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聚酯瓶应用呈现三足鼎立

时间:2021-07-09 来源网站:扬州化工机械网

聚酯瓶应用呈现三足鼎立

1.耐热PET容器

耐热PET容器亦称热灌装PET容器,其工业化生产始于20世纪80年代末期,在国外应用已相当普遍,最近几年国内生产应用亦逐渐增多,其新的生产工艺路线仍在不断开发之中。耐热PET瓶的生产,有热定型技术、物料掺混改性法、多层共吹塑等方法及液氮冷却技术等。

通过热定型技术,可提高PET双向拉伸吹塑瓶的结晶度,让已定向的PET大分子定型下来,经热定型的高结晶度的PET双向拉伸吹塑瓶耐热性明显提高,达到能耐80℃或更高温度的热灌装的水平。由于热定型过程中PET大分子处于拉伸定向状态,在热定型时,可以不生成大尺寸的PET球晶,因此尽管经热定型处理的PET瓶提高了结晶度,但仍保持很高的透明度。

所谓液氮冷却技术仍通过拉伸吹塑瓶直接与高温模具相接触而进行热定型处理,但热定型后的PET瓶不是通过降低模温的方法而是通过向PET瓶内通人液氮而使PET瓶骤冷,冷却后的PET瓶从热模中脱出得到产品。采用液氮冷却技术,吹塑模的温度可高达200℃,因而具有更佳的处理效果,制得的PET瓶可耐100℃的热水以及110℃的色拉油的高温灌装,只是由于这种方法目前成本高以及过程稳定性控制方面的问题尚待解决,离工业化生产还有一定距离。

利用聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的高耐热性以及它和PET树脂间的良好的相容性,在PET树脂中掺入一定量的PEN树脂,采用PET双向拉伸吹塑的常规设备与工艺即可生产出耐热性好的、可供热灌装使用的PET瓶,倘在生产过程中对其进行热处理,则效果更佳。

利用聚芳酯(u聚合物)成型性能与PET相近且耐热性较高的特点,采用聚芳酯与PET多层化的方法,先制得PET/聚芳酯/PET结构的多层型坯,然后通过双向拉伸吹塑制得的、以PET为主层的多层瓶,可不经热定型处理而满足85℃热灌装的需要。

目前,实用化的耐热PET瓶一般仍采用热定型的工艺路线生产,我们在发展热灌装PET瓶时,应以热定型法为主。

2.高阻隔性PET瓶

PET因其高强度及良好的阻隔性而广泛应用于可乐等含碳酸饮料的包装,但作为啤酒之类对氧的阻隔性要求很高的商品,普通PET瓶的阻隔性则尚感不足。据文献称啤酒通常货架期要求在120天,故要求啤酒瓶的氧气渗透在120天不大于10-6g,二氧化碳的损失不超过5%,该要求是普通PET瓶的阻隔性的2~5倍。除此之外,啤酒装瓶后要进行巴士消毒,温度峰值可高达98℃,因此,也需要良好的耐热性。PET瓶高阻隔化的途径主要是瓶的多层化(引入高阻隔树脂层)及PET瓶的表面涂覆处理。

利用PET的高强度,在瓶壁中再引人高阻隔性树脂层以适应啤酒包装的要求,是一种提高瓶子阻隔性的有效途径。1997年,英国的Bass公司采用PET/EVOH/PET结构的多层瓶包装啤酒瓶上市供应,1998年法国的karlsberg公司采用PET/MXD6/PET结构的多层瓶包装啤酒也获得成功并上市供应。EVOH、MXD6等高阻隔树脂层的引入大大提高了塑料瓶的阻隔性,但对啤酒的包装尚嫌不足,于是开发了在阻隔层MXD6中(或在共聚酯中)掺混进入特种金属盐催化剂阻隔层,当空气中的氧进人该层时,在催化剂的作用下,MXD6(或共聚酯)与氧产生化学反应吸氧而使瓶壁对氧发挥出更高的阻隔性。1998年,美国的啤酒商Miller公司已使用CPT公司利用活性包装技术生产的多层瓶包装啤酒并上市供应。上海紫江集团也开展了多层 PET啤酒瓶的研制工作,但据说目前仅限于生啤方面的试用。

近年来,法国的Sidel 公司开发成功的等离子内表面无定型碳的涂覆技术ACTIS,即用微波使乙炔等离子化并在PET瓶的内表面形成厚度0.lμm的无定型碳涂层,从而得到高阻隔性的PET瓶,该涂覆PET瓶较普通PET瓶对氧的阻隔性提高30倍,对二氧化碳的阻隔性提高3倍,用于啤酒包装,储存期可达4个月以上,而且含碳涂层的PET瓶和普通PET瓶一样,极易回收利用,环保适应性好,因此ACTIS技术被认为是一种PET瓶高阻隔性的比较理想的方法。

1998年澳大利亚的Carlton公司试销售了用环氧涂覆的高阻隔型PET瓶灌装的啤酒。该瓶由AC(Amcor Container)公司生产,涂布剂是PPG公司开发的,是间苯二胺与环氧氯丙烷反应的环氧化合物同胺的双组分硬化型产品。通过喷涂使PET瓶的外层涂布,采用紫外线硬化。

TP公司(Tetra Pak)用CVD等离子法在PET瓶的内面蒸镀SiOx,开发了商品名叫做Glaskin的阻隔型PET瓶。据说生产线每小时可生产容量到1L的PET瓶18000只。德国啤酒公司bitburger已经使用TP公司500ml的Glaskin阻隔瓶销售啤酒。这种瓶的口径是38mm的广口,采用德国 Berticap公司的吸氧性PP密封。另外瑞典Spendrups公司的Gulf混合啤酒也使用500mL的Glaskin PET瓶。

3.聚酯瓶的新秀PEN瓶

PEN是典型的聚酯类高分子化合物,其分子结构与PET极为相似,可以看成是PET中的苯环为萘环所替代的产物。由于萘环较之苯环有更大的刚性,因此PEN较之PET具有更高的耐热性与力学强度、更佳的气体阻隔性、更好的化学稳定性以及对众多物质的更低的吸收性。

PEN的成型性能优越且和PET基本相同,可采用PET瓶的生产设备生产PEN瓶,在完成由PET瓶到 PEN瓶转换的进程中不需要投入巨额的设备费用。PEN瓶可不经热定型处理,不与其他耐热性能的树脂多层化而直接用于80 ℃以上的高温热灌装。因 PEN具有更高的强度和更高的阻隔性,可不经多层化或表面涂覆处理而直接用于啤酒包装。但也必须看到,PEN价格昂贵的缺点十分突出,这是其推广应用中的一大问题,由于PEN树脂的价格是PET树脂价格的4倍左右,仅仅依靠成型加工技术的提高,大幅度降低PEN瓶的成本是十分困难的,目前PEN瓶还只能局限于一些对包装容器性能要求高、经济上承受能力强的商品的包装,其大规模的工业化生产应用尚有待于PEN树脂生产企业与PEN瓶的成型加工企业的共同努力。

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