聚酯的性能与改进

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时间:2018-07-11

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1、聚酯的性能与改进冯树铭(江阴金中达新材料有限公司)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L--.醇酯是塑料包装材料中使用最为广泛的一种。它可加工成型成各种瓶为容器、片材和薄膜。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,故它在软包装领域的应用越来越广泛。一、BOPET薄膜的性能(1)有良好的力学性能,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

2、良好的光学性能,透明度好、光泽度高;(4)使用温度范围广(一60~120”t2,短时可达150。C);(5)电气绝缘性能好;(6)无臭、无味,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阻隔性还不够理想;③耐热性也不够高;④透明度对特殊用途膜来讲尚须提高:⑤不耐水解等。随着国民经济的不断发展和人民生活水平的日益提高,对包装材料的要求也越来越高。例如,要求有可热封性、高阻隔性、高耐热性、高透光率、低雾度等等。显然,普通的聚酯薄膜已不

3、能满足这些要求.因此须对PET进行改性。二、关于PET改性(1)PET生产工艺的改进PET是由PTA(精制对苯二甲酸)和EG(L--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加工工艺等诸多因素有关。例如,n~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。若用酸值不合格的PTA生产的PET加工饮料瓶灌装饮料可能会变味,

4、在拉膜时可能会出现晶点、透明度差、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影响o44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熔点下降。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。另外,在PTA+EG聚合过程中,若加入少量的间苯二甲酸(IPA)参与缩聚反应.所制得的PET由于结晶度较低,PET薄膜透明度就比较好。拉膜工艺对聚酯薄膜性能的影响也很重要。例如,

5、当拉伸温度偏高时,可能会出现中间薄、两边厚、公差偏大、甚至拉伸强度低、延伸率过大的现象。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薄膜的透明度,另一方面PET经过热拉伸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

6、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、高阻隔等性能.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P

7、E及胶粘剂等材料和复合工序。例如,采用BOPET/胶粘剂/CPP或BOPET/胶粘剂/PE或BOPET腋粘剂/AU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通过挤出机熔融挤出涂布于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。那么,如何才

8、能使BOEPT具有热封性能呢?方法之一那就是采用共聚改性的方法来获得。如上所述,普通PET树脂是由PTA和EG在催化剂的作用与加热条件下缩聚而成的,它是一种结晶性高聚物。为了破坏或削弱其结晶度,可采用第三甚至第四组分与之进行共聚,以破坏整个分子结构的有序排列对称性,使之生成无定型的共聚物,从而便具有可热封性及其它入场多特性。第三或第四组分可以选用二元酸或二元醇,也可以同时选用这两种单体进行共聚。如采用二元酸进行共聚改性所生成的PET称为APET:如果采用二元醇进行共聚

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