钢笔的应用

PEN的结构与PET相似,不同的是分子链中的苯环被更刚性的萘环取代。PEN是由2,6-萘二甲酸二甲酯和乙二醇缩聚得到的聚合物。在PEN的分子结构中,萘环结构更可能是平面的,这使得PEN具有更好的气体阻隔性。比如PEN对水蒸气的阻隔性是PET的3-4倍,作为包装材料可以大大提高产品的保质期。分子中萘环的引入提高了大分子的芳香性,使PEN表现出比PET更好的耐热性。PEN的熔点为265℃,玻璃化转变温度在120℃以上,比PET高50℃左右。长期使用温度高达160℃,钢笔在180℃的干燥空气中放置10h小时后伸长率仍能保持50%。但是,在同样的条件下,PET会变得无法使用。此外,PET/PEN的* * *聚合物对PET的热性能也有明显的改善作用。PEN的杨氏模量和拉伸弹性模量比PET高50%,在170℃的力学性能远高于PET。由于萘的双环结构具有很强的紫外吸收能力,可以阻隔波长小于380nm的紫外线,其光稳定性是PET的5倍左右,在真空和O2中的耐辐射性分别可以达到PET的65,438+00倍和5倍。PEN分子链中的酯基虽然在水中分解,但分解率仅为PET的1/4,耐酸碱性也优于PET。

由于PEN具有良好的气密性和相对较大的分子量,在实际使用温度下低聚物析出的倾向较小,当加工温度高于PET时,分解释放的低醛比PET少。虽然PEN和PET一样是结晶材料,但是当它处于无定形状态时,可以透明地成型。1.生产过程中的影响因素

PET/PEN合金兼顾了PET的经济性和PEN的耐热性和阻气性,因此PET与PEN的合金化是PEN走向市场(特别是包装领域)的主要途径之一。通过熔融* * *混合反应挤出,选择合理的酯交换速率水平和反应挤出工艺条件,获得了性价比合理、技术可行、质量稳定可靠的耐热、阻气、透明包装瓶材料。

使用PEN树脂和瓶级PET树脂。在稳定剂、成核剂和添加剂的存在下,用双螺杆挤出机将PEN和PET按比例注射,并在合适的条件下挤出。发现当PEN的含量较小时(

综合考虑合金材料的综合性能、应用加工性、价格等因素,选择PEN含量小于20%的比例为宜。在熔体挤出过程中,合金材料在螺杆挤出机中的挤出时间(或停留时间)对合金材料的性能有很大影响。反应挤出时间越长,合金的酯交换率越高,说明随着反应时间的延长,PEN和PET的相容性增加。但副作用是合金颜色加深,熔融指数MI增加,说明树脂的热降解随着挤出时间的增加而增加,说明热降解的增加抵消了部分酯交换提高耐热性的作用。可以看出,PET/PEN的酯交换率不宜过高或过低,应在5-10%的适中水平。

2.PET/PEN合金瓶坯的生产

采用双螺杆挤出机理获得PET/PEN合金材料,用国产注塑机成型瓶坯,在国产二步法吹瓶机上进行拉伸吹塑制瓶。耐热瓶级PET/PEN瓶制品成型条件(限两步法)采用注射温度280-330℃;夹紧压力65Pa;保温时间为4-8秒;冷却时间4-8秒;冷却介质自来水。瓶子成型预热温度为100-125℃;吹风速度中等。中等释放速度;充气压力为15Pa。通过在上述范围内调整工艺条件,将注射拉伸吹塑瓶与市场上的纯PET瓶、PET和PEN直接混合瓶以及耐热包装瓶进行了比较。发现普通瓶级PET树脂瓶无法耐热,甚至耐热瓶级PET树脂在目前的通用设备上也无法吹制成真正的耐热瓶,其优势只能在改进后的设备之上体现。另外,PET和PEN作为吹瓶机的原料很难直接混合,耐热性提高有限,产品质量较差,只能在国外专用设备上使用。采用这两种材料制成的合金材料作为吹瓶机的原料,产品的耐热性能高于各种规格的PET瓶,与三得利五农饮茶瓶相当,综合性能良好,可满足我国85℃以上耐热包装的要求,并可在国内现有的两步法设备上成功进行。

可见,将PET与PEN预反应,实现一定的酯交换反应,形成PET/PEN合金是一种很好的方法。该预反应通过通用螺杆挤出机进行。衡量PET和PEN相容性的酯交换率主要由挤出温度和在螺杆机筒中的停留时间决定,因此可以通过控制挤出温度和时间来达到所需的酯交换率。适度的酯交换率为5%-10%,过高或过低的酯交换率都不利于后续的吹瓶机工艺和瓶身产品的性能。制备耐热瓶级PET/PEN合金材料可用于果汁、茶等饮料的热封和装瓶。在国内广泛使用的国产两步法设备上可以成功实现。该瓶能承受85℃以上的温度,其它综合性能满足实用要求。二氧化硅在1中的分散。钢笔/PET***聚酯

国内研究人员用扫描电镜对含0.1%(质量分数)和0.4%(质量分数)二氧化硅颗粒(BHEN含量为8%(摩尔分数))的PEN-PET***聚酯进行分析,观察不同含量的二氧化硅颗粒在PEN-PET * * *聚酯中的分散情况。结果表明,不同SiO2颗粒含量的花键段颗粒分散均匀,粒径在0.4um以下,不存在过大颗粒。当二氧化硅颗粒含量增加时,它不会絮凝成过大的颗粒。

2.PEN-PET聚酯薄膜的干热收缩率

干热收缩率是反映薄膜尺寸稳定性的重要指标。干热收缩越小,薄膜加热后的尺寸稳定性越好,越不容易变形。随着2.6萘环单元的引入和在* * *聚酯中含量的增加,干热收缩率明显下降。这是因为2,6-萘二酰基单元的引入增加了* * *聚酯大分子链的刚性,使得PEN-PET * *聚酯表现出比PET更好的热稳定性,2,6-萘环单元含量越高,热稳定性越好。

3.聚酯薄膜的声速取向

取向影响聚合物的所有力学性能,最突出的一点是取向产生各向异性,取向方向性增强,在薄膜制造中起着重要作用。双轴取向的聚合物膜沿其平面在垂直和水平两个方向上被拉伸,并且聚合物链倾向于在平行于膜平面的方向上排列,但是分子链在该平面中的取向是随机的。用声波传播法测量晶区和非晶区的平均取向度,测得的取向度反映了整个分子链的取向状态。在相同拉伸倍数下,随着* * *聚酯中26-萘环单元的引入,声速模量明显增大。这是因为2,6-萘二甲酸结构单元的引入增加了* * *聚酯大分子链的刚性:随着* * *聚酯中2,6-萘环单元的引入,声速取向花园也明显增加。这可能是由于萘具有比苯环更大的* * *轭结构,其分子链具有很高的刚性。它倾向于形成直链结构,而PET具有折叠链结构,尽管也会发生分子取向。因此,当声波在PENPET***聚酯薄膜的拉伸取向方向传播时,其传播方向比PET更平行于***聚酯大分子链,声速更高。因此,计算的声速方位因子增加。随着拉伸比的增大,聚酯各组分的声速模量和声速取向因子增大,说明随着拉伸比的增大,更有利于分子链沿平行于拉伸方向的方向排列。

4.* * *聚酯薄膜的力学性能

薄膜的力学性能直接关系到薄膜的质量。它不仅由内部化学因素(组成、结构等)决定。)的聚合物用来制膜,还与成膜和后处理有关。因此有必要对其力学性能进行研究。相同拉伸倍数的PEN-PET (DMN含量为20%(摩尔分数))的断裂强度略高于PET,但断裂伸长率显著降低。这是因为引入的萘环具有更大的* * *共轭结构,使得分子链刚性化,所以改性* * *聚酯的强度并没有因为分子链的对称性和规整性被破坏而降低。但是伸长率降低。而相同组成的PEN-PET * * *聚酯随着拉伸倍数的增大,强度逐渐增大,伸长率逐渐减小。这是因为聚合物强度的各向异性随着取向度的增加而增加。相同拉伸比的酯交换法得到的PEN-PET * * *聚酯薄膜的强度和伸长率与酯化法得到的PEN-PET * * *聚酯薄膜的强度和伸长率不同,这可能是由于两种工艺路线中加入的催化剂等添加剂的种类和用量不同,以及两种单体的纯度不同,导致* * *聚合物的实际组成比例不同,成膜时的超分子结构也不同。1.容器包装瓶的应用

钢笔被用来改善宠物。在PET中添加10%的PEN,可将瓶子的耐热温度提高到90℃。添加30%-40%的PEN有时可以制成更耐热的瓶子,并提高其气体阻隔性。PET/PEN瓶受市场重视。将其制成可重复使用、可重复使用的啤酒瓶,可以避免玻璃啤酒瓶意外爆炸,严重困扰啤酒市场。因为啤酒比其他软饮料更容易受到环境的影响,对空气中O2和CO2的阻隔性差,足以让啤酒的口感变差。巴氏杀菌啤酒生产线中,要求啤酒瓶具有耐热耐压能力,保证有效保质期不低于3-6个月。PET本身不具备良好的气体阻隔性,耐热性不足,使用PET和PEN*** poly材料可以有效解决这一问题。PET/PEN瓶耐热性可达80℃以上,进一步加工后可达90℃以上。日本青木公司生产的PET/PEN瓶在* * *混合聚合物方面一直走在世界前列,并取得了巨大成功。日本先锋公司还开发出厚度为0.35mm的500ml PET/PEN热罐装瓶,可将灌装后的饮料、食品保质期延长10周以上。

当PEN添加量为5%-10%时,可制成合格的塑料啤酒瓶。

啤酒瓶长期以来一直被用作啤酒的传统包装材料。在消费者眼中,玻璃瓶装啤酒是唯一的选择。但是玻璃瓶的缺点是有目共睹的,重量大,破损率高,耐热性和导热性差,最严重的是容易爆炸,伤害消费者。因此,改用塑料瓶装啤酒势在必行。但是啤酒容易氧化变质,O2容易渗透瓶壁。PET瓶只适合短期存放。如果增加不渗透的涂层或阻隔层,防止渗透和CO2渗出,啤酒的保质期会延长数周,但成本会增加,不利于瓶子回收,PET瓶表面容易划伤,影响回收的美观性。此外,PET瓶的另一个问题是无法承受啤酒巴氏杀菌时的温度。采用PET/PEN聚或其混合物为原料,既提高了瓶子的耐热性,又提高了瓶子的气体阻隔性,可以满足啤酒保质期3-6个月的要求,还可以通过碱洗消毒,重复使用,降低成本。由于PET/PEN瓶是透明的,饮料瓶中的PET和PEN更不容易自由析出,也不吸收原饮料的气味和空瓶回收过程中带来的异味。耐水解,耐高温碱洗消毒。它的高阻气性使瓶中的内容物保持新鲜和营养,而且味道不会变坏或变质。因此,这种瓶子特别适用于矿泉水、纯净水、碳酸饮料、果汁等软饮料。,回收效果好。

2.PET/PEN***聚酯薄膜的优异性能

PET/PEN***聚酯通过双向拉伸制成性能优异的薄膜。PET的拉伸膜用LSJ20塑料挤出设备挤出,螺杆直径为20mm,螺杆长径比为25,转速为60r/min。拉伸通过双轴拉伸机进行。首先在LSJ20塑料挤出设备中于275℃挤出成厚片,然后在65438±030℃下以相同倍数双向拉伸至3-4倍。

PET/PEN***聚酯薄膜的干热收缩率是反映薄膜尺寸稳定性的重要指标。干热收缩越小,薄膜加热后的尺寸稳定性越好,越不容易变形。随着2,6-萘环单元的引入及其在* * *聚酯中含量的增加,干热收缩率明显下降,这是因为2,6-萘二甲酸单元的引入增加了* * *聚酯大分子链的刚性,使得PET/PEN***聚酯表现出比PET更好的热稳定性,2,6-萘环单元含量越高,热稳定性越好。

聚合物的机械性能可以通过测量* * *聚酯薄膜的声速取向来判断。在相同拉伸倍数下,随着* * *聚酯中2,6-萘环单元的引入,声速模量明显增加,这是由于2,6-萘二甲酸结构单元的引入,增加了* * *聚酯大分子链的刚性。随着* * *聚酯中2,6-萘环单元的引入,声速取向因子明显增加。这是因为萘在制膜过程中具有比苯环更大的***轭结构,分子链刚性高,倾向于形成直链结构,而PET具有折叠链结构,所以当声波在PEN/PET***聚酯薄膜的拉伸取向方向传播时,其传播方向与* * *聚酯大分子链更平行,声速更高。随着拉伸比的增大,声速模量和声速取向因子增大,说明聚酯薄膜的性质有利于分子链沿平行于拉伸方向的方向排列。

聚酯薄膜的力学性能直接关系到薄膜的质量,这不仅是由内部化学因素(组成、结构等)决定的。)的量,还与膜的成型和后处理有关。相同拉伸比的PET/PEN的断裂强度略高于PET,但断裂伸长率明显降低。这是因为引入的萘环具有更大的* * *共轭结构,使得分子链刚性化,所以改性* * *聚酯的强度并没有因为分子链的对称性和规整性被破坏而降低。相同组成的PET/PEN***聚酯随着拉伸倍数的增加,强度增加,伸长率降低。

这是因为聚合物强度的各向异性随着取向度的增加而增加。

3.生产PET/PEN***涤纶高强工业纤维。

用PET/PEN***聚酯生产纤维,充分利用了PEN优良的物理化学性能,结合PET的低廉价格,可用于生产工业丝、高温地毯、橡胶增强材料,包括轮胎帘子线、胶管和胶条、高温气体过滤器、纸纤维毯和单丝、丝网印刷和电绝缘材料、工业用织物、绳索、电缆和过滤器等。该树脂具有优异的耐水解性,可用于纺织纤维和光纤导光系统等。用这种树脂制成的工业丝特别适用于轮胎帘子线、三角带、输送带等。它具有较高的机械性能和良好的附着力与橡胶。日本开发了PET/PEN***聚皮芯纤维的生产工艺,保持了PEN的优良性能,但与PET相比成本低,力学性能保留率好。对橡胶具有良好的粘合性,这类纤维表现出较高的模量和尺寸稳定性,优异的抗紫外线性能,可用于汽车座椅和安全带。PET/PEN***涤纶制成的工业丝性能优异。

阻燃聚酯纤维是一种含磷聚酯材料,有长纤维和短纤维两种形式。这种阻燃聚酯纤维燃烧时不产生气体,反复洗涤后性能不变,光照不褪色。可用于卧室窗帘、桌布、床罩等。PET/PEN聚酯材料制成的阻燃纤维可制成高档家用织物。

由于PEN的结晶速度比PET慢,有利于分子的高取向,所以用超高速纺丝制造服装或工业用高强度PEN长丝。由于价格原因,目前PEN在纤维领域的商业应用受到限制,PET/PEN***聚酯生产的工业聚酯纱线在强度、模量、尺寸稳定性等方面明显优于工业PET纱线,有望成为人造丝轮胎骨架材料的替代品。在有特殊要求的地区,如高温、潮湿、日晒、盐水浸泡等条件下,可以使用航行用三角带和船帆的增强材料。有专家建议,中国应首先考虑使用进口的重要中间体2,6-萘二甲酸(NDA)或2,6-萘二甲酸二甲酯(DMN)合成PEN。合成PEN的基本原料可由2,6-二甲基萘(2,6- DMN)氧化而成,目前国外已大规模生产。中国盛产煤焦油和石油焦油,DMN盛产的馏分超过1万吨。中国2,6-DMN的开发利用对我国PET/PEN***聚酯材料的发展具有重要的战略意义。