de diamètre médian en volume (D50) compris dans la gamme de 5 à 200 µm, de préférence sous forme de poudre de D50 compris dans la gamme de 10 à 150 µm. Ces poudres peuvent être utilisées en tant que matière première dans un procédé d’impression 3D utilisant des poudres (e.g. impression 3D par frittage).
L’invention sera davantage explicitée de manière non limitative à l’aide des Exemples qui suivent.
EXEMPLES
Pour chaque exemple, les matières premières listées dans le tableau 1, dont la poudre de PA11 de viscosité inhérente 1,94 séchée à un taux d’humidité de 0.05%, sont introduites sous balayage d’azote dans un micro-compoundeur Micro15 de marque DSM, préalablement chauffée à 260°C. La vitesse des vis est de 100 tr/min et l’extrudeuse est mise en mode recirculation pendant les 3 minutes correspondant à la durée de l’essai. Tout le long de l’essai, un suivi estimatif de la viscosité à l’état fondu de la matière peut être réalisé par la mesure de la Force Normale (FN). Cette force normale est autant que plus élevée que la viscosité inhérente et la viscosité à l’état fondu sont élevées. Des prélèvements sont effectués à intervalles choisis et leur viscosité inhérente est évaluée (Tableau 1).
Exemple | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
Poudre PA11 | 18g | 17,91g | 17,82g | 17,1g | 17,64g | 17,1g | 17,1g |
Acide 11-amino undécanoïque | - | - | - | - | 0,36g | 0,9g | - |
Acide adipique | - | - | - | - | - | - | 0,09g |
eau distillée | - | 0,09 g | 0,18g | 0,9g | - | - | - |
Résultat | Négatif -Les vis se bloquent (FN trop élevée) | Baisse de FN | Baisse de FN | Baisse de FN | Baisse de FN | Baisse de FN | Baisse de FN |
Minimum de FN (min) | - | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | - |
FN après 3 min (N) | - | 1100 | 1000 | 1000 | 700 | 400 | 600 |
Viscosité inhérente après 3 min (au minimum de FN) | - | 1.20 | 1.18 | 1.17 | 1.07 | 0.99 | 1.04 |
En l’absence de tout additif (exemple 1), il n’est pas possible de fondre la poudre PA11. Du fait de sa viscosité inhérente trop élevée, la Force nécessaire pour mettre les vis en mouvement est trop élevée et les vis se bloquent automatiquement pour éviter d’endommager la machine.
En ajoutant de l’eau à la poudre de PA11 (exemples 2 à 4), on observe que la fusion devient possible et que la Force Normale diminue. Ce phénomène s’accompagne d’une baisse de la viscosité inhérente. On atteint facilement au minimum un PA de viscosité inhérente inférieure à 1.20.
En ajoutant un aminoacide carboxylique (exemples 5 et 6), on observe qu’une baisse de la Force Normale et de la viscosité inhérente. On atteint facilement au minimum un PA11 de viscosité inhérente inférieur à 1.1, et même à 1.0 si on ajuste la teneur en acide 11-amino undécanoïque.
En ajoutant un acide carboxylique (exemple 7), on observe qu’une baisse de la Force Normale et de la viscosité inhérente avec obtention aisée d’une viscosité inhérente inférieure à 1.10.
Ainsi, on peut atteindre aisément une viscosité inhérente inférieure à 1,50 en employant l’agent coupeur de chaîne.
Les tests ont été conduits dans les même conditions pendant une durée de 10 minutes. Les résultats ont été mesurés (Tableau 2). On observe une baisse de viscosité au bout de 3 minutes comme observé dans le Tableau 1 et puis une remontée en viscosité dans les cas des exemples 2 à 6 et une baisse régulière pour l’exemple 7.
Exemple | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
FN après 10 min (N) | - | 2700 | 3200 | 3500 | 2000 | 1500 | 500 |
Viscosité inhérente après 10 min | - | 1.72 | 1.85 | 1.95 | 1.55 | 1.35 | 1.01 |
Les exemples ci-dessus montrent qu’on peut atteindre aisément une viscosité inhérente souhaitée en adaptant l’agent coupeur de chaîne employé, sa quantité et en contrôlant le temps de réaction. Typiquement, si on souhaite une remontée de viscosité ultérieure, on peut choisir un agent coupeur de chaîne du type aminoacide.
Claims (18)
- Procédé de traitement d’une composition (C1) à base de polyamides (PA) destinée à être recyclée, comprenant les étapes successives suivantes:
(i) une étape de fourniture d’un mélangecomprenantla composition (C1) à base de polyamides (PA), un agent coupeur de chaîne de polyamides, et optionnellement une ou plusieurs charge(s) et/ou additif(s);
(ii) une étape de malaxage dudit mélange à l’état fondu, ce par quoi on obtient une composition (C2) ayant une viscosité inhérente ciblée;
(iii) une étape de récupération de la composition (C2). - Procédé selon la revendication 1, où la composition (C1) est une poudre à base de polyamides, de préférence, celle non transformée à l’issue d’un procédé d’impression 3D par frittage.
- Procédé selon la revendication 1 ou 2, où la composition (C1) a une viscosité inhérente supérieure ou égale à 1,50.
- Procédé selon l’une des revendications précédentes, où la viscosité inhérente de la composition (C2) récupérée est diminuée d’au moins 10%,de préférence d’au moins 20%, par rapport à celle de la composition (C1).
- Procédé selon la revendication 1, où l’agent coupeur de chaîne est choisi parmi l’eau, un acide carboxylique, un aminoacide et/ou leur mélange.
- Procédé selon la revendication 5, où l’agent coupeur de chaîne est un acide carboxylique, choisi parmi les monoacides carboxyliques, les diacides carboxyliques, les sels métalliques de mono- ou de di- acides carboxyliques, de préférence, choisi parmi les acide adipique, acide azélaique, acide subérique, acide sébacique, acide dodécanedioïque, et/ou leur mélange.
- Procédé selon la revendication 6, où on fournit à l’étape (i) de 0,1 à 2%, de préférence de 0,2 à 1,8%, par exemple de 0,2 à 1,0%, de 0,2 à 0,8%, en masse d’acide carboxylique, par rapport à la masse de la composition (C1).
- Procédé selon la revendication 5, où l’agent coupeur de chaîne est un aminoacide choisi parmi les acides aminocaproïque, l’amino-7-heptanoïque, l’amino-11-undécanoïque, l’amino-12-dodécanoïque, et/ou leur mélange.
- Procédé selon la revendication 8, où on fournit à l’étape (i) de 0,1 à 10%, de préférence de 0,2 à 8%, par exemple de 1 à 7% en masse d’aminoacide, par rapport à la masse de la composition (C1).
- Procédé selon la revendication 1, où on applique à l’étape de malaxage (ii) une température supérieure d’au moins 5°C, de préférence supérieure d’au moins 10°Cpar rapport à la température de fusion de polyamides (PA) et inférieure à 330°C.
- Procédé selon l’une des revendications précédentes est un procédé discontinu («batch» en anglais).
- Procédé selon l’une des revendications précédentes est un procédé continu.
- Procédé selon l’une des revendications précédentes, où le temps de séjour du mélange à l’étape (ii) est égal ou moins de 10 minutes, de préférence moins de 5 minutes, ou moins de 3 minutes.
- Procédé selon l’une des revendications précédentes, où le polyamide (PA) est choisi parmi un homopolyamide, un copolyamide, un copolymère à blocs polyamide et blocs polyéther, et leurs mélanges.
- Procédé selon la revendication 14, où le polyamide (PA) comprend au moins un polyamide ou un bloc polyamide choisi parmi les polyamides et copolyamides comprenant au moins un des monomères suivants : 46, 4T, 54, 59, 510, 512, 513, 514, 516, 518, 536, 6, 64, 66, 69, 610, 612, 613, 614, 616, 618, 636, 6T, 9, 104, 109, 1010, 1012, 1013, 1014, 1016, 1018, 1036, 10T, 11, 12, 124, 129, 1210, 1212, 1213, 1214, 1216, 1218, 1236, 12T, MXD6, MXD10, MXD12, MXD14, et leurs mélanges.
- Composition recyclée à base de polyamides, susceptible d’être obtenue par le procédé selon l’une des revendications 1 à 15, ayant une viscosité inhérente inférieure ou égale à 1,50, de préférence inférieure ou égale à 1,40, à 1,30, à 1,25, à 1,20, à 1,15, à 1,10, à 1, 05, ou encore inférieure ou égale à 1,00.
- Utilisation de la composition recyclée selon la revendication 16, de préférence sous forme de granulé, dans un procédé de transformation.
- Article manufacturé obtenu par le procédé de transformation selon la revendication 17.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2001292A FR3107059B1 (fr) | 2020-02-10 | 2020-02-10 | Procede de traitement d’une composition a base de polyamides |
KR1020227031321A KR20220140590A (ko) | 2020-02-10 | 2021-02-09 | 폴리아미드 기초 조성물의 처리 방법 |
US17/798,411 US20230093134A1 (en) | 2020-02-10 | 2021-02-09 | Process for treating a polyamide-based composition |
JP2022548439A JP2023513252A (ja) | 2020-02-10 | 2021-02-09 | ポリアミドをベースとする組成物の処理方法 |
CN202180024383.4A CN115315461A (zh) | 2020-02-10 | 2021-02-09 | 处理基于聚酰胺的组合物的方法 |
PCT/FR2021/050233 WO2021160963A1 (fr) | 2020-02-10 | 2021-02-09 | Procede de traitement d'une composition a base de polyamides |
EP21709071.1A EP4103637A1 (fr) | 2020-02-10 | 2021-02-09 | Procede de traitement d'une composition a base de polyamides |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2001292 | 2020-02-10 | ||
FR2001292A FR3107059B1 (fr) | 2020-02-10 | 2020-02-10 | Procede de traitement d’une composition a base de polyamides |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR3107059A1 true FR3107059A1 (fr) | 2021-08-13 |
FR3107059B1 FR3107059B1 (fr) | 2022-04-22 |
Family
ID=71784128
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR2001292A Active FR3107059B1 (fr) | 2020-02-10 | 2020-02-10 | Procede de traitement d’une composition a base de polyamides |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230093134A1 (fr) |
EP (1) | EP4103637A1 (fr) |
JP (1) | JP2023513252A (fr) |
KR (1) | KR20220140590A (fr) |
CN (1) | CN115315461A (fr) |
FR (1) | FR3107059B1 (fr) |
WO (1) | WO2021160963A1 (fr) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023237603A1 (fr) | 2022-06-08 | 2023-12-14 | Basf Se | Procédé de recyclage pour production de composé de polyamide |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB921667A (en) * | 1960-01-25 | 1963-03-20 | Monsanto Chemicals | Process for reclaiming waste nylon |
WO2019063608A1 (fr) * | 2017-09-27 | 2019-04-04 | Arkema France | Composition transparente à base de polyamide comprenant une charge de verre à faible teneur en silice |
CN110483986A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-22 | 贵州省冶金化工研究所 | 一种选择性激光烧结用尼龙12余粉的回收利用方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3027545B2 (ja) * | 1996-04-04 | 2000-04-04 | エムアンドエス研究開発株式会社 | ポリアミド樹脂の製造法 |
KR102066765B1 (ko) * | 2012-09-28 | 2020-01-15 | 주식회사 쿠라레 | 폴리아미드 수지 조성물 |
-
2020
- 2020-02-10 FR FR2001292A patent/FR3107059B1/fr active Active
-
2021
- 2021-02-09 KR KR1020227031321A patent/KR20220140590A/ko active Pending
- 2021-02-09 CN CN202180024383.4A patent/CN115315461A/zh active Pending
- 2021-02-09 EP EP21709071.1A patent/EP4103637A1/fr active Pending
- 2021-02-09 JP JP2022548439A patent/JP2023513252A/ja active Pending
- 2021-02-09 WO PCT/FR2021/050233 patent/WO2021160963A1/fr unknown
- 2021-02-09 US US17/798,411 patent/US20230093134A1/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB921667A (en) * | 1960-01-25 | 1963-03-20 | Monsanto Chemicals | Process for reclaiming waste nylon |
WO2019063608A1 (fr) * | 2017-09-27 | 2019-04-04 | Arkema France | Composition transparente à base de polyamide comprenant une charge de verre à faible teneur en silice |
CN110483986A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-22 | 贵州省冶金化工研究所 | 一种选择性激光烧结用尼龙12余粉的回收利用方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023237603A1 (fr) | 2022-06-08 | 2023-12-14 | Basf Se | Procédé de recyclage pour production de composé de polyamide |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021160963A1 (fr) | 2021-08-19 |
EP4103637A1 (fr) | 2022-12-21 |
KR20220140590A (ko) | 2022-10-18 |
FR3107059B1 (fr) | 2022-04-22 |
US20230093134A1 (en) | 2023-03-23 |
JP2023513252A (ja) | 2023-03-30 |
CN115315461A (zh) | 2022-11-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2530121B2 (fr) | Procede pour augmenter la recyclabilite d'un polyamide utilise en frittage | |
EP1413595B1 (fr) | Augmentation du point de fusion et de l'enthalpie de fusion des polyamides par un traitement à l'eau | |
EP2488572B1 (fr) | Procede de preparation de poudre recyclable a base de polyamide | |
EP3692093A1 (fr) | Composition de poudre thermoplastique et objet tridimensionnel renforce fabrique par impression 3d d'une telle composition | |
EP2201059B1 (fr) | Polyamide de haute fluidite | |
FR2873380A1 (fr) | Poudres de polyamides ignifuges et leur utilisation dans un procede d'agglomeration par fusion | |
EP2440598B1 (fr) | Polyamide de haute viscosite | |
FR3114593A1 (fr) | Poudre de polymère thermoplastique pour impression 3D à recyclabilité améliorée | |
CA2648261A1 (fr) | Composition electriquement conductrice a base de matrice polyamide | |
WO2020188220A1 (fr) | Polyamides et copolyamides ignifuges pour impression 3d | |
WO2021160963A1 (fr) | Procede de traitement d'une composition a base de polyamides | |
CN112368321A (zh) | 连续生产聚酰胺粉末的方法 | |
FR2907366A1 (fr) | Procede de fabrication et de mise en forme d'une piece en polyamide aux proprietes mecaniques amaliorees, composition pour mise en oeuvre du procede. | |
EP2448998B1 (fr) | Polyamide modifie, procede de preparation, article obtenu a partir de ce polyamide | |
FR2907367A1 (fr) | Procede de fabrication et de mise en forme d'une piece en polyamide aux proprietes mecaniques ameliorees, composition pour mise en oeuvre du procede. | |
CN116507666A (zh) | 用于产生聚酰胺粉末组合物的收率优化的方法 | |
EP4263670A1 (fr) | Matériau en poudre (p) contenant un polymère de polyamide (pa) et son utilisation dans la fabrication additive | |
FR3140087A1 (fr) | Composition de polyamides préparée à partir de poudre de polyamides à recycler | |
WO2024095146A1 (fr) | Composition polymère pour impression 3d et son procédé d'utilisation | |
WO2025026814A1 (fr) | Procédé de dépollution et de recyclage d'un polyamide par dégazage en continu à l'état fondu | |
WO2022214754A1 (fr) | Compositions de polyamide ignifuges, leurs utilisations et leurs procedes de preparation | |
EP3712197A1 (fr) | Utilisation de copolyamides pour la fabrication de compositions a rigidite stable sous l'effet de l'humidite | |
WO2013160624A1 (fr) | Procédé de fabrication de particules de polymère thermoplastique a base de polyamide en présence de co2 supercritique. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20210813 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |