PET樹(shù)脂基礎(chǔ)知識(shí)

　　PET(又叫PETE)是一種聚酯材料，可以進(jìn)行拉絲、注塑和吹瓶加工。根據(jù)不同要求，特殊級(jí)別的樹(shù)脂可以有不同的應(yīng)用。

　　PET是一種長(zhǎng)鏈(分子的長(zhǎng)鏈?zhǔn)怯苫締卧臄?shù)量顯示)，白色或者微藍(lán)色熱塑性的塑料，由對(duì)苯二甲酸和乙二醇縮聚而成。這些由樹(shù)脂生產(chǎn)商提供的原料粒子每個(gè)大約0.05g，在20世紀(jì)50年代PET是一種重要的紡織材料。良好的機(jī)械強(qiáng)度、耐溫性和耐磨性使得PET成為一種理想材料來(lái)代替天然生產(chǎn)的絲綢，棉花和羊毛。

　　PET還有良好的阻隔性、低的吸水性和良好的韌性。PET膜的抗張強(qiáng)度和鋁的片材相似，同時(shí)是PA和PC膜的3倍。PET膜透明，如果定性拉伸后他的片材抗張強(qiáng)度可以達(dá)到鋼鐵片材的1/3到1/2。他是韌性最好的熱塑性薄膜。它有明火時(shí)燃燒激烈伴有黃色火焰，離火后能繼續(xù)燃燒。

　　瓶級(jí)PET

　　今天，PET依然廣泛使用在這些方面，但是從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，市場(chǎng)上需要一種重量輕，不易被打破的瓶子來(lái)包裝含氣飲料，PET成為了不二的選擇。不似PE這種簡(jiǎn)單聚合物，PET不是被單一的過(guò)程制造，而是由純度對(duì)苯二甲酸和乙二醇這兩種化學(xué)原來(lái)反應(yīng)而來(lái)。在過(guò)去PET的供給被指定為第一有實(shí)用性，導(dǎo)致今年有新的產(chǎn)能投入生產(chǎn)，確保PET在未來(lái)不斷增長(zhǎng)的需求。相關(guān)的聚酯還有PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)和PBT(聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯，這種材料主要被引用于工程塑料)。PEN擁有的性能都超越了PET，特別是其在阻隔性性能和耐熱性能上的表現(xiàn)。自從把PEN和PET用來(lái)混合制造一系列的合金，使得一些特殊包裝的應(yīng)用成為可能。

　　作為一種透明、耐磨、耐腐蝕的塑料，PET(瓶級(jí))有高強(qiáng)度和光滑性，PET瓶廣泛地被使用來(lái)包裝礦泉水、果子、食用油、醫(yī)藥品和化妝品等等。

　　熔融溫度：254-256℃

　　結(jié)晶：≥45%

　　通過(guò)控制結(jié)晶溫度和冷卻速度可以制造結(jié)晶或者不結(jié)晶的PET產(chǎn)品。黏度越高，結(jié)晶速度越慢。影響PET瓶成型和性能的關(guān)鍵因素是結(jié)晶和結(jié)晶的取向。如果PET數(shù)字的汗水比較高，在成型過(guò)程中會(huì)發(fā)生水解，黏度會(huì)下降，意味著產(chǎn)品質(zhì)量受到影響。

　　端羧基：≤20mol/t

　　乙醛：≤3ppm(不包括生產(chǎn)中的，和烘干和成型的溫度有關(guān))

　　碳酸飲料瓶必須≤9ppm;礦泉水瓶需要≤4ppm

　　密度：1.38～1.40g/mm3

　　玻璃化溫度：82℃

　　在瓶的工業(yè)制造中，PET的鏈長(zhǎng)通常被用來(lái)描敘樹(shù)脂的黏度。瓶子的等級(jí)有黏度0.65到0.85dl/g，或者每鏈有100到150個(gè)重復(fù)的單元。

　　大部分瓶級(jí)PET都是共聚物，有一些修飾物成為了聚合鏈的一部分。共聚物更加容易注塑成型，因?yàn)榻Y(jié)晶性能已經(jīng)被改進(jìn)。

　　當(dāng)注塑成型的PET在合適的溫度下被延伸到合適的長(zhǎng)度一個(gè)不同尋常的變化就發(fā)生了。長(zhǎng)鏈承受鏈硬化和鏈誘導(dǎo)而結(jié)晶，在這種合適的工藝下PET瓶變的透明，耐內(nèi)壓，壁厚均勻，有韌性和其它許多特性。為了得到這些好的性能，必須選擇合適級(jí)別的樹(shù)脂，合適的半成品，瓶子設(shè)計(jì)和好的成經(jīng)驗(yàn)。

　　一些等級(jí)的PET有了其他的修飾用來(lái)改進(jìn)瓶子的阻隔性能，耐熱性能(兩步法系統(tǒng))或者減少產(chǎn)生乙醛(AA)。

　　PET的主要優(yōu)點(diǎn)

　　完全透明

　　產(chǎn)品看起來(lái)新鮮，純凈和健康。發(fā)光的PET瓶吸引注意。產(chǎn)品外觀像玻璃一樣閃閃發(fā)光。

　　純潔

　　產(chǎn)品嘗起來(lái)很好。PET遵守國(guó)際食品相關(guān)的法規(guī)。

　　安全

　　PET瓶堅(jiān)韌，同時(shí)在產(chǎn)品的生產(chǎn)，儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中不會(huì)打破。即使打破了，也只會(huì)裂開(kāi)，并不會(huì)破碎。它有高看沖擊力和好的抗張強(qiáng)度使得它成為理想碳酸飲料包裝產(chǎn)品。

　　良好的阻隔性

　　PET對(duì)氧氣，二氧化碳和水蒸氣都有很低的滲透性，意味著它能保護(hù)和維持產(chǎn)品的完整性，給產(chǎn)品良好的貨架期。PET也有很好化學(xué)穩(wěn)定性。

　　輕量

　　只有相同玻璃包裝的10%的重量，PET瓶能降低運(yùn)輸成本30%;并且因?yàn)楫a(chǎn)品的壁薄，能節(jié)省貨架25%的空間，和相同數(shù)量的玻璃瓶相比。高強(qiáng)度低重量的PET瓶和玻璃瓶可以堆棧一樣的高度。

　　無(wú)泄漏

　　因?yàn)樽⑺艹尚偷钠靠谑沟媒^對(duì)密封的完整性成為可能。無(wú)縫連接瓶子不可能泄露。

　　設(shè)計(jì)靈活

　　適合所有形狀，大小，口徑，布局和顏色的容器。

　　可循環(huán)使用

　　優(yōu)秀的環(huán)保特性取決于材料的單一。被使用過(guò)的PET瓶可以被清洗后，重新造粒和重新成型為PET瓶或者重新作為皮帶，毛毯，填充纖維等等的原料。特別設(shè)計(jì)的后壁瓶可以清洗后重新灌裝和重新使用。PET和紙一樣都是有三種元素組成(碳、氫、氧)，并且不包含有毒物質(zhì)。然后只產(chǎn)生二氧化碳和水，沒(méi)有任何殘毒。

　　良好的穩(wěn)定性。

　　在所有用于包裝的主要聚合物中PET表現(xiàn)出最好的化學(xué)穩(wěn)定性。

　　長(zhǎng)的貨架期

　　非常好的貨架期表現(xiàn)，尤其是新的高阻隔形式。

　　選擇正確的級(jí)別的樹(shù)脂滿足不同的包裝需求。

　　雖然所有的等級(jí)都是可行，但是來(lái)自各行各業(yè)的結(jié)果中往往只有一個(gè)特別滿足他的需要。

　　事實(shí)上，PET被應(yīng)用到各種各樣的包裝中，從軟飲料到化妝品，盡管如此樹(shù)脂的質(zhì)量必須符合標(biāo)準(zhǔn)，去保護(hù)產(chǎn)品和流通的安全。不僅產(chǎn)品需要保持良好的儲(chǔ)存環(huán)境，也要去進(jìn)行銷售。在這種情況下，飲料食品和它包裝必須有吸引力，合乎常理和方便。某種PET的應(yīng)用的樹(shù)脂選擇必須滿足終端產(chǎn)品的需求。強(qiáng)度、透明、阻隔性能和抗紫外線能力是少數(shù)的幾個(gè)因素被用來(lái)考慮在包裝上。

　　均聚物和共聚物都應(yīng)用到PET樹(shù)脂中。在PET均聚物中只有對(duì)苯二甲酸和乙二醇的重復(fù)單元，使得這種PET有最高的熔點(diǎn)和最好的強(qiáng)度特性。共聚物PET中包含其他的單體，例如異肽酸，擾亂聚合鏈，使得熔點(diǎn)低，減緩結(jié)晶，和特別是在厚度應(yīng)用中提高了透明度。

　　不同等級(jí)的樹(shù)脂適合不同的終端使用。這些特殊的特征可以制造出在他們?cè)O(shè)計(jì)包裝的理想產(chǎn)品。那PET的那些特征最重要呢?根據(jù)以上，那中特征最重要取決于瓶子預(yù)訂包裝的產(chǎn)品。

　　碳酸軟飲料(CSD)

　　強(qiáng)度：用于包裝碳酸飲料的PET瓶的樹(shù)脂有明確的質(zhì)量要求。這種材料必須有非常的強(qiáng)度來(lái)控制二氧化碳生產(chǎn)的壓力而不變形，或者擴(kuò)張。高黏度低聚合水平的樹(shù)脂能夠滿足這種需求。

　　透明度：在消費(fèi)者的接受導(dǎo)向上，透明度是飲料包裝的一個(gè)重要因素。低的結(jié)晶度可以使用PET更加透明。

　　顏色：盡管PET的重要特性之一是一種非常干凈的材料，但是對(duì)于軟飲料來(lái)說(shuō)這不是必要的，因?yàn)樾枰嬃献陨碛蓄伾?，他們被包裝在有顏色的PET瓶中。

　　水

　　一些水被包裝在和軟飲料一樣的瓶子中，因?yàn)橛性S多相同的要求，但是有一些不同。

　　強(qiáng)度：和碳酸飲料不同，包裝水的瓶子之需要足夠的強(qiáng)度去保持水的需求。在大多數(shù)情況下黏度只要求0.74到0.76。

　　顏色和透明度：透明度是一個(gè)最重要的原因用來(lái)包裝水。包裝水的PET瓶需要非常的感覺(jué)和稍微帶一點(diǎn)藍(lán)色。高共聚水平的樹(shù)脂增加了透明性。

　　純凈：水是沒(méi)有氣味的產(chǎn)品，所以對(duì)塑料的要求嘗起來(lái)無(wú)味，聞起來(lái)無(wú)味是必要的。一般情況下PET不會(huì)對(duì)產(chǎn)品的滋味產(chǎn)生影響，所以對(duì)于包裝水來(lái)說(shuō)是一種重要的材料。

　　果汁―――熱灌裝

　　果子和許多其他的產(chǎn)品，如運(yùn)動(dòng)飲料、高酸新飲料都是熱灌裝在PET瓶中的。在這種情況下的包裝熱固的為了去提供容器的耐熱能力。有高玻璃化溫度和結(jié)晶速度快的PET樹(shù)脂是首選。通常低的共聚水平是首選，或者黏度為0.8也是可接受的。

　　強(qiáng)度和顏色/透明度：這個(gè)因素不像水和碳酸飲料一樣重要。純凈度因素很重要，如果瓶子不夠純凈，果汁有就可能有嘗起來(lái)有塑料的味道。

　　啤酒-----新市場(chǎng)的新需求

　　一般啤酒被看成是碳酸飲料市場(chǎng)的延伸，盡管如此它要求熱灌裝和高阻隔。在制造啤酒瓶上使用的技術(shù)使得啤酒瓶種類很多，應(yīng)用不同(冷灌裝或者巴氏消毒)，找到共同點(diǎn)都很困難。使生產(chǎn)的品質(zhì)滿足預(yù)定的需求一直都是最重要的因素。使用啤酒上的典型類型有：非隧道巴氏殺菌，單程隧道殺菌和可回收重復(fù)使用的瓶子。

　　阻隔性：和PET的包裝碳酸飲料的品質(zhì)相比，啤酒瓶要求對(duì)二氧化碳和氧氣有更高的阻隔性。被要求的程度取決于啤酒的類型，容器的大小，分銷的渠道和環(huán)境條件(儲(chǔ)存的時(shí)間，溫度和濕度)。提高阻隔性可以通過(guò)涂層、多層結(jié)構(gòu)和脫氧劑獲得。

　　顏色、透明度、UV阻隔性：除了那些阻隔要求，大部分啤酒都需要防止紫外光線。這種保護(hù)可以通過(guò)著色或者添加抗UV添加劑獲得，這些可以在PET瓶坯的注塑階段加入。因?yàn)槠【聘鞣N各樣的需求，樹(shù)脂必須選擇那些能提供足夠阻隔性、抗UV和透明度。

　　強(qiáng)度：啤酒瓶要求足夠的強(qiáng)度維持二氧化碳的壓力和在一個(gè)很寬泛溫度下的巴氏消毒。黏度在0.8到0.84這個(gè)范圍的通常合適。啤酒寧愿使用香檳底座也不愿意使用帶花瓣?duì)畹牡鬃?。在以上所有條件下，PET這種資源有效地使用于消費(fèi)者的飲料中，一個(gè)不可缺少的原因是PET質(zhì)量輕。不僅有利于消費(fèi)者，而且運(yùn)輸費(fèi)用的降低和在周轉(zhuǎn)中的能量消耗的減少都是因?yàn)橹亓?。因?yàn)镻ET比替代品更輕，一輛卡車可以多裝60%的飲料，并且減少80%包裝，燃料節(jié)省40%和減少空氣污染。

　　PET瓶坯/瓶子的生產(chǎn)

　　傳統(tǒng)PET瓶成型機(jī)器被分成兩種，使用一步的“熱成型”法和使用兩步的“冷成型”法。

　　一步法：從粒子到瓶子所有的過(guò)程都是在一臺(tái)機(jī)器上完成。這意味著注塑的半成品瓶坯還是熱的時(shí)候就從模腔中取出，然后被吹塑成瓶子。稍后不用儲(chǔ)備大量瓶坯用來(lái)吹塑，也不用額外加熱瓶坯;而且沒(méi)有在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中損壞半成品表面的風(fēng)險(xiǎn)，每次都是最新的成型品。一部法非常適合中小型的生產(chǎn)線。

　　兩步法使用兩種獨(dú)立的機(jī)器。首先注塑成型半成品，然后第二步是再加熱和吹塑。兩步法系統(tǒng)采用兩種獨(dú)立的機(jī)器：制造半成品的注塑成型機(jī)，和再加熱吹塑成型機(jī)是把半成品從冷再加熱半成品然后吹塑成型瓶子。加熱半成品的設(shè)備系統(tǒng)意味著兩步法生產(chǎn)過(guò)程更低的熱效率。這種方法更加適合大中型的生產(chǎn)。

　　在PET瓶的生產(chǎn)過(guò)程中通常采用2步法。

　　PET的干燥

　　PET會(huì)從空氣中吸收水分。水分必須在生產(chǎn)之前通過(guò)除濕干燥被移除。

　　PET的塑化

　　干燥過(guò)的PET粒子會(huì)被螺桿擠壓和溶化。

　　PET辦成品德注塑成型

　　溶化的PET被注射進(jìn)注射腔并被快速的冷卻形成半成品。(被吹塑成型的瓶子的半成品是試管狀的樣子)

　　加熱PET半成品

　　通過(guò)校正吹瓶的參數(shù)來(lái)調(diào)整半成品的溫度。

　　吹來(lái)成型PET容器

　　熱的半成品在型腔中同時(shí)吹拉形成堅(jiān)韌、量輕的容器。PET被加熱到一個(gè)溫度，這時(shí)延伸的PET鏈狀分子被打斷充分流動(dòng)而展開(kāi)，可以被導(dǎo)向的拉伸。在兩個(gè)直角方向上運(yùn)用拉伸，在拉吹成型法中，給一個(gè)二軸的方向。在拉伸方向，被導(dǎo)向的PET控制密切在一起到鏈在一條直線上。因?yàn)閱蝹€(gè)的分子被連在一起，使得材料強(qiáng)度更加高。被導(dǎo)向PET的抗張強(qiáng)度是沒(méi)拉伸的好幾倍，而且沖擊強(qiáng)度、阻隔性和化學(xué)穩(wěn)定性也有很好的改進(jìn)，因此瓶子能更加的輕而不犧牲性能。

　　PET容器的排出器

　　完成的容器被排出。

　　乙醛含量

　　什么是乙醛。乙醛(AA)是一種化合物，存在于柑橘類的水果和其他食物中。它有一種與眾不同的酸性味道。AA也會(huì)在PET瓶的生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生。

　　AA是如何影響產(chǎn)品的呢?隨著PET容器的流行，水的公司更多的開(kāi)始關(guān)注AA和它怎樣對(duì)產(chǎn)品的味道的影響。在大多數(shù)情況下，在飲料的消費(fèi)過(guò)程中AA的氣味幾乎不能被發(fā)覺(jué)。例如，在含氣軟飲料中有非常甜和濃烈的氣味掩蓋了那種塑料的輕微味道。但是純水那種極端微弱的味道不足夠去掩蓋乙醛，對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)很容易注意到AA的出現(xiàn)。人們?cè)谶x擇水的品牌時(shí)總是把味道排在第一位。他們尋找不可能在自來(lái)水中發(fā)現(xiàn)的潔凈。水公司留住消費(fèi)者的忠誠(chéng)，通過(guò)提供一如既往高資料的產(chǎn)品來(lái)履行品牌的承諾。即使味道有細(xì)微的差別，將會(huì)折中品牌承諾和銷售的影響。

　　AA是怎樣產(chǎn)生在PET瓶中?在瓶子制造過(guò)程中，樹(shù)脂粒子被高溫干燥和溶化(超過(guò)260℃)后注射成型為半成品。半成品重新加熱和被吹拉成型為容器。在溶化階段AA產(chǎn)生了。

　　通過(guò)最低溶化溫度和保持最小的溶化停留時(shí)間來(lái)優(yōu)化成型條件能幫助產(chǎn)生最少的AA。盡管不能完全消除。在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的AA被留在了瓶子和容器的聚合物基質(zhì)中。由于AA在室溫下就會(huì)揮發(fā)，最后它還是會(huì)遷移到大氣和包裝的內(nèi)容物中，影響味道。AA遷移到數(shù)量和直接與儲(chǔ)存時(shí)間和溫度有關(guān)。有許多方法可以有效的降低AA的水平使味道不受影響。首先，選擇對(duì)的PET樹(shù)脂。樹(shù)脂根據(jù)水容器的需求具體地來(lái)調(diào)整有效的性能。例如，Voridian Aqua PET18696和20837樹(shù)脂被推崇為低水平AA的代表。每個(gè)都有低黏度值，在0.72到0.76之間。低粘度值把熔融過(guò)程中生產(chǎn)的AA降到最低。

　　因?yàn)槠孔有阅艿闹匾?，這些樹(shù)脂被設(shè)計(jì)，為了低的分子量而不能降低最后瓶子的性能。

　　當(dāng)然，水市場(chǎng)希望所探求的AA水平甚至比容許使用的最先進(jìn)的聚合物還要低。在這種情況下，低AA的樹(shù)脂與AA清楚劑結(jié)合。AA清除劑被混合在PET中，當(dāng)PET在注塑成型被熔融的階段。清除劑反應(yīng)或者結(jié)合AA，把它和聚合物的基質(zhì)鎖在一起，而不能遷移到產(chǎn)品中。清除劑能在半成品中進(jìn)一步降低AA的水平，可以達(dá)到70-80%。選擇合適的PET解決低AA和高性能之間的合理平衡是非常重要的。這樣能生產(chǎn)出有卓越造型性能和光學(xué)性能的瓶子。低AA樹(shù)脂可以很好地混合顏色，染色的樹(shù)脂可以生產(chǎn)很多中外觀和感覺(jué)的產(chǎn)品來(lái)支撐品牌。

　　PET的回收

　　PET是可以完全回收循環(huán)使用的，也存在方便。它的回收編碼是1，消費(fèi)后被回收的PET(PRC PET)可以用來(lái)制造衣服和地毯纖維，或者被用來(lái)做填充纖維，例如作為枕頭的填充物。回收的PET可以用來(lái)做非食品用的瓶子，例如清潔產(chǎn)品。制造食品飲料的容器沒(méi)有回收的PET，它必須通過(guò)經(jīng)核準(zhǔn)的過(guò)程去確保沒(méi)有污染物，并且必須保留足夠的原始性能去滿足最終質(zhì)量的要求。

　　一個(gè)簡(jiǎn)單也受歡迎的方法是僅僅打碎PET的成型產(chǎn)品，然后把這打碎的PET顆粒混合到新的PET樹(shù)脂中，但是混合的比例不能超過(guò)20%。高再研磨比例將使得在熔融黏度、顏色和氣味上有差異。當(dāng)使用回收材料時(shí)，磁選加料斗被建議使用在注塑機(jī)上。