聚酯瓶是什么材料的?
聚酯瓶是什么材料的?
聚酯是以PET为代表的热塑性饱和聚酯的总称,包括PBT、PEN、PCT及其* * *聚合物。其中,PET是开发最早、产量最大、应用最广的聚酯产品。在包装领域,聚酯的发展,尤其是包装容器的发展最受关注。现在已有20%以上的PET被用作包装材料,并且呈逐年上升趋势。包装已经成为PET的第二大用户,仅次于合成纤维。
聚酯瓶是塑料瓶吗?
1,包装用聚酯家族的中坚力量
(1)PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)
由于PET通过快速冷却可以很容易地获得非晶、高透明、易拉伸的PET制品,当PET用作包装材料时,可以由非晶瓶坯制成双向拉伸包装膜、高强度、高透明的拉伸吹塑瓶,也可以直接挤出或吹塑成无拉伸中空容器。PET膜透明、耐油、芳香、卫生、可靠,适用温度范围广(高温蒸煮和冷冻包装均可)。但热封性能差,必须与其他薄膜(热封层)配合使用,且价格高于普通塑料薄膜,限制了PET薄膜在包装上的应用。PET中空容器,尤其是拉伸吹塑瓶,充分发挥了PET的性能,对内容物有很好的展示效果,成本较低。所以PET做包装材料的时候基本都是拉伸吹塑,其中应用最广泛的是2L以下的小瓶。
PET瓶以其优越的性能、低廉的成本和环保适应性,在与其他包装材料(玻璃、马口铁、PE、PVC等)的竞争中发展迅速。),但其耐热性和阻气性较差,限制了其在热灌装和气密性要求较高的场合的应用,人们对此非常重视。在提高其性能的过程中,聚酯包装取得了新的发展。首先是提高耐热性。普通PET瓶不能用于包装需要热灌装的东西,比如果汁、茶等。目前通过研究已经开发出三种实用的耐热聚酯瓶:热定型瓶,可满足85℃灌装的要求;PET/PEN合金瓶具有较高的耐热性,在普通的注射、拉伸、吹塑设备上可以制作出满足80℃以上热灌装要求的瓶子。如果是热定型,热灌装温度可达90℃以上。和耐热多芳基化合物等。以提高耐热性。
二是提高气体屏障。虽然PET的阻气性能远高于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等塑料,但对于啤酒、白酒、香水等需要严格保鲜和保味的产品,仍然无法满足要求。有三种主要的方法来改善气体屏障。
(1)多层复合,以PET为主,加入其他气密性好的材料如PVDC、EVOH、MXD6、PEN等制成3层或5层瓶;
(2)采用特殊的处理方法,如在PET瓶的内部或外部涂覆环氧树脂阻隔层,或进行等离子体处理(ACTIS技术);
(3)与其他阻隔树脂成型,以PEN或PEN与PET * * * poly或* * *混合物为原料,既提高了瓶子的气体阻隔性能,又提高了瓶子的耐热性,可满足啤酒保存3-6个月的要求;还可以用碱洗消毒,重复使用,降低成本。因为前两种方法都存在一些问题,如透明度差、回收困难、工艺复杂、设备要求特殊,而且虽然气密性有所提高,但耐热性较差,只能适应无菌灌装场合。我国啤酒行业大多采用灌装后巴氏杀菌技术,因此以PEN或PEN与PET的混合物为原料,通过现有的PET吹瓶机设备和技术成型,是适合我国国情的啤酒塑料包装的发展方向,值得有关部门和企业重视。
目前我国非纤维PET(聚对苯二甲酸乙二酯)的产能为64.9万t/a,因此开发PET在其他领域的应用成为目前行业的热点。目前,PET的应用存在三个制约因素:①熔体强度差;②结晶速度慢;③尺寸稳定性差,不能满足工业上快速注射成型的需要。
高粘度聚对苯二甲酸乙二醇酯(HVPET)是一种结晶聚合物,具有高粘度、优异的耐热性、耐光性、耐酸性、耐低温性、耐油性、耐冲击性等特性。该产品具有结晶性好、取向性好、重量轻、强度高、气密性好等特点。其产品表面光滑、透明、无毒、卫生,可直接用于食品包装。
在包装汤、意粉酱、苹果酱、果酱、果冻等食品时,不再使用玻璃瓶,而是使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料制作包装罐。这些包装罐使用安全,不会被打碎。为了方便使用,这些塑料罐的侧面还提供了模制手柄。在一次国际包装展上,包括Schmalbach的Rebecca Company在内的几家公司展示了几款透明PET材质的奶瓶,比不透明HDPE材质的奶瓶要好很多。
(2)聚萘二甲酸乙二醇酯
在1998中,聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)是一种新型的“聚酯”包装材料。这是因为PEN的分子结构与PET相似,但用萘环代替苯环,所以PEN的阻隔性能比PET好,尤其是气体阻隔性、抗紫外线性和良好的耐热性(普通非晶PEN的热变形温度达到100℃,而PET只有70℃)。由于PEN的工业化生产,在不久的将来,它将大量进入包装领域,这必将引发继PET之后的又一次包装革命。日本青木公司与壳牌(Shell)公司共同开发婴儿食品用笔筒,所用树脂为壳牌公司生产的Hipertuf90000,生产设备为青木公司的100LL220注射拉伸吹塑机。PEN瓶可以承受低酸食品所需的消毒条件(116℃,63min),保质期在16个月以上,几乎和玻璃瓶一样。按照10/90的PEN/PET用量计算,每公斤价格仅为2.00美元(而PEN的价格为11美元),可见其具有明显的价格优势。
新型制笔材料的快速发展得益于制笔原料——NDC的工业化生产,这将归功于美国阿莫科公司和日本三菱公司,以及开发和生产制笔的公司。此外,由于PEN的优点,在饮料、啤酒、化妆品的包装上也有广阔的前景。
(3)PBS(聚丁二酸丁二醇酯)
目前,世界上越来越重视可生物降解的经济型高分子材料。脂肪族聚酯的合成因其生物可降解性和经济性成为国内外研究的热点之一。其合成方法包括生物发酵法和化学合成法。前者主要用于合成羟基脂肪酸酯(PHA),前者合成的聚合物成本高。后者主要合成线性聚酯,采用开环和缩合的方法,可用于产品的分子设计,成本较低。由于它们的低熔点,脂肪族聚酯不能单独用作塑料,聚(草酸酯)和聚(丁二酸丁二醇酯)除外。聚草酸酯难以达到高相对分子质量,稳定性差,实际应用困难,而聚丁二酸丁二醇酯由于热稳定性好,产品相对分子质量高而备受青睐。
聚丁二酸丁二醇酯是一种线性聚酯,由清华大学化学工程系聚合物研究所成功合成。合成过程包括酯化和后缩聚。后缩聚可以在真空中,或在高真空和高温下,在扩链剂的存在下在挤出机中进行。该方法合成的树脂可直接挤出成产品,生产效率可进一步提高。目前,研究所做了以下工作:通过控制合适的反应条件,合成或寻找新的催化剂,使产物具有较高的相对分子量;研究了催化聚合及其生物降解机理。合成了多种扩链剂,探讨了与预聚聚酯末端羟基快速反应的扩链剂,使反应能在挤出机中完成。采用不同单体与丁二酸和丁二醇酯聚合,对线型聚酯进行分子设计,调整其力学性能和生物降解性,以满足不同领域的应用要求。研究了线型聚酯的结构和性能与其在不同条件下的微生物降解性之间的关系。目前日本只生产了小批量的聚丁二酸丁二醇酯产品,清华大学研制的产品相对分子量已达到日本产品水平。目前正在进行机理和应用开发研究,计划进行中试和扩大生产。
2.聚酯应用的主要包装领域
(1)饮料包装
在饮料包装中,聚酯瓶应用最成功的是碳酸软饮料(CSD),如可乐、雪碧等。CSD瓶已占PET瓶总量的1/3。PET瓶外形美观,设计灵活,强度高,对二氧化碳的密封性能好,卫生可靠,是CSD的理想包装容器,广泛应用于CSD行业。据中国饮料工业协会1998统计,PET瓶占我国CSD包装的57.4%,其次是易拉罐和玻璃瓶,分别占31%和7%。
(2)食用油包装
PET瓶具有良好的耐油性、透明性,无毒、无味、不易破碎,对氧气的阻隔性好,对紫外线的屏蔽性好,能长期保护食用油不被氧化而变质。国外已经成功应用,国内这方面的需求近年来也在不断上升。
(3)调味商品的包装
酱油等液体调味品是聚酯瓶的巨大潜在市场。PET瓶的留香性能好、重量轻、不易破碎等特点是其应用于该领域的有利条件。早在1995年,日本在该领域的应用已经超过3万t,占PET瓶总消费量的13%。在国内,这类商品仍以玻璃瓶包装为主,聚酯瓶的应用还处于起步阶段。
(4)啤酒包装
中国是啤酒生产大国,2000年啤酒产量超过21.4万吨,居世界第二位。随着饮料行业的快速增长,聚酯包装瓶行业的发展前景十分光明。PET瓶具有重量轻、价格低、使用安全性高、环保节能性好的特点,生产能耗可降低50%左右。随着软饮料市场的快速增长,PET瓶的年消费量在过去五年中增长到65,438+08%,居塑料食品包装首位。特别是灌装饮料的热灌装PET瓶,成为PET瓶增长最快的品种,年增长率超过50%。随着PET聚酯啤酒瓶的出现,为其提供了广阔的发展空间。目前,美国、英国、日本等国家的一些啤酒厂已经采用聚酯瓶包装。如果2000年我国啤酒产量超过2000万t,将消耗约250亿-300亿个啤酒瓶(含回收),即使部分替代,其市场前景也不可估量。
(5)农药、医药、日化产品的包装
聚酯瓶可以用于一些农药包装,国内已经有低成本的聚酯材质的PET农药瓶投入生产。PET瓶安全、卫生,并具有良好的防潮、隔氧和展示功能,使其应用于医药包装领域。化妆品、洗涤剂等日化产品也是聚酯瓶的巨大市场。PBT和PEN瓶具有良好的耐化学性、留香性、高透明性、屏蔽紫外线和造型设计的灵活性,这是化妆品和其他日化产品的预期特性。因此聚酯瓶被广泛应用于日化产品的包装,特别是具有气体阻隔和紫外线屏蔽的新型PEN树脂瓶将在香水和化妆品的包装中占据一席之地。