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PET基本资料讲解.docx

1、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:1.4 g/cm3拉伸强度:45MPa抗裂伸长率:350%硬度:130(Rockwell M)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

2、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257265;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1.381.41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113122焦/克,比

3、热容为1.11.4焦/(克.开),介电常数为3.03.8,比电阻为1011 1014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。 shear rate温度变化范围黏度变化情形(g/cmsec)5*10

4、12702905.100*1032.379*1035*1022702902.752*1031.804*1035*1032702902.330*1036.864*102射出成型温度:270310射出成型压力:7001400kg/cm2成形收缩率:0.2%模具温度:130150 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

5、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

6、: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(Shear Thinning)。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,

7、可选择使用毛细管流变仪(CAPILLARY VISCOMETER)、旋转型流变仪(ROTATIONAL VISCOMETER)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,shear rate)增加而变小;同时也可看出黏度也随着温度的增加(270290)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290270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

8、质(Volumetric properties):比容(Specific volume)、密度(Density)及PVT关系2.热卡性质(Calorimetric properties):比热(Specific heat)、热传导系数(Thermal conductivity)、熔化热 (Heat offusion)、结晶热(Heat of crystallization)3.转移温度(Transition temperature):玻璃转移温度(Glass transition temperature)、熔点(melting point)当聚合物在玻璃转移温度(Tg)时,会由较高温时所呈现的

9、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。

10、Tuse Tg 玻璃态 如: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(Differential Scanning Calorimeter,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

11、、Cp(Heat Capacity,热容量,将单位塑料温度提高一度所须的热量)、熔化热(Heat of Fusion,单位塑料由固态熔化至液态所需的热量)、结晶热(Heat of Crystallization,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

12、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2

13、45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(30040),比容会降低;压力的增加(0Mpa120MPa),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-PETPCPMMACOC物理性质比重(g/cm3)1.271.191.191.08吸水率(%)0.40.420.4成形收缩率(%)0.680.620.50.70.60.8机械性质抗拉强度(kgf/cm2)670450730750抗拉伸长率(%)15324516冲击强度(kg.c,/cm2)4.4612Rockwell硬度664395126热物性质热变形温度()(18.5kgf/c

14、m2)11413090164玻璃转移点温度()12515093171光学性质折射率1.621.581.491.51透光率(%)90899391复屈折(nm)20602020(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

15、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

16、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

17、能源的节约、环境的改善,有绝对的帮助和必要。 参考文献1.伊保内贒 着,洪荣哲 译,”实用塑料学”,全华科技,1993。2.吴俊煌 着,”塑料射出成形模具设计”,复文书局,1995。3.张荣语编,”射出成型模具设计-模具设计”,高立图书公司,1995。4.李育德、颜文义、庄祖煌编着,”聚合物物性”,高立图书公司,1988。5.刘士荣,”塑料信息-塑料流变特性与应用”,财团法人塑料工业技术发展中心,1998。6.罗学文,”科仪新知-细管流变计”,行政院国家科学委员会精密仪器发展中心,1985。7.”Moldex专业塑料模流分析软件-技术手册II”,科盛科技股份有限公司,1996。8.陈崇宪,”D

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