日本寶理 PET BN9030

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日本寶理 PET BN9030

       聚對苯二甲酸乙二醇酯是由對苯二甲酸(PTA) 和乙二醇縮聚而成,通常稱為聚酯或PET。近年來, PET 被大量用于制作包裝瓶。而一次性PET 包裝瓶被丟棄后造成的環(huán)境污染日益嚴(yán)重,已引起世界范圍內(nèi)的關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計,2005 年約有140 萬t PET 瓶被丟棄[1 ] 。回收廢舊PET 瓶(簡稱r - PET) ,不但可以減少環(huán)境污染,而且還可以節(jié)省資源。然而,廢舊PET 瓶在回收加工過程中受熱易降解,其分子鏈發(fā)生斷裂導(dǎo)致分子量大幅降低,使其存在特性黏度系數(shù)低、流動穩(wěn)定性差、脫模困難、產(chǎn)品沖擊性能差等缺陷,不能滿足使用要求。為此,人們試圖通過對r - PET 進(jìn)行改性,以達(dá)到改善材料性能的目的。目前,國內(nèi)外關(guān)于r - PET 的改性方法較多,主要集中在增黏提高分子量、固相擠出、共混改性、反應(yīng)改性和增容改性等方面。

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增黏改性通過對r - PET 進(jìn)行增黏,可以提高PET 的分子量,進(jìn)而提高其沖擊強(qiáng)度和斷裂伸長率,達(dá)到PET 原生料的使用效果。r - PET 的增黏工藝包括物理增黏和反應(yīng)擠出增黏兩個方面。

物理增黏

       物理增黏是通過將摻混的高黏度PET 與r - PET 進(jìn)行熔融共混,以提高r - PET 的特性黏度系數(shù)。研究了將特性黏度為1. 0dlPg 的高黏度PET 與特性黏度為0. 6dlPg 的r - PET 進(jìn)行熔融摻混,達(dá)到了瓶用PET 原生料的特性黏度(0. 65～0. 75dlPg) 。

反應(yīng)擠出增黏

       將r - PET 瓶片直接擠出造粒后其特性黏度會大幅降低至0. 4～0. 5dLPg。這是因為PET 瓶片在清洗過程中會殘留一定的水分,在擠出過程中極易發(fā)生水解和熱解,導(dǎo)致其分子鏈發(fā)生斷裂,相對分子質(zhì)量會大幅度降低而易發(fā)脆斷裂,其力學(xué)性能難以滿足應(yīng)用要求。而工業(yè)用的PET 粒料,即使要求很低的紡織纖維或薄膜用PET 的特性黏度都要求高于0. 6dLPg。為此,可采用反應(yīng)擠出增粘方法來提高其相對分子質(zhì)量,以達(dá)到較高的特性黏度。

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聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET ) 是一種線性大分子, 由于主鏈上含有對位苯環(huán)使其大分子鏈剛硬, 而- OCO - CH2 - CH2 - 基的存在, 使其又具有一定的柔性, 該結(jié)構(gòu)賦予了PET 優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、電絕緣性、耐熱性和耐化學(xué)藥品性, 因而廣泛用于纖維、薄膜以及飲料瓶領(lǐng)域。然而作為工程塑料使用, 則由于在通常應(yīng)用的加工模溫70～ 110℃下, PET 的結(jié)晶速度太慢而造成結(jié)晶不完善和不均勻, 致使模塑周期延長, 制品易粘貼在模具上, 并有翹曲、表面粗糙無光澤、耐沖擊性和耐濕熱性差等缺點, 限制了它在該領(lǐng)域內(nèi)的使用, 因此, 長期以來一直認(rèn)為不宜做工程塑料。而1966 年開發(fā)成功的玻璃纖維增強(qiáng)PET (FR - PET ) , 雖加工性差的問題沒有得到根本解決, 但突出的耐蠕變性、耐疲勞性及耐摩擦與磨損性等, 卻引起了人們的極大興趣, 如果這種產(chǎn)量大、價格低廉的高分子材料通過某種方法能充分發(fā)揮其優(yōu)異性能, 那么其廣闊的應(yīng)用前景確實是十分可觀的。

將PET 用作工程塑料, 關(guān)鍵在于加快 PET 的結(jié)晶速度, 改善加工性能和提高抗沖擊性。為此, 許多國家對如何降低PET 樹脂的玻璃化溫度以降低模塑溫度, 相應(yīng)提高 PET 抗沖擊性和機(jī)械強(qiáng)度以及如何提高 PET 的結(jié)晶速度等課題進(jìn)行了廣泛的研究, 根據(jù)我們查閱的大量文獻(xiàn)來看, 他們一般是通過三個方面入手:

(1) 添加結(jié)晶成核劑和結(jié)晶促進(jìn)劑, 加快PET 的結(jié)晶速度, 改善PET 的加工性能。

(2) 通過共聚和共混, 降低PET 玻璃化溫度, 加快結(jié)晶速度, 提高其抗沖擊性能。

(3) 增加分子質(zhì)量, 提高PET 機(jī)械性能。

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       PET 是結(jié)晶型聚合物, 如果使分子鏈定向結(jié)晶就會形成牢固的分子間結(jié)合力, 從而可使制品具有高強(qiáng)度、高模量、高耐熱、尺寸穩(wěn)定、透明等優(yōu)良性能。但由注射成型得到的工程塑料用PET 與薄膜、瓶子等定向結(jié)晶的情況不同, 雖然可以制得結(jié)晶PET , 但不能靠拉伸定向, 與其它結(jié)晶聚合物相比, 結(jié)晶速度慢。所以提高PET 的結(jié)晶速度是 PET 用于工程塑料要解決的一個首要問題。對PET 進(jìn)行快速結(jié)晶改性, 本質(zhì)上是使它能在較低的模溫和較短的模塑周期下達(dá)到結(jié)晶完全, 使其加工性能和使用性能得到改善。PET 達(dá)到快速結(jié)晶的途徑, 首先考慮的是在 PET 結(jié)晶過程中, 添加適當(dāng)?shù)慕Y(jié)晶成核劑、結(jié)晶促進(jìn)劑或晶體增大劑。

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       隨著PET 飲料瓶的廣泛使用,r - PET 的改性和再利用是一個重要的發(fā)展方向,它可以創(chuàng)造良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。如何更有效、更充分地使用這部分資源,減少二次利用的污染,成為國內(nèi)外研究人員關(guān)注的焦點之一。國外對PET 瓶回收料的改性提出了很多新方法和新思路,而且大多已實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn),國內(nèi)大多停留在研究階段。根據(jù)市場的需求和我國的國情,研究開發(fā)更有效地利用廢舊飲料瓶的技術(shù)和方法,如何使r - PET 接近PET 原生料的性能,提高其附加值,向著高性能化、高功能化、高附加值的方向發(fā)展,對于解決環(huán)境污染、節(jié)約資源等方面均有著重要的現(xiàn)實意義。

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