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PET塑料的特性
发布时间:2018-09-25        浏览次数:145        返回列表
 

PET特性简介

PET

PET(学名:聚对苯二甲酸乙二醇酯) 中文称聚酯,也叫涤纶,具有优良气体阻隔性,耐压性、耐冲击性、透明性及表面光泽性。本身无臭及保香性,食品卫生上的安全性,且美观、成型容易,已被广泛应用在食品容器上。

PET为结晶树脂,比重约1.4kg/L,融点为245℃,成型温度约在290~315℃之间。颗粒堆积密度为0.8~0.85kg/L,片材堆积密度在0.38~0.4kg/L之间。

PET的主要用途是合成纤维、PET瓶和薄膜片材领域,而近年来随着经济的发展,人们对环境保护的意识增强,PET片材作为一种包装材料在替代难以难回收PVC包装材料的方面显示出良好的发展潜力。

APET

APET(非结晶PET)片材是PET经T型模挤出制得的,其玻璃化温度为80℃,挤出的熔融PET经过骤冷定型成片,树脂来不及结晶,处于无定型状态,使最终制得的片材具有极好的透明性,同时还保留了PET的其它一些优点。

CPET

另一种CPET片材即结晶性PET片材,它是在PET中加入成核剂后,用T模挤出制得的一种PET片材。由于CPET片材中的PET分子处于高度结晶的状态,因此不透明,呈乳白色。CPET的主要性能优点是使用范围较宽,可以在-40~240℃温度范围内使用,是微波炉用容器的理想基材。

GPET

GPET片材也称PETG片材,是用环己二醇改性的一种非结晶PET树脂制成。GPET片材最大的优点是热封合性能佳,封合时易操作,封合效果好。同时,它的耐化学品性能、光学性能、耐划性也都很好。GPET可用于医药卫生设备、食品及个人保健用品包装,还可用于电子器件包装。GPET推广使用的不利因素是价格高。

名词解释

玻璃化温度Tg

宏观的解释,依据试样的力学性质随温度变化的特征,可以把非晶态髙聚物按温度区域不同划分为三种力学状态—玻璃态、髙弹态和粘流态。玻璃态与髙弹态之间的转变,称为玻璃化转变,对应的转变温度即玻璃化转变温度,简称为玻璃化温度通常用Tg表示。一般瓶用PET的玻璃化温度约为80℃,工程用PET的玻璃化温度约为165℃。

结晶温度Tc

温度继续升高,达到160℃时,具有分子问相互作用的多个分子链进行局部重排,产生了球状结晶,即结晶。PET最大的结晶程度约为55%,可以产生有序的结晶区。PET的结晶温度范围为120~220℃。

干燥温度

因为PET的吸湿性较强,加工前的干燥处理是必须的。建议干燥条件为120~165℃,4~6小时的干燥处理。若为片材挤出线,要求干燥后含水率应小于200ppm;若为瓶胚生产线,则要求干燥后含水率应小于50 ppm;常规纺丝小于50ppm,高速纺丝小于35ppm。

PET的干燥特性

PET是吸湿性材料,若含水率太高,在高温加工下会产生水解,使PET分子链断裂及热分解产生乙醛,物性及机械性质降低,结晶速率加快,在瓶胚射出时会使瓶胚部分结晶白化,影响产品的质量。在瓶胚射出成型之前,PET粒必须先干燥至含水率在0.005%(50ppm)以下,如此才能制造出良好的非结晶透明瓶胚。回收料比例一般不要超过25%,且亦要把回收料彻底干燥。

PET干燥目的

  • 除去水分

加工条件

片材挤出

瓶胚/常规纺丝

高速纺丝

水分要求

<200ppm

<50 ppm

<35ppm

PET干燥原理

  • 水分脱出

含水量=自由含水量+平衡含水量

自由含水量为粘附在PET表面的水分,易除去。

平衡含水量为与PET分子中的水分,不易除去,通常采用真空干燥或除湿干燥等方法降低平衡含水量。

  • 结晶

非结晶PET接触高温发生粘结,结晶的主要目的是防止PET高温干燥粘结,常用方法采用干燥的同时增加搅拌动作或用气流使PET沸腾。

工艺控制

  • 温度

通常,干燥温度越高,干燥速率越高;干燥时间越短,干燥后原料含水率越低。搅拌式结晶器干燥温度通常在120~160℃之间。除湿干燥温度为160~180℃之间。

  • 时间

结晶时间为1~2小时,结晶时间与预结晶温度成反比。

干燥时间为4~6小时,使PET的含水量接近或达到平衡含水量;干燥时间与干燥温度、真空度、干空气含湿量有关。

  • 风速

通常,干燥风速越高,PET与气流相对速率越高,故干燥时间会缩短,但系统所产生的粉尘也相应的增多,必须考虑除去过多的粉尘。

一般料斗式干燥采用的风速为8~10m/s(不能把料床吹乱,保证原料在干燥器内以均匀柱塞式下降)。

  • 风湿度(空气露点)

热风含湿率(露点)越低,原料干燥速率越快,相对应的原料平衡水分也越低。在实际加工过程中,考虑到加工成本及能耗,对于瓶胚或注塑成型中,露点值小于-50℃即可满足原料干燥含水率小于50ppm。对于挤出成型中,露点值小于-40℃即可满足原料干燥含水率小于100ppm。

  • 风量

当用于瓶胚或注塑成型中,PET需要的单位干燥风量参考值为1.7~2.5Nm3/hr-kg,当用于挤出成型中,PET需要的单位干燥风量参考值为1.2Nm3/hr-kg。当然,各原料供货商所提出的数值不尽一致,需以其提供的具体数值作为参考。

PET瓶胚系统

PET应用及制程浅析图:PET瓶胚制品

一个完整的PET瓶胚生产系统,应包含以下主要设备:

类别

成型设备

干燥设备

温度控制

输送设备

设备

PET瓶胚专用射出机

除湿干燥机
模具除湿机

模温机
冰水机

自动填料机
取出机
输送带

由于PET具有很强的吸水性,因此在储存时必须特别注意防潮,且在加工之前务必先有效加以除湿干燥,干燥条件通常以160~180℃进行4~6小时,而且为防止塑料粒再度吸湿,必须在140℃以上的温度保温,停机时为防止塑料变黄,除湿干燥机需降温到100℃,不除湿只保温。

PET片材系统 

 图:PET片材制品

PET通常是一种结晶型塑料,PET瓶由于质量轻,不容易碎,能耗低等优势,替代了一些传统的包装材料,大量应用在食品,饮料,化妆品等领域。对PET的回收并加以再次利用,就是再生PET工艺流程。

PET 饮料瓶回收方法有化学回收和物理回收两种。化学回收法是将 PET 废瓶在一定反应条件下解聚生成有用化学品的方法,如生产低档燃料汽油。物理回收法是将废 PET 瓶经过分离、破碎、洗涤及干燥处理进行再造粒方法。