聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)
一:概述
聚对苯二甲酸乙二醇酯是热塑性聚酯中最主要的品种,英文名为Polythylene terephthalate 简称PET或PEIT(以下或称为PET),俗称涤纶树脂。它是对苯二甲酸与乙二醇的缩聚物,与PBT一起统称为
热塑性聚酯,或饱和聚酯。
1946年英国发表了第一个制备PET的专利,1949年英国ICI公式完成中试,但美国杜邦公司购买专利后,1953年建立了生产装置,在世界最先实现工业化生产。初期PET几乎都用于合成纤维(我国俗称涤纶、的确良)。80年代以来,PET作为工程塑料有突破性的发展,相继研制出成核剂和结晶促进剂,目前PET与PBT一起作为热塑性聚酯,成为五大工程塑料之一。
PET分为纤维级聚酯切片和非纤维级聚酯切片。①纤维级聚酯用于制造涤纶短纤维和涤纶长丝,是供给涤纶纤维企业加工纤维及相关产品的原料。涤纶作为化纤中产量最大的品种。②非纤维级聚酯还有瓶类、薄膜等用途,广泛应用于包装业、电子电器、医疗卫生、建筑、汽车等领域,其中包装是聚酯最大的非纤应用市场,同时也是PET增长最快的领域。
作为包装材料PET优点:
1.有良好的力学性能,冲击强度是其他薄膜的3~5倍,耐折性好。
2.耐油、耐脂肪、耐烯酸、稀碱,耐大多数溶剂。
3.具有优良的耐高、低温性能,可在120℃温度范围内长期使用,短期使用可耐150℃高温,可耐-70℃低温,且高、低温时对其机械性能影响很小。
4.气体和水蒸气渗透率低,既有优良的阻气、水、油及异味性能。
5.透明度高,可阻挡紫外线,光泽性好。
6.无毒、无味,卫生安全性好,可直接用于食品包装。
二:特性
PET是乳白色或前黄色高度结晶性的聚合物,表面平滑而有光泽。耐蠕变、耐抗疲劳性、耐磨擦和尺寸稳定性好,磨耗小而硬度高,具有热塑性塑料中最大的韧性:电绝缘性能好,受温度影响小,但耐电晕性较差。无毒、耐气候性、抗化学药品稳定性好,吸水率低,耐弱酸和有机溶剂,但不耐热水浸泡,不耐碱。
PET树脂的玻璃化温度较高,结晶速度慢,模塑周期长,成型周期长,成型收缩率大,尺寸稳定性差,结晶化的成型呈脆性,耐热性低等。
通过成核剂以及结晶剂和玻璃纤维增强的改进,PET除了具有PBT的性质外,还有以下的特点。
1.热变形温度和长期使用温度是热塑性通用工程塑料中最高的
2.因为耐热高,增强PET在250℃的焊锡浴中浸渍10S,几乎不变形也不变色,特别适合制备锡焊的电子、电气零件:
3.弯曲强度 200MPa,弹性模量达4000MPa,耐蠕变及疲劳性也很好,表面硬度高,机械性能与热固性塑料相近。
4.由于生产PET所用乙二醇比生产PBT所用丁二醇的价格几乎便宜一半,所以PET树脂和增强PET是工程塑料中价格最低的,具有很高的性价比。
三:应用
PET主要用于纤维,少量用于薄膜和工程塑料。PET纤维主要用于纺织工业。PET薄膜主要用于电气绝缘材料,如电容器、电缆绝缘、印刷电路布线基材,电极槽绝缘等。PET薄膜的另一个应用领域是片基和基带,如电影胶片、X光片、录音磁带、电子计算机磁带等。PET薄膜也应用真空渡铝制成金属化薄膜,如金银线、微型电容器薄膜等。PET的另一个用途就是吹塑制品,用于包装的聚酯拉审瓶。
玻璃纤维增强PET适用于电子电气和汽车行业,用于各种线圈骨架、变压器、电视机、录音机零部件和外壳、汽车灯座、灯罩、白热灯座、继电器、晒整流器等。
四:成型加工
PET的成型加工可以注塑、挤出、吹塑、涂覆、粘结、机加工、电镀、真空镀金属、印刷。以下主要介绍二种。
1.注塑级①温度设定:射嘴:280~295℃、前段270~275℃、中锻265~275℃、后段250-270℃;螺旋杆转速50~100rpm、模具温度30~85℃、非结晶型之模具为70℃一下、背压5-15KG。②试用除湿干燥机、料管温度240~280℃、射出压力500~1400℃、射出成型温度260~280℃、干燥温度120~140℃、须时2~5小时。
2.薄膜级 先将PET树脂切片预干燥,以防水解,然后在挤出机中于280℃经T形模挤出无定型厚片,经过冷却转鼓或冷却液进行骤冷,使其保持无定形态,以便拉伸定向。厚片再经拉幅机双向拉伸,就成PET薄膜。纵向拉伸就是将厚片预热至86~87℃,并在此温度下沿厚片平面延伸方向拉伸3倍左右,使之取向可以提高结晶度达到较高温度:横向拉伸预热温度98~100℃,拉伸温度100~120℃拉伸比2.5~4.0,热定型温度230~240℃。纵横向拉伸后的薄膜还需经过热定型,以消除由拉伸产生的膜变形,制成热稳定性较好的薄膜。