聚酯的性能其改性.doc

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1、聚酯的性能及其改性2005-11-22作者：冯树铭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———聚对苯二甲酸乙二醇酯是塑料包装材料中使用最为广泛的一种。它可以加工成型成各种瓶类容器、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，故它在软包装及其它领域的应用越来越广泛。　　一、BOPET薄膜的性能　　（1）有很好的力学性能，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）有良好的光学性能，透明度好、

2、光泽度高；　　（4）使用温度范围广（-60～120℃，短时可达150℃）；　　（5）电气绝缘性能良好；　　（6）无臭、无味，耐油脂、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阻隔性还不太理想；③耐热性也不够高；④透明度、光泽度对特殊用途的薄膜来讲尚须提高；⑤不耐紫外线辐射；⑥不耐水解；⑦不能满足某些特殊功能的要求如阻燃、抗静电等。　　随着国民经济的不断发展和人民生活水平的日益改善，于是对包装材料的要求也越来越高。例如，要求有高阻隔性、高耐热性、高透光率、高光泽度、低雾度、

3、抗紫外线辐射、阻燃、可热封、符合食品卫生的要求等等。显然，普通的聚酯薄膜已不能满足这些要求，因此须根据不同的使用要求，从不同的角度对PET进行必要的改性。　　二、关于PET改性　　（1）PET树脂生产工艺的改进　　PET是由PTA（精制对苯二甲酸）和EG（乙二醇）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生产工艺等诸多因素有关。　　例如，PTA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，

4、甚至最终产品使用性能。如果使用酸值不合格的PTA生产出的PET，加工饮料瓶灌装饮料后可能会变味，在拉膜时可能会出现晶点、透明度变差、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的影响。　　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，并影响透明度。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。　　开发新型、高效、无毒、无污染的非重金属催化剂是聚酯生产技术进步的又一个重要环节。目前，绝大多数聚酯生产装置所

5、使用的催化剂均为锑系列催化剂，例如三氧化二锑、醋酸锑、乙二醇锑等。令人担忧的是锑属于重金属，不利于环保，甚至有可能危害人类健康。因此，致力于开发不含重金属、无环境污染、有益于健康的聚酯催化剂十分必要，尤其是作为PET食品包装材料来说，更感迫切。　　德国一家公司开发出一种C-94的新型、高活性（Ti/Si）、不含重金属的聚酯催化剂，用量只有Sb2O3的1/4，但缩聚时间却大大缩短，从而大大提高了聚酯装置的生产能力。　　吉玛公司一直在进行非重金属催化剂的开发和研究，新近开发出一种名为Ecocat催化剂，其特点是：能耗低、产量高、对环境无污染，用这种E

6、cocat催化剂生产的PET产品其各项性能均比较好。　　另一个重要的课题是聚酯生产新技术的研究和应用，它对提高聚酯品质与生产效率尤为令人瞩目。据报道，美国DuPont公司推出一种NG3新技术，NG3新技术是一种两釜连续聚合的生产工艺，特别适用于生产高粘度聚酯。NG3新技术的特点是:先将低分子量聚合物（聚合度为20～30的低聚物）制成具有独特结晶结构的中间体，然后再进行固相聚合。依靠此项新技术可减少设备投资、提高产品品质、降低生产成本，特别是聚酯分子中低聚物含量比一般生产工艺要低50％，树脂分子量分布较窄，加工性能更好。用这种聚酯加工的PET包装容

7、器与薄膜具有极好的透明度和光泽度，非常适合用于包装材料。　　拉膜工艺条件对聚酸薄膜性能的影响也很重要。例如，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、延伸率过大等现象。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薄膜的光学性能如透明度等，另一方面PET经过热拉伸并热定型后具有较大的结晶倾向，如对其进行热封的话

8、，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，通常是采用将BOPET薄膜与PE薄膜或CPP薄膜进行