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PET瓶加工技术探讨上

时间:2022-04-28 来源网站:济南化工机械网

PET瓶加工技术探讨(上)

1.PET概述

1.1聚对苯二甲酸乙醇酯

这种聚合物最初应用于食品包装和纺织品纤维,世界上第一个PET瓶于20世纪70年代诞生于美国杜邦(DUPONT)公司,80年代随着PET树脂合成工艺及注拉吹成型技术的逐步发展,推动了PET瓶的工业化生产,从而开创了PET应于饮料包装的新历程。

1.2 PET的性能

PET具有线分子结构,是半结晶聚合物,其中无定形态和有序态相互交织。

PET的三种转变温度与无定形PET的热阻力(DSC)热分析如下:

◎ 玻璃化温度(Tg)

从无定形的玻璃态转变到高弹态(反之亦然)称为玻璃化转变,此时的温度称为玻璃转变温度(Tg)。其反映的是长分子链的运动。增加热量提高了分子的自由度,凝固在玻璃下的分子变的可以自由活动。玻璃化转变很大程度上取决于PET的聚集形态。当粘度(IV)大或结晶度大时,分子链的活动受到限制,Tg就高。

◎ 结晶温度(Tc)

温度继续升高,具有分子间相互作用的多个分子链进行局部重排,产生了球状结晶。由于PET分子中苯环重排很慢,PET最大的结晶程度约为55%,可以产生有序的结晶区。

◎ 熔融温度(Tm)

在此温度下所有的结晶已被融化。此温度对应于物质的最小有序状态。

1.3应用

由于PET具有优良的物理性能,易于加工,因此应用广泛。不同的应用及相关技术要求特定的粘度等级。粘度不同,分子重量也随之不同。

特性粘度与分子重量相对应。按特性粘度不同PET分为均聚物和共聚物。简言之,均聚物和共聚物有以下区别:均聚物,单一重复单元。共聚物,一般有二种不同的重复单元。共聚物较均聚物结晶慢,可用于某些特殊方面,如热灌装瓶和多次用瓶。共聚物PET产生的乙醛比较少,所以适用于瓶装矿泉水。

2.PET的双轴取向

2.1概述

分子取向是大分子链有序重排的结果,通常在适宜温度下受拉伸力的影响,分子重排有利于提高材料的物理性能。在低温(TG左右)下拉伸和吹气,小瓶坯在径向和轴向受到拉伸,分子在两个方向上进行取向排列(即双轴取向)。

2.2 PET的双轴取向(半结晶聚合物)

自然条件下,PET半结晶聚合物由结晶区或球晶区随机分布的无定形相组成。在温度略高于玻璃化温度(Tg)时,PET为高弹态,由于拉伸,形成分子取向。

在PET不同聚集态下,因拉伸不平衡而产生不同的效果;不同效果的混合决定了材料的最终性能。

◎ 无定形相

拉伸使大分子或结晶区大分子的二级联结点上的链段产生部分取向,材料变得比较有序。

◎ 结晶区

在拉力方向上,拉伸速度促进了结晶的形成。这种结晶具有与球晶的不同的结构特点,是静态的或热稳定的,在相邻分子链拉到一起时形成结晶。并且对PET而言,相邻分子链的苯环相互吸引排在一起。这种结晶叫做诱导结晶,系拉力引起的结构变化。

无序相和结晶相的混合效果产生了一个有规律的最终结构,直接影响到半结晶聚合物中由于分子的取向而形成的微晶数量。这就要求在为了取向而受拉伸之前结晶的程度尽可能低。因此PET瓶坯在注射模塑后必须凝固在无定形成状态下。

(待续)

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