پلی اتیلن ترفتالات (که گاهی اوقات به عنوان پلی اتیلن ترفتالات نوشته می شود) ، که به طور خلاصه به صورت PET ، PETE یا PETP یا PET-P قدیمی شناخته می شود ، متداول ترین رزین پلیمری ترموپلاستیک در خانواده پلی استر است که در الیاف لباس ، ظروف مایعات و مواد غذایی ، فرم گرمایی استفاده می شود. مواد در ساخت ، و رزین های مهندسی همراه با الیاف شیشه.

1. کاربرد

بطری های پلاستیکی ساخته شده از پلی استر PET به طور گسترده ای برای نوشابه استفاده می شود.برای برخی از بطری های خاص ، مانند آنهایی که برای ظروف آبجو تعیین شده است ، پلی استر PET با یک لایه اضافی از پلی وینیل الکل (PVOH) قرار می گیرد تا نفوذپذیری اکسیژن آن را بیشتر کاهش دهد.

فیلم پلی استر Piaxial PET ("فیلم پلی استر" یکی از نام های تجاری معروف آن است) می تواند با رسوب بخار روی سطح آن ورقه آلومینیوم شود ، که می تواند نفوذ پذیری آن را کاهش دهد و جنس آن را منعکس و مات کند.این ویژگی ها در بسیاری از برنامه ها از جمله بسته بندی مواد غذایی انعطاف پذیر و مواد عایق بندی (مانند پتوهای فضایی) مفید هستند.از فیلم پلی استر PET به دلیل مقاومت مکانیکی بالا ، اغلب در زمینه نوار مانند حامل های نوار یا پشت نوار حساس به فشار استفاده می شود.

ورق پلی استر PET غیرمستقیم را می توان با فرم حرارتی ساخت سینی بسته بندی و بسته بندی تاول زده شده.[4] اگر از پلی استر PET بلوری استفاده شود ، می توان از سینی ها برای وعده های غذایی سریع منجمد استفاده کرد زیرا هم در دمای انجماد و هم در دمای پخت اجاق گاز مقاومت می کنند.هر دو فیلم PET پلی استر آمورف و PET با چشم غیر مسلح شفاف هستند.رنگهای رنگی را می توان به راحتی در ورق پلی استر PET مخلوط کرد.

وقتی با ذرات شیشه یا الیاف پر شود ، به طور قابل توجهی سخت و با دوام می شود.

از پلی استر PET همچنین به عنوان بستری برای سلولهای خورشیدی با لایه نازک استفاده می شود.

پلی استر (یک علامت تجاری که از پلی اتیلن ترفتالات تبدیل شده است) همچنین می تواند به یک طناب بالای زنگوله متصل شود تا از سایش هنگام عبور طناب از سقف جلوگیری کند.

از اواخر سال 2014 ، پلی استر PET به عنوان ماده داخلی سیلندرهای گاز فشار بالا کامپوزیت IV استفاده می شود.در مقایسه با پلی اتیلن مورد استفاده در روزهای اولیه ، پلی استر PET دارای خواص سد اکسیژن بسیار بهتر است.[5]

پلی استر PET می تواند به عنوان رشته های چاپ سه بعدی استفاده شود ، و همچنین می تواند به عنوان پلاستیک PETG چاپ سه بعدی استفاده شود.

2. خواص بدنی

پلی استر PET در حالت طبیعی یک رزین نیمه بلوری بی رنگ است.بسته به روش پردازش ، پلی استر PET می تواند نیمه سفت تا سخت و بسیار سبک باشد.این می تواند به خوبی گاز و رطوبت را مسدود کند ، و همچنین الکل را مسدود می کند (نیاز به درمان با جداسازی اضافی دارد) و حلال ها.قوی و مقاوم در برابر ضربه است.هنگامی که در معرض کلروفرم و برخی مواد شیمیایی دیگر مانند تولوئن قرار می گیرد ، پلی استر PET سفید می شود.[10]

علاوه بر الیاف پلی استر ، حد بالایی تبلور پلی استر PET تجاری حدود 60٪ است.محصولات شفاف را می توان با خنک سازی سریع پلیمر مذاب به زیر دمای انتقال شیشه (Tg) و تشکیل یک جامد بی شکل بدست آورد.مانند شیشه ، هنگامی که مذاب خنک می شود ، اگر مولکول ها زمان کافی برای ترتیب منظم کریستالی را نداشته باشند ، پلی استر PET بی شکل تشکیل می شود.در دمای اتاق ، مولکول ها در جای خود منجمد می شوند ، اما اگر آنها بالاتر از دمای انتقال شیشه (Tg) گرم شوند ، مولکول ها انرژی گرمایی کافی را جذب می کنند ، آنها دوباره شروع به حرکت می کنند ، هسته ها را رشد می دهند و رشد می کنند.این فرآیند را تبلور فاز جامد می نامند.

هنگامی که به آرامی خنک شود ، پلیمر مذاب ماده کریستالی بیشتری را تشکیل می دهد.وقتی این ماده از یک جامد بی شکل متبلور می شود ، به جای تشکیل یک بلور منفرد بزرگ ، اسفرولیت هایی را تشکیل می دهد که حاوی کریستالیت های کوچک زیادی هستند.هنگامی که نور از مرز بین مناطق ریز بلور و آمورف عبور می کند ، پراکندگی رخ می دهد.این پراکندگی به این معنی است که پلی استر PET کریستالی در اکثر موارد مات و سفید است.ترسیم سیم یکی از معدود فرآیندهای صنعتی است که می تواند محصولات تقریباً تک بلوری تولید کند.

3. ویسکوزیته ذاتی

یکی از مهمترین ویژگیهای پلی استر PET گرانروی ذاتی آن است.

گرانروی ذاتی ماده با برون یابی به ویسکوزیته کاهش یافته هنگام نزدیک شدن غلظت محلول به صفر بدست می آید و در دسی لیتر بر گرم (dℓ / g) اندازه گیری می شود.گرانروی ذاتی به طول زنجیره پلیمری آن بستگی دارد و به دلیل برون یابی به غلظت صفر می تواند بدون واحد بیان شود.هرچه زنجیره پلیمر طولانی تر باشد ، گره های بیشتری بین زنجیرها بیشتر می شود ، ویسکوزیته بیشتر می شود.طول متوسط ​​زنجیره یک دسته خاص از رزین را می توان در طی فرآیند پلی کندسانساسیون کنترل کرد.

محدوده ویسکوزیته ذاتی پلی استر PET:

درجه فیبر:

0.40-0.70 منسوجات
0.72-0.98 سیم صنعتی و تایر
درجه فیلم:

0.60-0.70 BoPET (فیلم پلی استر PET دو محوره)
0.70–1.00 ورق حرارتی
درجه بطری:

0.70-0.78 بطری آب (تخت)
0.78-0.85 نوشابه گازدار
تک رشته ، پلاستیک مهندسی

1.00–2.00

4. درمان خشک

PET پلی استر به راحتی جذب رطوبت می کند ، به این معنی که می تواند رطوبت محیط اطراف را جذب کند.با این حال ، وقتی این پلی استر PET "مرطوب" گرم شود ، هیدرولیز می شود و از خاصیت ارتجاعی آن می کاهد.بنابراین ، رزین باید قبل از ورود به دستگاه قالب گیری برای پردازش ، خشک شود.عملیات خشک کردن پلی استر PET قبل از ورود به تجهیزات پردازش با استفاده از خشک کن یا خشک کن به پایان می رسد.

در خشک کن ، هوای خشک گرم به پایین قیف پر شده از رزین پمپ می شود تا از طریق گلوله ها به سمت بالا جریان یابد و رطوبت موجود در مسیر را از بین ببرد.هوای گرم و مرطوب از بالای قیف خارج می شود و ابتدا از طریق کولر پس از آن جریان می یابد زیرا حذف رطوبت از هوای سرد از هوای گرم راحت تر است.هوای مرطوب و سرد تولید شده سپس از لایه خشک کننده عبور می کند.سرانجام ، هوای خشک و سرد که از لایه خشک کننده خارج می شود دوباره در کوره گرم می شود و در حلقه بسته از طریق همان فرآیند برمی گردد.به طور کلی ، میزان رطوبت باقیمانده در رزین قبل از پردازش باید کمتر از 50 قسمت در میلیون (قطعات وزن) باشد.زمان اقامت در خشک کن نباید از چهار ساعت کوتاهتر باشد.این بدان دلیل است که برای تکمیل فرآیند خشک کردن در کمتر از 4 ساعت ، دمای بالاتر از 160 درجه سانتیگراد مورد نیاز است ، در این دما ذرات قبل از خشک شدن شروع به هیدرولیز شدن در داخل می کنند.

پلی استر PET را می توان در خشک کن رزین هوای فشرده نیز خشک کرد.خشک کن هوای فشرده از هوای خشک استفاده مجدد نمی کند.هوای فشرده خشک و گرم از طریق گلوله های پلی استر همانند خشک کن گردش می کند و سپس به جو منتقل می شود

5. تخریب

انواع مختلف تخریب در هنگام پردازش پلی استر PET رخ می دهد.اصلی ترین حالت های تخریب احتمالی شامل هیدرولیز و اکسیداسیون حرارتی است ، دومی ممکن است مهمترین باشد.هنگامی که پلی استر PET تخریب می شود ، چندین اتفاق رخ می دهد: تغییر رنگ ، شکاف زنجیره ای منجر به کاهش وزن مولکولی ، تشکیل استالدئید و پیوند عرضی (تشکیل "ژل" یا "چشم ماهی").تغییر رنگ توسط کروموفورهای مختلف ایجاد شده پس از عملیات حرارتی طولانی مدت در دمای بالا ایجاد می شود.این مسئله زمانی مشکل ساز می شود که نیازهای نوری به پلیمرها ، مانند موارد کاربرد بسته بندی ، بسیار زیاد باشد.تخریب اکسیداتیو حرارتی و حرارتی منجر به ضعف پردازش و عملکرد مواد می شود.

یکی از راه های کاهش این وضعیت استفاده از کوپلیمرها است.کمونرهایی مانند CHDM یا ایزوفتالیک اسید دمای ذوب را کاهش می دهند و تبلور پلی استر PET را کاهش می دهند (خصوصاً در مواردی که از این ماده در ساخت بطری های پلاستیکی استفاده می شود بسیار مهم است)بنابراین ، می توان رزین را در دمای پایین و نیروی کمتری به صورت پلاستیکی قالب زد.این به جلوگیری از تخریب کمک می کند و محتوای استالدئید در محصول نهایی را به میزان قابل قبول (یعنی ناچیز) کاهش می دهد.روش دیگر برای بهبود پایداری پلیمر استفاده از تثبیت کننده ها ، عمدتا آنتی اکسیدان ها مانند فسفیت ها است.اخیراً ، بهبود پایداری مواد در سطح مولکولی از طریق شیمی ساختار نانو نیز مورد توجه قرار گرفته است.

6. تجهیزات پردازش بطری های پلاستیکی

برای بطری های PET PET دو روش اساسی وجود دارد ، روش قالب گیری یک مرحله ای و روش قالب گیری دو مرحله ای.در روش قالب گیری دو مرحله ای ، دو دستگاه مستقل مورد نیاز است.دستگاه اول با استفاده از قالب تزریق برای بدست آوردن پیش فرم ، که شبیه لوله آزمایش است ، در حالی که نخ درپوش از قبل در جای خود قرار دارد.بدنه لوله به طور قابل توجهی ضخیم تر است زیرا با استفاده از قالب گیری کششی در مرحله دوم به شکل نهایی خود منبسط می شود.

در مرحله دوم ، پیش فرم به سرعت گرم می شود و سپس به دو نیمه قالب گسترش می یابد تا شکل نهایی بطری را ایجاد کند.پیش فرم ها (بطری های بدون تورم) هم اکنون می توانند به عنوان ظروف محکم و منحصر به فرد استفاده شوند.علاوه بر ذخیره آب نبات های جدید ، برخی از شعب صلیب سرخ آنها را به عنوان بخشی از برنامه "بطری زندگی" توزیع می کنند. این برنامه عمدتا برای ذخیره سابقه پزشکی استفاده می شود تا در اختیار نجاتگران اورژانس قرار گیرد.

در روش قالب گیری یک مرحله ای ، کل فرآیند از مواد اولیه تا ظروف تمام شده بر روی یک دستگاه انجام می شود ، که آن را به ویژه برای قالب گیری اشکال غیر استاندارد (محصولات قالب گیری سفارشی) ، از جمله شیشه ، بیضی تخت ، اشکال فلاسک ، مناسب می کند. و غیره. .بزرگترین مزیت آن این است که فضای اشغال شده را کاهش می دهد ، میزان پردازش محصول و مصرف انرژی را کاهش می دهد و کیفیت بصری بسیار بالاتر از سیستم دو مرحله ای است.