PET Malzemelerinin Kapsamlı Bir Analizi

Bir süpermarket rafından bir şişe mineral su aldığınızda, bu hafif, şeffaf şişenin arkasında malzeme biliminde bir devrimin olduğunu fark etmeyebilirsiniz.Polietilen tereftalatModern sanayinin en önemli polimer malzemelerinden biri olan, sessizce insan yaşamının her yönünü etkisi altına aldı.

Gıdaları sarmak için şeffaf filmlerden elektronik bileşenleri korumak için yalıtım katmanlarına, tekstil elyaflarından otomobil parçalarına,Bu çok yönlü malzeme, maddi dünyamızı şaşırtıcı bir hızla yeniden şekillendiriyor.Yıllık global üretim kapasitesi 110 milyon tondan fazla olan PET, sadece ambalaj endüstrisinde önemli bir güç değil, aynı zamanda yüksek teknoloji alanlarında vazgeçilmez bir temel malzemedir.

PET Malzemeleri Temel Bilgiler

PET, polietilen tereftalatın kimyasal adı, tereftalik asit ve etilen glikolden oluşur.düzenli doğrusal polimer zincirleri oluşturmak için esterifikasyon ve polikondansasyon reaksiyonu ile oluşurBu son derece simetrik moleküler yapı, uygun işleme koşullarında yoğun kristal bölgeler oluşturmasına izin veren mükemmel kristalleşmeyi sağlar.Olağanüstü fiziksel özelliklere yol açanEndüstriyel PET üretimi öncelikle iki işlem yoluyla gerçekleşir: dimetil tereftalatın etilen glikole transesterifikasyonu,ve etilen glikol ile saflaştırılmış tereftalik asidin doğrudan esterifikasyonuHer ikisi de, 20.000 ila 30.000 g/mol arasında değişen bir moleküler ağırlığa sahip bir polimer üretmek için birden fazla polikondansasyon adımı gerektirir.

PET, süt gibi beyaz veya açık sarı, pürüzsüz bir yüzey ve cam benzeri bir parlaklığa sahip yüksek kristal polimerdir.PET malzemeleri üç ana tipte bölünebilir:

• APET: Genellikle gıda ambalajı kapları için kullanılan amorf, şeffaf malzeme
• RPET: Geri dönüştürülmüş PET, geri dönüşüm sistemi ile işlenmiş ve olağanüstü çevre dostu özellikleri sunmaktadır
• PETG: PET, işleme şeffaflığını ve dayanıklılığını artırmak için bir sikloheksanedimetanol komonomerini içerir

PET reçine, dünyanın en yaygın kullanılan mühendislik plastiklerinden biri haline geldi.taşımacılık2025 yılına kadar küresel üretim kapasitesinin 110 milyon tondan fazla olacağı tahmin ediliyor.

PET Malzemelerinin Temel Özellikleri

PET'nin endüstrideki popülaritesi, özelliklerinin olağanüstü dengeli bir kombinasyonundan kaynaklanır.ve mükemmel boyut sabitliğiBüküm dayanıklılığı 148-310 MPa'ya ulaşabilir ve Rockwell sertliği M90-95'e ulaşıyor ve termoplastikler arasında en yüksek sertliği göstermektedir.

(1) Fiziksel Özellikler

Tablo 1: PET'in Ana Fiziksel Özellikleri

(2) Isı Özellikleri

PET, 120°C'ye kadar sıcaklıklarda uzun süreli kullanımlara dayanabilir. Güçlendirilmiş versiyonlar, 250°C'lik bir lehim banyosuna 10 saniye boyunca deformasyon olmadan daldırılmaya bile dayanabilir.Bu ısı direnci, elektronik lehim alanında ona yenilmez bir avantaj sağlar.Elektriksel yalıtım özellikleri de mükemmeldir ve yüksek sıcaklık ve yüksek frekanslı ortamlarda bile kararlıdır. Bununla birlikte, korona direnci nispeten sınırlıdır.

Kimyasal Dayanıklılık

PET, zayıf asitlere ve organik çözücülere karşı iyi bir dirençle mükemmel hava ve kimyasal dayanıklılığa sahiptir.ve uzun süreli sıcak suya dalmak da performansın bozulmasına neden olabilir.

PET Filmi ¢ Biaxially Oriented Polyester Film

PET'in birçok şekli arasında, biaksiyel olarak yönlendirilmiş poliester filmi özel bir yeri tutuyor.Dikkat çekici bir fiziksel güce sahiptir..

Üretim Süreci Sınıflandırması

• Biaxial olarak yönlendirilmiş film: Yüksek saflıkta olan ve hem boyut hem de çapraz yönde gerilen “parlak” malzemelerden yapılmış yüksek performanslı filmler piyasaya hakimdir.
• Tek eksenli yönlendirilmiş film: Titanyum dioksit eklenmiş yarı mat malzemeler sadece boylam yönünde gerilir.esas olarak ilaç ambalajı için kullanılır.

BOPET filminin olağanüstü performansı, benzersiz üretim sürecinden kaynaklanır. Film önce 280 ° C'de kalın, amorf bir levha haline ekstrüde edilir. Soğuttuktan sonra germe aşamasına girer.:86-87°C'de uzunluk yönünde yaklaşık 3 kez ve 100-120°C'de çapraz yönde 2,5-4 kez uzatılır. Son olarak 230-240°C'ye ayarlanır.Bu süreç yüksek derecede moleküler zincir yönelimini ortaya çıkarır, filme olağanüstü bir sertlik kazandırır: metalle karşılaştırılabilir germe gücü, mükemmel aşınma direnci, katlama direnci ve yırtma direnci ile birlikte.,Işık geçirgenliği > 90% ve ayna benzeri bir yüzey.

Tablo 2: PET Filmi Sınıflandırması ve Uygulamalar Arasındaki Uygulama

PET malzemelerinin uygulamaları

PET uygulamalarının genişliği şaşırtıcıdır, modern endüstrinin neredeyse her önemli alanını kapsar.

• Ambalaj Endüstrisi: Dünya çapında PET üretiminin %70'i ambalaj için kullanılır.baharat şişeleriBir 500 ml PET şişesi sadece yaklaşık 18 gram ağırlığında, bir cam şişeden% 80 daha hafiftir, ancak 150 psi'ye kadar iç basınçlara dayanabilir.Gıda ambalajı filmleri yüksek oksijen bariyerini ve şeffaf görüntü özelliklerini kullanır.
• Elektronik ve elektrik sektörlerinde: PET'lerin mükemmel yalıtım ve ısı direnci, çeşitli yalıtım filmleri, kondansatör dielektrikleri ve esnek devre kartları üretimi için kullanılır.Elektriksel sınıflı filmler 3 arası bir kalınlığa kadar hassas bir şekilde kontrol edilebilir..5 ve 125 μm, 5 kV'yi aşan kırılma voltajları ile. Güçlendirilmiş PET, konektörler ve transformatör bobinleri gibi yüksek sıcaklığa dayanıklı elektronik bileşenler üretmek için kullanılır.
• Tekstil endüstrisinde: PET elyafı, küresel sentetik elyaf üretiminin %50'sinden fazlasını oluşturuyor ve yüksek dayanıklılığı ve kırışıklığa direnci tekstil endüstrisini değiştirdi.
• Otomobil endüstrisinde: Güçlendirilmiş PET, lamba tutucuları, santral kapağı kapakları ve valfler gibi bileşenler üretmek için kullanılır.
• Özel uygulamalarda: LCD panellerinin ve dokunmatik ekranların yüzeylerini korumak için yüksek viskozluklu PET koruyucu film kullanılır, sadece 0.05-0.1 mm kalınlığında mükemmel çizim direnci sunar.Boyutsal istikrarı ve şeffaflığı ayrıca ışık duyarlı film substratlarında da kullanılır. Vakum kaplı alüminyum filmleri dekoratif amaçlarla ve kondansatör üretiminde kullanılır.

PET mühendislik plastikleri birçok endüstride yaygın bir nüfuz göstermektedir: elektronik ve elektrik 26%, otomotiv 22%, makine 19%, ve günlük ihtiyaçlar 10%.Mühendislik plastikleri sadece 1Toplam PET pazarının %0.6'sına sahip olan bu ürünler, en yüksek teknolojik içeriğe ve ek değere sahiptir.

PET üretim süreci

PET ürünlerinin üretimi, son derece sıkı bir sıcaklık kontrolü gerektiren hassas bir termomekanik işlemdir.

(1)Enjeksiyon kalıplaması

Şişe preformları ve elektronik bileşenler gibi ürünler için kullanılır. Fıçı sıcaklığı aşamalar halinde kontrol edilir: arka bölüm (250-270 ° C), orta bölüm (265-275 ° C), ön bölüm (270-275 ° C),ve nozel (280-295°C)Kalıp sıcaklığı 30-85°C arasında, 5-15 kg/cm2 geri basınç ile korunur.Ham madde, hidrolizden kaynaklanan moleküler zincirin kırılmasını önlemek için 2-5 saat boyunca 120-140°C'de önceden kurutulmalıdır..

Biaxially yönlendirilmiş film işlemi

• Ön kurutma ve erime ekstrüzyonu: Nemlenmeden sonra, dilimlenmiş film 280 °C'de kalın levhalara ekstrüzyon edilir.
• Hızlı soğutma: Soğutma davulunu veya soğutma sıvısını kullanarak hızlı soğutma amorf durumu korur.
• Biaxial germe: Uzunluk germe (86-87 °C, germe oranı ≈ 3x) → çapraz germe (100-120 °C, germe oranı 2.5-4.0x).
• Sıcaklık ayarlama: Boyut dengesini artırmak için 230-240 °C'de iç stresleri hafifletmek.

(2) Yumruk döşeme

Temel olarak içi boş şişelerin üretimi için kullanılır. Ön kalıp, cam geçiş sıcaklığının üzerinde tekrar ısıtılır ve daha sonra yüksek basınçlı gaz kullanarak şekillendirilir.Bu işlem, şişe duvarının tekdüze kalınlığını sağlamak için sıcaklık dağılımının ve üfleme basıncının hassas kontrolünü gerektirir..

(3) Ekstrüzyon

Yaprak ve boru gibi sürekli profilleri üretir. Daha sonra termoforming için kalın yapraklar bir T-die ile dışa çıkarılır veya ambalaj için doğrudan yaprak içine dışa çıkarılır.Sıcaklık kontrol aralığı enjeksiyon kalıplaması ile benzer, ancak soğutma yöntemleri daha çeşitli.

(4) İkincil işleme teknolojileri
kaplama, vakum metalleştirme, baskı ve kaynak dahil olmak üzere PET'in uygulama sınırlarını daha da genişletir.

Sürdürülebilirlik Zorlukları ve Gelecek

PET malzemelerinin çevresel ayak izi giderek daha fazla endişe uyandırıyor.Geleneksel PET, petrol bazlı hammaddelere dayanıyor ve doğal olarak bozulması 400 yıldan fazla sürüyor.Dünya çapında PET şişelerinin geri dönüşüm oranı yaklaşık %58 iken, önemli miktarda atık hala çevreye giriyor.

(1)Teknolojik yenilik, yeşil bir dönüşümü yönlendiriyor

• Mekanik geri dönüşüm, kullanılan PET şişelerin parçalanmasını ve temizlenmesini, daha sonra lif veya gıda ile temas etmeyen ambalajlarda kullanılmak üzere erimelerini ve peletize edilmelerini içerir.
• Kimyasal depolymerizasyon PET'i monomerlerine indirir ve daha sonra gıda kalitesi rPET üretmek için yeniden polimerize edilir.
• Biyolojik bazlı PET, petrolü değiştirmek için biyomasa hammaddelerini kullanır. Örneğin Coca-Cola'nın PlantBottle, karbon emisyonlarını% 30 azaltarak etilen glikol üretmek için şeker kamışı etanolünü kullanır.

(2)Malzeme performansının ön saflarında

Nano-değiştirilmiş PET, 1-100nm inorganik parçacıkları ekleyerek, yüksek şeffaflığı korurken antimikrobiyal ve yüksek bariyer özellikleri gibi yeni işlevsellikler sağlar.Çökülebilir kopolyesterler çevre dostu olmalarını sağlamak için moleküler tasarım yoluyla geliştirilmiştirYüksek performanslı alaşımlar, tek malzemelerin performans sınırlarını zorlamak için PC ve PA gibi malzemelerle birleştiriliyor.

Gıda kalitesi rPET talebinin artmasıyla birlikte, gelişmiş “şüşeden şişeye” geri dönüşüm teknolojilerinin ticarileştirilmesi hızlanıyor.Küresel PET pazarının 2030 yılına kadar 62 milyar dolara ulaşması öngörülüyorGıda kalitesi rPET'in fiyatı bakireden %50'den fazla.

Hafif ama dayanıklı içecek şişelerinden mikron büyüklüğündeki kondansatör filmlerine, günlük kıyafetlerden araba motor bölmelerindeki ısıya dayanıklı bileşenlere, çok yönlü bir malzeme olan PET'e,Modern hayata derinden entegre oldu.Performans ve maliyet, şeffaflık ve dayanıklılık, sertlik ve dayanıklılık arasında karmaşık bir dengeyi bulur ve ambalaj devriminin temelini oluşturur.

Geri dönüştürme teknolojisindeki atılımlarla ve biyo bazlı malzemelerde yeniliklerle, laboratuvarda doğan bu polimer sürdürülebilir kalkınma için yeni olanaklar keşfediyor.Hikayesi önümüzdeki on yılda bitmekten çok uzak.PET teknolojisi, hem çevre dostu hem de yüksek performans üzerine odaklanarak endüstri ve yaşamın sınırlarını yeniden tanımlamaya devam edecek.