什么是PET材料
PET,即聚對苯二甲酸乙二酯,是應(yīng)用廣泛的熱塑性聚酯,產(chǎn)量在合成樹脂中居前列,從日常包裝到高端產(chǎn)品,都不可或缺。
一、合成方法
1. 酯交換法(間接法)
原料混合:選對苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG),按 1:2.5 至 1:3 摩爾比混合。
酯交換反應(yīng):加醋酸鋅等催化劑,升溫至 150 - 200℃,DMT 甲酯基與 EG 羥基交換,生成對苯二甲酸二乙二醇酯(BHET)和甲醇,
需蒸出甲醇推動反應(yīng)。
縮聚反應(yīng):將 BHET 置于 270 - 290℃、0.1 - 10Pa 高真空下,加三氧化二銻等催化劑,分子鏈經(jīng)脫水縮合增長,得 PET 。
2. 直接酯化法(直接法)
原料準(zhǔn)備:以對苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)按 1:1.2 至 1:1.5 摩爾比混合。
酯化反應(yīng):加鈦系催化劑,升溫至 220 - 260℃,PTA 羧基與 EG 羥基酯化,生成 BHET 和水,及時除水促進反應(yīng)。
縮聚反應(yīng):酯化后,升溫度至 270 - 290℃,保持高真空,完成縮聚得 PET 。
二、結(jié)構(gòu)特點
1. 分子結(jié)構(gòu)層面
PET 由對苯二甲酸與乙二醇單元經(jīng)酯鍵相連。苯環(huán)賦予分子鏈規(guī)整性與剛性,乙二醇提供柔性。分子鏈間有較強范德華力,且規(guī)整性使其易結(jié)晶,重復(fù)單元簡式 -[OCH?CH?O - CO - C?H? - CO]- 。
聚集態(tài)結(jié)構(gòu)方面
2. 結(jié)晶態(tài)特征:合適條件下,分子鏈有序排列成結(jié)晶結(jié)構(gòu),結(jié)晶度 30% - 80%,有球晶、單晶等。冷卻慢,易形成大球晶;冷卻快,
結(jié)晶受抑制。結(jié)晶態(tài) PET 密度、強度、耐熱性高。
3. 非晶態(tài)特性:快速冷卻或受添加劑影響,分子鏈無法規(guī)整排列成非晶態(tài)。非晶態(tài) PET 透明性好,但強度、耐熱性弱。實際制品常結(jié)晶
態(tài)與非晶態(tài)共存,可調(diào)控工藝調(diào)整比例。
三、分類情況
1. 按聚合方法分類
常規(guī) PET:經(jīng)酯交換法或直接酯化法合成,應(yīng)用廣泛。
改性 PET:聚合時引入第三或第四單體改性,如加間苯二甲酸(IPA)得 PETG,其透明性、韌性、加工性更佳,用于高端包裝、光學(xué)產(chǎn)品。
2. 按制品形態(tài)分類
①PET 纖維:分長絲和短纖維。長絲用于紡織、工業(yè)絲;短纖維與天然纖維混紡。
②PET 薄膜:有普通和鍍鋁薄膜,具良好力學(xué)、光學(xué)、阻隔性,用于包裝。
③PET 注塑制品:如塑料瓶、托盤等。
④PET 片材:用于熱成型包裝盒等。
四、應(yīng)用領(lǐng)域
1. 包裝領(lǐng)域
用于飲料、食品、藥品包裝,如飲料瓶、食品包裝盒、藥瓶等,利用其透明、阻隔、化學(xué)穩(wěn)定等特性。
2. 紡織領(lǐng)域
用于服裝面料和家紡產(chǎn)品,如服裝挺括抗皺,家紡耐用易清洗。
3. 電子電器領(lǐng)域
PET 薄膜用于電子部件,注塑制品用于電器外殼。
4. 汽車領(lǐng)域
PET 纖維用于內(nèi)飾,注塑制品用于零部件。
5. 光學(xué)領(lǐng)域
PETG 用于光學(xué)鏡片、光盤基材
6.醫(yī)療領(lǐng)域
PET 用于醫(yī)療領(lǐng)域,如一次性注射器、輸液袋等。