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PET加工及成型工艺新进展一

2021年07月29日 十堰机械设备网

PET加工及成型工艺新进展(一)

在最近几年中,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)在挤出中的应用已经非常的重要。然而在2002年塑料膜材与片材的4800万吨的全球消费量当中,PET与通用塑料聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯相比,仍只占有相对小的比例(图1)。另外一方面,PET又被预计在接下几年里有最大的发展潜力。在2000年,PET加工商的主要应用领域是纤维、编织和包装带材料,约有1100万吨;主要用于个人卫生品的人造短纤维,约有800万吨 ;接下来是主要用于饮料瓶生产的瓶坯,差不多有700万吨,瓶坯在用完后常被再次加工成膜材与片材。到2008年,单用于瓶坯的PET消费量预计约为1100万吨,这对应的是57%的增长率。

图1:与通用塑料相比,PET 3%的消耗量相对较低。

随着原材料消耗量不断增长,人们越来越关注于找到替代性和能效更高的PET加工方法,因为带预干燥的单螺杆挤出机的标准工作方法是非常耗能的。然而,由吸湿性PET吸收的水份将在加工过程中缩短分子链长度,严重影响产品性能。

在分别展现各种加工方法之前应当注意到,在讨论替代性概念时,是产品决定了去选择哪一种工艺。产品确定了原材料、生产设备和工艺参数。

在选择原材料时,出现了碎料或回收料在加工中是否能被适量使用的问题。食品接触和所需的光学性能是与原材料成分有关联的一些基准。

除了重复利用的问题以外,高能效PET加工概念的问题也被提出来。这里对生产设备的选择是在带预干燥的系统和不带预干燥的系统中间进行的。

薄膜主生产的下游操作中的工艺控制能够影响最终产品的性能。例如,在水平抛光辊架中,第三只抛光辊能绕着中央辊旋转。这令冷却过程及由此产生的产品性能可以被控制。

产品性能规范主要在机械与物理性能方面确定了原材料,例如机械强度、伸长率和抗穿刺性。产品的化学性能以对中性口感的需求和排除与食品的反应为特征。特别是在极高温下加工PET引起乙醛的生成,会感觉微甜。光学性能,如清晰度、光泽度和透明度,对于产品都是极为的重要。

不同的生产设备

传统的生产工艺是带预干燥的挤出(图2)。干燥机置于单螺杆挤出机之前,并将PET干燥至水份含量小于100ppm。寻求的最佳水平是50ppm。PET的问题是水份不仅残留在表面,而且渗透到材料当中(芯部水份)。这令在175℃的温度之下的干燥过程成为必要。边角废料可以通过结晶器被回收到工艺当中。

图2:带预干燥的挤出

(待续)

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