PET基本资料讲解.docx
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PET基本资料讲解
PET基本资料：
英文全名：
Polyethyleneterephthalate
中文名称：
聚对苯二甲二乙酯
结 构：
颜 色：
白色
特性：
1.具有良好的透明性及光泽度，符合食品安全性标准，并可回收处理。
2.可抽丝加工作成聚酯丝，应用于纺纤工业。
3.刚性佳、强度高，但高热若有水气会产生水解作用，使物性及机械下降、表面产生雾化现象。
4.二氧化碳（碳酸饮料瓶）、氧气的阻隔性佳。
5.耐有机溶剂、油、弱酸，但不耐碱。
机械特性
密度：
1.4g/cm3
拉伸强度：
45MPa
抗裂伸长率：
350%
硬度：
130（RockwellM）
吸水率：
90%
PET：
聚对苯二甲酸乙二醇酯
对苯二甲酸与乙二醇的聚合物。
英文缩写为PET，主要用于制造聚对苯二甲酸乙二酯纤维（中国商品名为涤纶）。
这种纤维强度高，其织物穿著性能良好，目前是合成纤维中产量最高的一个品种，1980年世界产量约510万吨，占世界合成纤维总产量的49％
性质分子结构的高度对称性和对亚链的刚性，使此聚合物具有高结晶度、高熔融温度和不溶于一般有机溶剂的特点，熔融温度为257～265℃；它的密度随着结晶度的增加而增加，非晶态的密度为1.33克/厘米^3，拉伸后由于提高了结晶度，纤维的密度为1.38～1.41克/厘米^3，从X射线研究，计算出完整结晶体的密度为1.463克/厘米^3。
非晶态聚合物的玻璃化温度为67℃；结晶聚合物为81℃。
聚合物的熔化热为113～122焦/克，比热容为1.1～1.4焦/（克.开），介电常数为3.0～3.8，比电阻为10^1110^14欧.厘米。
PET不溶于普通溶剂，只溶于某些腐蚀性较强的有机溶剂如苯酚、邻酚、间甲酚、三的混合溶剂，PET纤维对弱酸、弱碱稳定。
应用主要做合成纤维的原料。
短纤维可与棉花、羊毛、麻混纺，制成服装用纺织品或室内装饰用布；长丝可做服装用丝或工业用丝，如用于滤布、轮胎帘子线、降落伞、输送带、安全带等。
薄膜可作片基，用于感光胶片、录音磁带。
注射模塑件可做包装容器。
热物性质
负载挠曲温度：
76℃
融点：
245℃
成形加工性
黏度表现：
黏度随剪切速率增加而减少。
shearrate
温度变化范围
黏度变化情形（g/cm．sec）
5*10^1
270→290℃
5.100*10^3→2.379*10^3
5*10^2
270→290℃
2.752*10^3→1.804*10^3
5*10^3
270→290℃
2.330*10^3→6.864*10^2
射出成型温度：
270~310℃
射出成型压力：
700~1400kg/cm2
成形收缩率：
0.2%
模具温度：
130~150℃
用途说明
机械方面 ：
工业纤维、光盘基材、透明板材、绝缘材、电容器、电缆包覆、冰箱内衬。
建筑方面 ：
窗隔热贴纸、百叶窗片、屋顶绝缘材、浴室照明器具。
日用品方面：
保特瓶、化妆品容器、地毯、纺织纤维、耐热餐盘、发泡板材、底片、IC卡、运动器材、投影片。
加工问题处理方法
成型品变形
1.成形条件：
缩短成形周期、调整模温分布平均、缩短保压时间、增加冷却时间、增加塑料供给量。
2.模具方面：
成品肉厚均一、增加脱模斜度、设计更改补强肋、调整流道设计。
3.其它方法：
成型后使用矫正治具。
表面变色
1.成型条件：
降低成形温度、降低射出压力、缩短成形周期。
2.模具方面：
增设排气装置、增大浇口尺寸。
3.其它方法：
塑料烘干时温度不宜过高、减少二次料比例。
表面雾化
1.成型条件：
降低射出速度、提高模具温度、减少塑料滞留料管时间。
2.模具方面：
提高表面精度、表面避免沾染挥发性物质。
3.其它方法：
塑料确实烘干。
PET流变性质暨热物性质
一、流变性质
黏度（viscosity）是一种流对流体所产生抵抗的指针。
在牛顿黏度定律中，黏度的定义为:
对牛顿流体而言（例如:
水），黏度为一常数。
然而，对高分子熔液来说，黏度却随其分子受到剪应变率的增加而减少，此种现象，称为高分子的「剪稀薄特性（ShearThinning）」。
为何高分子黏度会随剪应变率的增加而减少？
这是由于高分子在不受外力的作用下，分子链以随机（random）方式缠在一起，此时高分子对流动的抵抗较大，同时高分子也会呈现较大的黏度。
但随着剪应变率逐渐增大，高分子链间排列趋于整齐，使原来缠在一起高分子渐渐的呈现较规则的排列方向，其对流动的抵抗降低，同时黏度也相对降低。
塑料成型时，皆是在加热的环境下做测试，故了解塑料在加工时的黏度表现，是有其必要的，因为黏度越高，流动的阻力越大，流动也越困难。
欲量测黏度，可选择使用毛细管流变仪（CAPILLARYVISCOMETER）、旋转型流变仪（ROTATIONALVISCOMETER）来进行量测，量测范围参照图
（二）。
图
（一）剪切黏度对剪切率作图
图
（一），为毛细管流变仪所量测剪切黏度对剪切率作图。
由曲线观察可知黏度（Y轴，viscosity）随着剪切率（X轴，shearrate）增加而变小；同时也可看出黏度也随着温度的增加（270℃→290℃）而下降。
但由曲线的观察却可知道此塑料对温度较为敏感，温度由290℃→270℃其黏度（每条曲线相隔10℃，三条的曲线已有显著偏离）改变大。
图
（二）不同的流变仪黏度量测范围
二、热物性质
塑料的热物性质可区分为:
1.容积性质（Volumetricproperties）：
比容（Specificvolume）、密度（Density）及PVT关系
2.热卡性质（Calorimetricproperties）：
比热（Specificheat）、热传导系数（Thermalconductivity）、熔化热 （Heatoffusion）、结晶热（Heatofcrystallization）
3.转移温度（Transitiontemperature）：
玻璃转移温度（Glasstransitiontemperature）、熔点（meltingpoint）
当聚合物在玻璃转移温度（Tg）时，会由较高温时所呈现的橡胶态，转至低温呈现出似玻璃既硬又易脆的性质。
结晶性（Crystalline）聚合物，由于具备晶格结构，即其高分子链排列有固定样式（结晶过程中高分子链排入结晶格子中），在发生相变化时，必须突破结构的能量障壁，才能使晶格结构崩溃，因此结晶性塑料具有明显的相转移温度及潜热值。
一般来说，官能基小、结构简单的分子，较易形成结晶性聚合物。
而实际上没有完全结晶的聚合物存在，微观上必有分子排列不均的非结晶区域，所以玻璃转移点是聚合物在使用上相当重要的一个指针，事实上聚合物会呈现塑料态或橡胶态全视Tg与当时使用时的温度而定。
Tuse>Tg→橡胶态如：
室温（25℃）>橡胶（Tg=-67℃）∴轮胎在常温下呈现弹性。
Tuse室温（25℃）<聚笨乙烯（Tg=105℃）∴原子笔外壳呈现刚性。
可使用热差扫描热卡计（DifferentialScanningCalorimeter，DSC）来测试聚合物的热性质。
其基本原理为样品与参考物维持相同的温度及升温速率，由于样本和参考物所吸收的能量会有差异，所以当感热器感应到有温度差时，加热器会对较冷者加热到二者温度相等，此时仪器会记录补偿样品吸热或放热反应所损失或增加之热量（即样品产生吸热反应时，加热器提供热量于样品；样品产生放热反应时，加热器提供热量于参考物，使二者的温度差为零），并于DSC的图形上表达出来，再藉由热力学的推导应用来分析聚合物的Tg、Tm、Cp（HeatCapacity，热容量，将单位塑料温度提高一度所须的热量）、熔化热（HeatofFusion，单位塑料由固态熔化至液态所需的热量）、结晶热（HeatofCrystallization，结晶性塑料在结晶过程中所释放的热量）等相关的热物性质。
图（三）比热对温度作图
图（三），为DSC所量测再经由方程式运算所得比热对温度的作图。
由曲线观察可知此塑料熔点（Tm）约在245℃附近。
比容与密度互为倒数关系，塑料的比容会随着相的状态、温度、压力而有所不同。
图（四），依自由体积理论来看，塑料在低温时，分子链彼此聚集较为紧密，其自由体积（Vfree）较小，即比容较小；塑料在高温时，提供分子链足够的能量活动，其自由体积（Vfree）较大，即比容较大。
温度高低不同，影响比容的差异，会使塑料在成型后产生收缩。
图（四）低温及高温时自由体积示意图
由于结晶性塑料，分子链排列较为致密整齐，在低温时链节只有在平衡位置上有小范围的振动，必须温度上升提供足够的能量破坏结晶排列，才会有移动、转动、滑动的现象产生。
尤其在玻璃转移点以上时，分子运动更加自由，比容会明显上升，可在比容对温度的作图上（固定压力值）看见明显的转折点。
相对于非晶质（amorphous）塑料则不会有如此明显的转折。
图（五）比容对温度作图
图（五），为PVT-100（压力-体积-温度量测仪）所量测比容对温度作图，由曲线观察在熔点245℃附近，有明显的二次转折的现象，可得知本塑料为结晶性塑料。
随着温度的冷却（300℃→40℃），比容会降低；压力的增加（0Mpa→120MPa），比容也会降低，由其比容在熔点附近会有相当显著的改变。
PET基本规格性质
性质
O-PET
PC
PMMA
COC
物理性质
比重（g/cm3）
1.27
1.19
1.19
1.08
吸水率（%）
0.4
0.4
2
0.4
成形收缩率（%）
0.68
0.62
0.5~0.7
0.6~0.8
机械性质
抗拉强度（kgf/cm2）
670
450
730
750
抗拉伸长率（%）
15
3~24
5
16
冲击强度（kg.c,/cm2）
4.4
6
1
2
Rockwell硬度
66
43
95
126
热物性质
热变形温度（℃）（18.5kgf/cm2）
114
130
90
164
玻璃转移点温度（℃）
125
150
93
171
光学性质
折射率
1.62
1.58
1.49
1.51
透光率（%）
90
89
93
91
复屈折（nm）
<20
60
<20
<20
（本表节录自参考文献15）
表
（一）
聚对苯二甲二乙酯（PET，Polyethyleneterephthalate），本身具有良好的透明性及光泽度，且符合容器安全性标准，广泛应用于日常生活中常见的透明容器，并可回收处理再应用。
由于塑料原料本身为石油的副产物，节约能源已是当前刻不容缓的课题，有效率的执行环保回收工作是人人都应尽的义务。
而塑料的回收在现阶段发展已有一定成果，尤其是PET的回收（即常见的保特瓶原料），在各个连锁便利商店皆设置有回收点，且可抵换”回收奬励金0.5元”，更加强民众回收的意愿，可算是现阶段相当具有成效的废塑料回收类。
回收后的PET经过处理，可用来制造于非食品卫生的产品，如地毯、玩具、鞋子、衣物等等。
PET经过延伸加工制程，可大大的提高其强度及结晶度，如用于纺织工业的聚酯纤维、胶卷和录像带中的薄膜、或经由吹气成型而达延伸作用的包装瓶类等等。
由于结晶度的提升在容器应用上可有效的提高阻气性，防止气体的渗入或逸散（渗入会使内装的食品腐坏；而像可乐类的碳酸饮料则不希望其内的二氧化碳逸散）。
新的制程方法有以共射出成型的方式生产具有多层材质的瓶子，将具有阻气作用的的材质与PET一同成型成多层的瓶子（PET/阻气材质/PET/阻气材质/PET），更可有效的延长食品保存期限。
在光学的应用上，具有高透光率、高折射率、低复屈折的O-PET（参考文献15）亦被开发出来，由于其对于DVD的读取光源（蓝光400nm）有良好的透光效果，使其应用于新一代的光盘基材也正在积极的研发中。
表
（一）为各种具有透明性质塑料的特性，虽然O-PET在表上所列出的光学性质不是极端具有优势，但在价格的考量上，由于O-PET是以PET为基材生产，故在成本的考量上的确是极具竞争力的。
PET现今的发展不仅只限于传统的用途，和他种塑料混合而提高其使用上的附加价值也是逐步的被研究开发，但不限于在功能上的加强，也同步考虑其能够回收再利用，相信对于能源的节约、环境的改善，有绝对的帮助和必要。
参考文献
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