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最火聚酯的性能及其改性一

发布时间:2021-09-22 16:29:41 阅读: 来源:快速门厂家

聚酯的性能及其改性(一)

聚酯是指含有酯基的热塑性聚酯的简称。作为热塑性饱和聚酯的一员———聚对苯二甲酸乙二醇酯是塑料包装材料中使用最为广泛的一种。它可以加工成型成各种瓶类容器、片材和有1些科学报告说这些微塑料已存在于我们的人体内薄膜。其中聚酯薄膜最大的应用市场是软包装复合材料,约占总用量的50%。由于BOPET薄膜具有优良的综合性能,故它在软包装及其它领域的应用越来越广泛。

一、BOPET薄膜的性能

(1)有很好的力学性能,其拉伸强度是PE薄膜的9倍,刚性好、挺刮、耐折;

(2)有较好的气体(氧气、二氧化碳及水汽)阻隔性;

(3)有良好的光学性能,透明度好、光泽度高;

(4)使用温度范围广(-60~120℃,短时可达150℃);

(5)电气绝缘性能良好;

(6)无臭、无味,耐油脂、耐一般化学腐蚀。

总之,BOPET薄膜的综合性能优良,但是也存在一些不足之处:①普通的聚酯薄膜不能直接进行热封合;②阻隔性还不太理想;③耐热性也不够高;④透明度、光泽度对特殊用途的薄膜来讲尚须提高;⑤不耐紫外线辐射;⑥不耐水解;⑦不能满足某些特殊功能的要求如阻燃、抗静电等。

随着国民经济的不断发展和人民生活水平的日益改善,于是对包装材料的要求也越来越高。例如,要求有高阻隔性、高耐热性、高透光率、高光泽度、低雾度、抗紫外线辐射、阻燃、可热封、符合食品卫生的要求等等。显然,普通的聚酯薄膜已不能满足这些要求,因此须根据不同的使用要求,从不同的角度对PET进行必要的改性。

二、关于PET改性

(1)PET树脂生产工艺的改进

PET是由PTA(精制对苯二甲酸)和EG(乙二醇)在加热和催化剂及稳定剂存在下缩聚而成。PET的性能如结晶性、耐热性、物理机械性能等与原料纯度、所选用催化剂、稳定剂的种类和用量以及生产工艺等诸多因素有关。

例如,PTA的酸度直接表征其纯度,影响酸度值有醋酸、 PT酸、 4-CBA(对羧基苯甲醛),这些成分会影响到PET产品质量和加工性能,甚至最终产品使用性能。如果使用酸值不合格的PTA生产出的PET,加工饮料瓶灌装饮料后可能会变味,在拉膜时可能会出现晶点、透明度变差、容易破膜等情况。EG的质量对PET的熔点、热性能同样也有一定的影响。

聚酯的热稳定剂通常使用磷酸三甲酯(TMP)或磷酸三苯酯(TPP),它们的含磷量较低,添加量较大,加入量过多会使PET直至看到油液面到达视油窗1半便可熔点下降,并影响透明度。法国推出的新型热稳定剂三乙基磷酸酯(TEPA),据说采用TEPA能使PET雾度降低、透明度提高。

开发新型、高效、无毒、无污染的非重金属催化剂是聚酯生产技术进步的又一个重要环节。目前,绝大多数聚酯生产装置所使用的催化剂均为锑系列催化剂,例如三氧化二锑、醋酸锑、乙二醇锑等。令人担忧的是锑属于重金属,不利于环保,甚至有可能危害人类健康。因此,致力于开发不含重金属、无环境污染、有益于健康的聚酯催化剂十分必要,尤其是作为PET食品包装材料来说,更感迫切。

德国一家公司开发出一种C-94的新型、高活性(Ti/Si)、不含重金属的聚酯催化剂,用量只有Sb2O3的1/4,但缩聚时间却大大缩短,从而大大提高了聚酯装置的生产能力。

吉玛公司一直在进行非重金属催化剂的开发和研究,新近开发出一种名为Ecocat催化剂,其特点是:能耗低、产量高、对环境无污染,用这种Ecocat催化剂生产的PET产品其各项性能均比较好。

另一个重要的课题是聚酯生产新技术的研究和应用,它对提高聚酯品质与生产效率尤为令人瞩目。据报道,美国Du Pont公司推出一种NG3新技术,NG3新技术是一种两釜连续聚合的生产工艺,特别适用于生产高粘度聚酯。NG3新技术的特点是:先将低分子量聚合物(聚合度为20~30的低聚物)制成具有独特结晶结构的中间体,然后再进行固相聚合。依靠此项新技术可减少设备投资、提高产品品质、降低生产成本,特别是聚酯分子中低聚物含量比一般生产工艺要低50%,树脂分子量分布较窄,加工性能更好。用这种聚酯加工的PET包装容器与薄膜具有极好的透明度和光泽度,非常适合用于包装材料。

拉膜工艺条件对聚酸薄膜性能的影响也很重要。例如,当拉伸温度偏高时,可能会出现让世界第1次看到PPC是可以工业化的中间薄、两边厚、公差偏大、甚至拉伸强度低、延伸率过大等现象。热定型温度的高低,则会影响薄膜的结晶度、热收缩率、拉伸强度和断裂伸长并保证速度精度在示值±1%率。当热定型温度过高时,显然由于结晶度过高,脆性增加,断裂伸长率变小,甚至可能引起PET薄膜早期老化。

(2)共聚改性

普通PET树脂是结晶型高聚物,一方面结晶度及晶粒的大小会影响PET薄膜的光学性能如透明度等,另一方面PET经过热拉伸并热定型后具有较大的结晶倾向,如对其进行热封的话,将会产生严重的收缩变形。因此,普通BOPET薄膜不具备热封性能。为解决其热封问题,通常是采用将BOPET薄膜与PE薄膜或CPP薄膜进行复合的办法,从而在一定程度上限制了BOPET薄膜的应用。

例如,香烟包装用塑料薄膜所要求的高透明、高光亮、高强度、气体阻隔性等性能,BOPET都具有,而且远远超过BOPP。但是,它却缺少香烟快速热封包装所需要的热封性能。因而普通BOPET薄膜无法拓展烟膜之应用领域,于是便失去了烟膜这块利润丰厚的市场。

又如,在食品包装行业,由于普通BOPET薄膜不具备热封性能,不得不采用将BOPET与 CPP或PE膜复合的方法来解决包装封口的问题。这样,用户必须增加 CPP或PE及胶粘剂等材料和复合工序。例如,采用BOPET/胶粘剂心/CPP或BOPET胶粘剂/PE或BOPET/胶粘剂/AL/胶粘剂/CPP等复合方式,这样做既费工费料,又增加成本。若能使用上可热封的BOPET薄膜可省掉繁琐的复合工序,直接进行热合封口,则要方便得多。

关于护卡方面的应用,也由于普通BOPET薄膜无热封性,必须先将BOPET薄膜与热熔胶如 EVA复合,即须将EVA通过挤出机熄融挤出涂布于BOPET薄膜表面。当需要对护卡进行热封时,再通过加热加压而达到热封的目的。这同样亦费工费料和增加成本。

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