PET樹脂基礎知識

　　PET(又叫PETE)是一種聚酯材料，可以進行拉絲、注塑和吹瓶加工。根據不同要求，特殊級別的樹脂可以有不同的應用。

　　PET是一種長鏈(分子的長鏈是由基本單元的數量顯示)，白色或者微藍色熱塑性的塑料，由對苯二甲酸和乙二醇縮聚而成。這些由樹脂生產商提供的原料粒子每個大約0.05g，在20世紀50年代PET是一種重要的紡織材料。良好的機械強度、耐溫性和耐磨性使得PET成為一種理想材料來代替天然生產的絲綢，棉花和羊毛。

　　PET還有良好的阻隔性、低的吸水性和良好的韌性。PET膜的抗張強度和鋁的片材相似，同時是PA和PC膜的3倍。PET膜透明，如果定性拉伸后他的片材抗張強度可以達到鋼鐵片材的1/3到1/2。他是韌性最好的熱塑性薄膜。它有明火時燃燒激烈伴有黃色火焰，離火后能繼續燃燒。

　　瓶級PET

　　今天，PET依然廣泛使用在這些方面，但是從20世紀70年代開始，市場上需要一種重量輕，不易被打破的瓶子來包裝含氣飲料，PET成為了不二的選擇。不似PE這種簡單聚合物，PET不是被單一的過程制造，而是由純度對苯二甲酸和乙二醇這兩種化學原來反應而來。在過去PET的供給被指定為第一有實用性，導致今年有新的產能投入生產，確保PET在未來不斷增長的需求。相關的聚酯還有PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)和PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯，這種材料主要被引用于工程塑料)。PEN擁有的性能都超越了PET，特別是其在阻隔性性能和耐熱性能上的表現。自從把PEN和PET用來混合制造一系列的合金，使得一些特殊包裝的應用成為可能。

　　作為一種透明、耐磨、耐腐蝕的塑料，PET(瓶級)有高強度和光滑性，PET瓶廣泛地被使用來包裝礦泉水、果子、食用油、醫藥品和化妝品等等。

　　熔融溫度：254-256℃

　　結晶：≥45%

　　通過控制結晶溫度和冷卻速度可以制造結晶或者不結晶的PET產品。黏度越高，結晶速度越慢。影響PET瓶成型和性能的關鍵因素是結晶和結晶的取向。如果PET數字的汗水比較高，在成型過程中會發生水解，黏度會下降，意味著產品質量受到影響。

　　端羧基：≤20mol/t

　　乙醛：≤3ppm(不包括生產中的，和烘干和成型的溫度有關)

　　碳酸飲料瓶必須≤9ppm;礦泉水瓶需要≤4ppm

　　密度：1.38～1.40g/mm3

　　玻璃化溫度：82℃

　　在瓶的工業制造中，PET的鏈長通常被用來描敘樹脂的黏度。瓶子的等級有黏度0.65到0.85dl/g，或者每鏈有100到150個重復的單元。

　　大部分瓶級PET都是共聚物，有一些修飾物成為了聚合鏈的一部分。共聚物更加容易注塑成型，因為結晶性能已經被改進。

　　當注塑成型的PET在合適的溫度下被延伸到合適的長度一個不同尋常的變化就發生了。長鏈承受鏈硬化和鏈誘導而結晶，在這種合適的工藝下PET瓶變的透明，耐內壓，壁厚均勻，有韌性和其它許多特性。為了得到這些好的性能，必須選擇合適級別的樹脂，合適的半成品，瓶子設計和好的成經驗。

　　一些等級的PET有了其他的修飾用來改進瓶子的阻隔性能，耐熱性能(兩步法系統)或者減少產生乙醛(AA)。

　　PET的主要優點

　　完全透明

　　產品看起來新鮮，純凈和健康。發光的PET瓶吸引注意。產品外觀像玻璃一樣閃閃發光。

　　純潔

　　產品嘗起來很好。PET遵守國際食品相關的法規。

　　安全

　　PET瓶堅韌，同時在產品的生產，儲存和運輸過程中不會打破。即使打破了，也只會裂開，并不會破碎。它有高看沖擊力和好的抗張強度使得它成為理想碳酸飲料包裝產品。

　　良好的阻隔性

　　PET對氧氣，二氧化碳和水蒸氣都有很低的滲透性，意味著它能保護和維持產品的完整性，給產品良好的貨架期。PET也有很好化學穩定性。

　　輕量

　　只有相同玻璃包裝的10%的重量，PET瓶能降低運輸成本30%;并且因為產品的壁薄，能節省貨架25%的空間，和相同數量的玻璃瓶相比。高強度低重量的PET瓶和玻璃瓶可以堆棧一樣的高度。

　　無泄漏

　　因為注塑成型的瓶口使得絕對密封的完整性成為可能。無縫連接瓶子不可能泄露。

　　設計靈活

　　適合所有形狀，大小，口徑，布局和顏色的容器。

　　可循環使用

　　優秀的環保特性取決于材料的單一。被使用過的PET瓶可以被清洗后，重新造粒和重新成型為PET瓶或者重新作為皮帶，毛毯，填充纖維等等的原料。特別設計的后壁瓶可以清洗后重新灌裝和重新使用。PET和紙一樣都是有三種元素組成(碳、氫、氧)，并且不包含有毒物質。然后只產生二氧化碳和水，沒有任何殘毒。

　　良好的穩定性。

　　在所有用于包裝的主要聚合物中PET表現出最好的化學穩定性。

　　長的貨架期

　　非常好的貨架期表現，尤其是新的高阻隔形式。

　　選擇正確的級別的樹脂滿足不同的包裝需求。

　　雖然所有的等級都是可行，但是來自各行各業的結果中往往只有一個特別滿足他的需要。

　　事實上，PET被應用到各種各樣的包裝中，從軟飲料到化妝品，盡管如此樹脂的質量必須符合標準，去保護產品和流通的安全。不僅產品需要保持良好的儲存環境，也要去進行銷售。在這種情況下，飲料食品和它包裝必須有吸引力，合乎常理和方便。某種PET的應用的樹脂選擇必須滿足終端產品的需求。強度、透明、阻隔性能和抗紫外線能力是少數的幾個因素被用來考慮在包裝上。

　　均聚物和共聚物都應用到PET樹脂中。在PET均聚物中只有對苯二甲酸和乙二醇的重復單元，使得這種PET有最高的熔點和最好的強度特性。共聚物PET中包含其他的單體，例如異肽酸，擾亂聚合鏈，使得熔點低，減緩結晶，和特別是在厚度應用中提高了透明度。

　　不同等級的樹脂適合不同的終端使用。這些特殊的特征可以制造出在他們設計包裝的理想產品。那PET的那些特征最重要呢?根據以上，那中特征最重要取決于瓶子預訂包裝的產品。

　　碳酸軟飲料(CSD)

　　強度：用于包裝碳酸飲料的PET瓶的樹脂有明確的質量要求。這種材料必須有非常的強度來控制二氧化碳生產的壓力而不變形，或者擴張。高黏度低聚合水平的樹脂能夠滿足這種需求。

　　透明度：在消費者的接受導向上，透明度是飲料包裝的一個重要因素。低的結晶度可以使用PET更加透明。

　　顏色：盡管PET的重要特性之一是一種非常干凈的材料，但是對于軟飲料來說這不是必要的，因為需要飲料自身有顏色，他們被包裝在有顏色的PET瓶中。

　　水

　　一些水被包裝在和軟飲料一樣的瓶子中，因為有許多相同的要求，但是有一些不同。

　　強度：和碳酸飲料不同，包裝水的瓶子之需要足夠的強度去保持水的需求。在大多數情況下黏度只要求0.74到0.76。

　　顏色和透明度：透明度是一個最重要的原因用來包裝水。包裝水的PET瓶需要非常的感覺和稍微帶一點藍色。高共聚水平的樹脂增加了透明性。

　　純凈：水是沒有氣味的產品，所以對塑料的要求嘗起來無味，聞起來無味是必要的。一般情況下PET不會對產品的滋味產生影響，所以對于包裝水來說是一種重要的材料。

　　果汁―――熱灌裝

　　果子和許多其他的產品，如運動飲料、高酸新飲料都是熱灌裝在PET瓶中的。在這種情況下的包裝熱固的為了去提供容器的耐熱能力。有高玻璃化溫度和結晶速度快的PET樹脂是首選。通常低的共聚水平是首選，或者黏度為0.8也是可接受的。

　　強度和顏色/透明度：這個因素不像水和碳酸飲料一樣重要。純凈度因素很重要，如果瓶子不夠純凈，果汁有就可能有嘗起來有塑料的味道。

　　啤酒-----新市場的新需求

　　一般啤酒被看成是碳酸飲料市場的延伸，盡管如此它要求熱灌裝和高阻隔。在制造啤酒瓶上使用的技術使得啤酒瓶種類很多，應用不同(冷灌裝或者巴氏消毒)，找到共同點都很困難。使生產的品質滿足預定的需求一直都是最重要的因素。使用啤酒上的典型類型有：非隧道巴氏殺菌，單程隧道殺菌和可回收重復使用的瓶子。

　　阻隔性：和PET的包裝碳酸飲料的品質相比，啤酒瓶要求對二氧化碳和氧氣有更高的阻隔性。被要求的程度取決于啤酒的類型，容器的大小，分銷的渠道和環境條件(儲存的時間，溫度和濕度)。提高阻隔性可以通過涂層、多層結構和脫氧劑獲得。

　　顏色、透明度、UV阻隔性：除了那些阻隔要求，大部分啤酒都需要防止紫外光線。這種保護可以通過著色或者添加抗UV添加劑獲得，這些可以在PET瓶坯的注塑階段加入。因為啤酒各種各樣的需求，樹脂必須選擇那些能提供足夠阻隔性、抗UV和透明度。

　　強度：啤酒瓶要求足夠的強度維持二氧化碳的壓力和在一個很寬泛溫度下的巴氏消毒。黏度在0.8到0.84這個范圍的通常合適。啤酒寧愿使用香檳底座也不愿意使用帶花瓣狀的底座。在以上所有條件下，PET這種資源有效地使用于消費者的飲料中，一個不可缺少的原因是PET質量輕。不僅有利于消費者，而且運輸費用的降低和在周轉中的能量消耗的減少都是因為重量。因為PET比替代品更輕，一輛卡車可以多裝60%的飲料，并且減少80%包裝，燃料節省40%和減少空氣污染。

　　PET瓶坯/瓶子的生產

　　傳統PET瓶成型機器被分成兩種，使用一步的“熱成型”法和使用兩步的“冷成型”法。

　　一步法：從粒子到瓶子所有的過程都是在一臺機器上完成。這意味著注塑的半成品瓶坯還是熱的時候就從模腔中取出，然后被吹塑成瓶子。稍后不用儲備大量瓶坯用來吹塑，也不用額外加熱瓶坯;而且沒有在運輸和儲存過程中損壞半成品表面的風險，每次都是最新的成型品。一部法非常適合中小型的生產線。

　　兩步法使用兩種獨立的機器。首先注塑成型半成品，然后第二步是再加熱和吹塑。兩步法系統采用兩種獨立的機器：制造半成品的注塑成型機，和再加熱吹塑成型機是把半成品從冷再加熱半成品然后吹塑成型瓶子。加熱半成品的設備系統意味著兩步法生產過程更低的熱效率。這種方法更加適合大中型的生產。

　　在PET瓶的生產過程中通常采用2步法。

　　PET的干燥

　　PET會從空氣中吸收水分。水分必須在生產之前通過除濕干燥被移除。

　　PET的塑化

　　干燥過的PET粒子會被螺桿擠壓和溶化。

　　PET辦成品德注塑成型

　　溶化的PET被注射進注射腔并被快速的冷卻形成半成品。(被吹塑成型的瓶子的半成品是試管狀的樣子)

　　加熱PET半成品

　　通過校正吹瓶的參數來調整半成品的溫度。

　　吹來成型PET容器

　　熱的半成品在型腔中同時吹拉形成堅韌、量輕的容器。PET被加熱到一個溫度，這時延伸的PET鏈狀分子被打斷充分流動而展開，可以被導向的拉伸。在兩個直角方向上運用拉伸，在拉吹成型法中，給一個二軸的方向。在拉伸方向，被導向的PET控制密切在一起到鏈在一條直線上。因為單個的分子被連在一起，使得材料強度更加高。被導向PET的抗張強度是沒拉伸的好幾倍，而且沖擊強度、阻隔性和化學穩定性也有很好的改進，因此瓶子能更加的輕而不犧牲性能。

　　PET容器的排出器

　　完成的容器被排出。

　　乙醛含量

　　什么是乙醛。乙醛(AA)是一種化合物，存在于柑橘類的水果和其他食物中。它有一種與眾不同的酸性味道。AA也會在PET瓶的生產過程中產生。

　　AA是如何影響產品的呢?隨著PET容器的流行，水的公司更多的開始關注AA和它怎樣對產品的味道的影響。在大多數情況下，在飲料的消費過程中AA的氣味幾乎不能被發覺。例如，在含氣軟飲料中有非常甜和濃烈的氣味掩蓋了那種塑料的輕微味道。但是純水那種極端微弱的味道不足夠去掩蓋乙醛，對于消費者來說很容易注意到AA的出現。人們在選擇水的品牌時總是把味道排在第一位。他們尋找不可能在自來水中發現的潔凈。水公司留住消費者的忠誠，通過提供一如既往高資料的產品來履行品牌的承諾。即使味道有細微的差別，將會折中品牌承諾和銷售的影響。

　　AA是怎樣產生在PET瓶中?在瓶子制造過程中，樹脂粒子被高溫干燥和溶化(超過260℃)后注射成型為半成品。半成品重新加熱和被吹拉成型為容器。在溶化階段AA產生了。

　　通過最低溶化溫度和保持最小的溶化停留時間來優化成型條件能幫助產生最少的AA。盡管不能完全消除。在生產過程中產生的AA被留在了瓶子和容器的聚合物基質中。由于AA在室溫下就會揮發，最后它還是會遷移到大氣和包裝的內容物中，影響味道。AA遷移到數量和直接與儲存時間和溫度有關。有許多方法可以有效的降低AA的水平使味道不受影響。首先，選擇對的PET樹脂。樹脂根據水容器的需求具體地來調整有效的性能。例如，Voridian Aqua PET18696和20837樹脂被推崇為低水平AA的代表。每個都有低黏度值，在0.72到0.76之間。低粘度值把熔融過程中生產的AA降到最低。

　　因為瓶子性能的重要性，這些樹脂被設計，為了低的分子量而不能降低最后瓶子的性能。

　　當然，水市場希望所探求的AA水平甚至比容許使用的最先進的聚合物還要低。在這種情況下，低AA的樹脂與AA清楚劑結合。AA清除劑被混合在PET中，當PET在注塑成型被熔融的階段。清除劑反應或者結合AA，把它和聚合物的基質鎖在一起，而不能遷移到產品中。清除劑能在半成品中進一步降低AA的水平，可以達到70-80%。選擇合適的PET解決低AA和高性能之間的合理平衡是非常重要的。這樣能生產出有卓越造型性能和光學性能的瓶子。低AA樹脂可以很好地混合顏色，染色的樹脂可以生產很多中外觀和感覺的產品來支撐品牌。

　　PET的回收

　　PET是可以完全回收循環使用的，也存在方便。它的回收編碼是1，消費后被回收的PET(PRC PET)可以用來制造衣服和地毯纖維，或者被用來做填充纖維，例如作為枕頭的填充物。回收的PET可以用來做非食品用的瓶子，例如清潔產品。制造食品飲料的容器沒有回收的PET，它必須通過經核準的過程去確保沒有污染物，并且必須保留足夠的原始性能去滿足最終質量的要求。

　　一個簡單也受歡迎的方法是僅僅打碎PET的成型產品，然后把這打碎的PET顆粒混合到新的PET樹脂中，但是混合的比例不能超過20%。高再研磨比例將使得在熔融黏度、顏色和氣味上有差異。當使用回收材料時，磁選加料斗被建議使用在注塑機上。