Étude physico-chimique des bouteilles d’eau conditionnées en poly(éthylène téréphtalate)

Physico-chemical study of PET bottles and PET bottled water

¹ Anses, Laboratoire d’Hydrologie de Nancy, Unité Chimie des Eaux, 40 rue Lionnois, 54000 Nancy, France
e-mail : Cristina.BACH@anses.fr; Xavier.DAUCHY@anses.fr
² Laboratoire des Matériaux Polymères et Biomatériaux (LMPB), Bât. ISTIL, UCB Lyon 1, 69622 Villeurbanne Cedex, France
e-mail : Laurent.David@univ-lyon1.fr
³ Nancy Université, Institut Jean Lamour, UMR 7198 CNRS, Dpt SI2M, Parc de Saurupt – CS 14234, 54042 Nancy Cedex, France
e-mail : Serge.Etienne@eeigm.inpl-nancy.fr

Reçu : 20 Décembre 2010
Accepté : 4 Janvier 2011

Résumé

Plusieurs études ont détecté certaines substances dans les eaux en bouteille PET. Leur présence est peu compatible avec une pollution des ressources. L’origine des ces substances est controversée. Une hypothèse possible est la diffusion de constituants de l’emballage (monomères, catalyseurs, additifs et néoformés) vers l’eau due à certaines conditions de stockage (temps, température, exposition aux UV...). D’une part, la migration de l’acétaldéhyde et de l’antimoine a été évaluée en soumettant un panel de bouteilles à un stockage à température ordinaire et à 40 °C pendant 45 jours. D’autre part, une caractérisation physique de l’emballage a été réalisée. La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier a été utilisée pour déterminer la nature chimique et l’état structural du polymère. L’analyse calorimétrique a été utilisée pour définir la température de transition vitreuse et le taux de cristallinité de la bouteille. Les mouvements de chaînes macromoléculaires ont été observés par spectrométrie mécanique à basse fréquence. Finalement, la diffraction des rayons X à grands angles et petits angles (WAXS et SAXS) a permis de caractériser la structure et l’arrangement des chaînes du polymère dans l’emballage en PET.

Abstract

Several studies have shown the presence of compounds not expected a priori in bottled water. One of the possible sources is the diffusion of constituents from PET E to water (monomers, catalysts, additives or degradation products) after exposure to different conditions of storage, time, temperature or/and sunlight. The migration of acetaldehyde and antimony has been observed at room temperature and at 40 °C for 45 days. At the same time, a physico-chemical characterisation of the PET E bottle has been performed. IRTF spectroscopy was carried out in order to determine the nature of polymeric material and its structural state. The crystallinity ratio and the glass transition temperature were observed by calorimetric measurements. Low frequency mechanical spectroscopy was used to characterise the dynamics of molecular motions in the polymer. Finally, X-ray scattering (WAXS and SAXS) was achieved to determine the structure and arrangement of PET E chains in the bottle.