PET塑料分子結構高度對稱,具有一定的結晶取向能力,并且有很好的光學性能和耐候性,非晶态的PET塑料有良好的光學透明性。另外PET塑料具有優良的耐磨耗摩擦性和尺寸穩定性及電絕緣性。
PET做成的瓶具有強度大、透明性好、無毒、防滲透、質量輕、生産效率高等因而受到了廣泛的應用。本文主要從PET的簡介、發展、分類、合成工藝、改性方法、應用及再生PET七個方面進行介紹。
一、我不是土豆,我是地瓜?不,我叫PET
大家好,我是PET,學名:對苯二甲酸乙二醇酯,英文名:polyethylene terephthalatepolyethylene terephthalate。膚色(外觀)乳白或淺黃,高度結晶聚合物時,表面平滑有光澤。天生體格健壯(優良的物理機械性能,長期使用溫度可達120℃),異性緣低(電絕緣性優良,甚至在高溫高頻下,其電性能仍較好),但受不了美女狂放電(電暈性較差)。性格像牛,勞作不喊苦(耐疲勞),摔倒不喊疼(耐摩擦),為人正義,不圓滑(尺寸穩定性都很好)。
圖:PET分子結構式
作為熱塑性聚酯家族的一員,身體内(主鍊中)含有“-COO-”的DNA分子(重複單元結構),且為線性聚合物。而與我長相相近的兄弟姐妹有不少,如:PBT、PTT、PCT、PEN、PBN等。一般我們擔任要職:工程塑料。通常由芳香族二元酸和各種二元醇合成制得。下圖,是PET與其他熱塑性聚酯的性能對比。
圖:PET與其他聚酯的對比
從圖中可以看出,六種聚酯的相對密度差不多,PCT稍低位1.23g/cm3,其他聚酯密度都教接近。
在PET分子中,主鍊中含有柔順性的亞甲基、剛性的苯環和極性的酯基,同時酯基和苯環之間形成共轭體系,使得PET大分子剛性強。PET分子主鍊上沒有支鍊,結構對稱,滿足緊密堆砌的要求,因此易于取向和結晶,導緻PET具有高熔點、高強度。
PBT與PET相比,酯基重複單元的亞甲基增加為4個,柔性鍊長度增加,剛性鍊所占比例下降,即分子柔順性增加。因此,PBT的剛性、硬度、Tg(22℃)和熔點都比PET(Tg70℃)低,韌性比PET高,結晶速率比PET快,成型加工更容易。
PTT與PET相比,酯基重複單元的亞甲基增加為3個,具有與PET相近的高性能,與PBT相似的優良成型性能。
PCT與PET相比,酯基重複單元為一個環己烷,剛性增強,所以PCT的耐熱性增強,Tg為82℃比PET高,其長期使用溫度為171℃。
PEN與PET相比,苯環被萘環結構取代,剛性增強,平整性較高,幾乎所有的性能都優于PET,長期使用溫度為155℃。
圖 :PEN與PET的性能對比
PBN與PBT相比,苯環被萘環結構取代,而萘具有類似液晶的特性,顯示優良的流動性。
二、我的成長史(還好不是一部血淚史)
1946年
1946年英國發表了第一個制備PET的專利
1949
英國ICI公司完成中試,但美國杜邦公司購買專利後,1953年建立了生産裝置在世界最先實現工業化生産。
初期
PET幾乎都用于合成纖維(我國俗稱滌綸
80年代以來
PET作為工程塑料有突破性的發展,相繼研制出成核劑和結晶促進劑
目前
PET與PBT一起作為熱塑性聚酯,成為五大工程塑料之一
三、纖維?塑料?傻傻分不清楚
正常來說,我可以分為:纖維類和非纖維。作為非纖維聚酯的時候,我又可以分為:非工程塑料級和工程塑料級。
圖:滌綸長絲
四、不要問我從哪裡來?(我偷偷告訴你)
說到我的由來,真是一匹布那麼長。目前來說,我一般通過兩種技術手段,被送到這世上:酯交換法和直接酯化化。
酯交換法: 采用對苯二甲酸二甲酯和乙二醇進行交換反應,然後縮合成為PET。
直接酯化法:采用高純度的對苯二甲酸或中純度對苯二甲酸與乙二醇直接酯化,縮聚成聚酯
圖:PET合成工藝流程圖
五、我隻改性,不變性(再說一次)
雖然,我是目前最重要的合成材料之一,具有良好的耐熱性、耐藥品性、力學性能和電學性能,透明性好、絕緣性佳,但是,由于性格比較固執,不夠圓滑,加工模溫(70-110℃)下,結晶速率還比較慢,并且抗沖性能差,還愛和水搞暧昧(易吸濕)。所以,如何改變我的性格,讓我變得處事圓滑,四面玲珑,能适應社會(高的韌性和剛性,好的成型),一直是老師(改性工程師)頭疼的地方。
圖:增強阻燃PET應用在燈具上
目前,我主要的改性方向有:1.共混改性;2.化學改性;3.納米無機複合改性;4.結晶性改進;5玻纖增強改性。
六、三頭六臂、上天入地(應用)
說到我的用途,那真的是無法說完!目前,主要活躍于滌綸纖維、瓶、膜以及工程塑料中其中,滌綸纖維是領域最為活躍,其次是瓶和膜等包裝領域,作為工程塑料則略顯單薄。
1.聚酯纖維
滌綸具有許多優良的紡織性能和服用性能,用途廣泛,可以純紡織造,也可與棉、毛、絲、麻等天然纖維和其他化學纖維混紡交織,制成花色繁多、堅牢挺括、易洗易幹、免燙和洗可穿性能良好的仿毛、仿棉、仿絲、仿麻織物;
用滌綸制作無紡織布可用于室内裝飾物、地毯底布、醫藥工業用布、絮絨、襯裡等。
2.聚酯非纖維類
目前,非纖聚酯主要應用在瓶具、薄膜片材及工程塑料上。
作為瓶具,其質輕、透明度高、耐熱、耐壓,且對于二氧化碳氣體有不錯的阻隔性;
作為薄膜,通常無色透明,有光澤(添加劑粒子使其具有顔色),機械性能優良,剛性,硬度及韌性高,耐刺,耐溫,氣密性和保香性良好,是常用的阻透性複合薄膜基材之一;
作為工程塑料,一般都加入5-40wt%的GF,增強後的PET機械性能和熱性能得到較大提高,在電子電氣、汽車、機械、輕工、建築、國防及日常生活等領域得到廣泛應用。
圖:PET瓶子
七、涅槃重生(再生PET)
近年來,随着再生聚酯加工技術的改進,産品質量不斷的提高,再生聚酯的回收利用率大幅度提升。如再生棉型特本白短纖、三維卷曲中空、再生滌綸長絲等已經部分占領了原生聚酯産品的市場;PET廢塑料瓶的回收也在日益增大,在一定程度上降低了部分PET合金的價格,對紡織、包裝行業或多或少也有一些影響。
圖:PET标号
溫馨提示:
常見于礦泉水瓶、碳酸飲料瓶等。溫度達到70℃時易變形,且有對人體有害的物質融了。1号塑料品(PET瓶子)使用10個月後,可能釋放出緻癌物DEHP。這類瓶子不能放在汽車内曬太陽,高溫下不能裝酒、油等物質。
,更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!