聚对苯二甲酸乙二醇酯与PET的化学结构组成特点

聚对苯二甲酸乙二醇酯与PET的化学结构组成特点

 (一）PET聚对苯二甲酸乙二醇酯简介

 聚对苯二甲酸乙二醇酯为聚对苯二甲酸和乙二醇直接酯化法或聚对苯二甲酸二甲酯与乙二醇酯交换法制成聚合物，俗称涤纶，英文名称为polyethyleneterephthalate，简称PET或PETP。

 PET由英国ICI公司于1946年首先工业化，美国杜邦于1948年开始生产，开始主要用于纤维和薄膜类制品，直到1966年日本帝人公司开发出玻璃纤维增强材料后，才转而用于工程塑料领域。目前，PET用于纤维和塑料制品基本各半。塑料制品主要用于透明瓶、薄膜和片材，用作工程塑料的使用量正在迅速增长，预计今后几年工程塑料的用量会超过纤维。PET薄膜的突出性能有阻隔性、力学性能和韧性好，PET玻璃纤维增强工程塑料的突出性能

为力学性能高且受温度影响小、耐热温度高、冲击强度高、耐摩擦、耐蠕变性好、刚性大、硬度大及尺寸稳定性好，增强PET在力学性能、刚性、耐热性方面都超过增强PBT，但加工性不及PBT。

(二）聚对苯二甲酸乙二醇酯的结构性能 

PET的分子为高度对称芳环的线型聚合物，易于取向和结晶，具有较高的强度和良好的成纤性、成膜性，结晶度为40%~60%，但结晶速度慢，影响成型加工。

 纯PET耐磨耗、低摩擦、吸水性小、尺寸稳定性高，但力学性能、耐热性和冲击性能较差，经玻璃纤维增强后PET的力学性能和耐热性大幅度提髙，可用于工程塑料。

 PET及增强PET的性能

 1.一般性能

 PET树脂为乳白色半透明或无色透明体，相对密度1.38;折射率为1.655，透光率为90%;PET属于中等阻隔性材料，PET的吸水率为0.6%,吸水性较大。

 2.力学性能

 PET膜的拉伸强度很高，可与铝箔媲美，是HDPE膜的9倍、是PC和PA膜的3倍。PET的力学性能受温度影响较小，增强PET的蠕变性小、耐疲劳极好（好于增强PC和PA）、耐磨性和摩擦性良好。

 3.热学性能

 纯PET的耐热性能不高，热变形温度仅为85°C左右，但增强处理后大幅度提高。PET的力学性能受温度影响小，在180°C时的力学性能比PF层压板还要好，是热塑性工程塑料中高温下力学性能较好的品种；PET的耐热老化性好，脆化温度为-70°C，在-30°C时仍具有一定韧性；PET不易燃烧，火焰呈黄色，燃烧落滴。

 4.电学性能

 PET虽为极性聚合物，但电绝缘性优良，在高频下仍能很好保持其电性能。PET的耐电晕性较差,不可用于高压绝缘场合；电绝缘性受温度和湿度影响明显,并以湿度的影响较大。

 5.环境性能

 PET含有酯键，在高温和水蒸气条件下不耐酸、碱的作用。PET对有机溶剂如丙酮、苯、甲苯、三氯乙烷、四氣化碳和油类稳定，对一些氧化剂如过氧化氢、次氯酸钠及重铬酸钾等也钉较髙的抵抗性。PET耐候性优良,可长期用于户外。

 (三）聚对苯二甲酸乙二醇酯的改性品种

 PET的改性品种有增强、共混及结晶改性等。

 1.增强改性PET

 纯PET由于结晶速度慢,成型收缩率大,尺寸稳定性差,脆性大,限制了它作为工程塑料应用。用纤维增强后,PET可大大提高耐热性和力学性能，改善了冲击性能、成沏收缩中和尺才稳定性，使之成为性能优良的热塑性工程塑料。增强PET主要用玻璃纤维，此外还有碳纤维、硅纤维、硼纤

维等。增强PET的力学性能类似于PC、PBT、尼龙等工稈颂料，热变形温度可达到225°C,耐应力开裂性好,成勒收缩率为0.2%~1%。

 随着增强PET性能的不断完善,其在工程塑料中的使用.缺越来越大,使用范围愈来愈广,成为一种主要的工程塑料品种,主要用于电子、电器工程中。

 2.共混改性PET

 (1)PET与PBT共混如PET和PBT共混并加人0.5%滑石粉为成核剂,共混物具有收缩率低、耐热、冲击性优良等性能。

 (2)PET与PC共混改善PET的冲击强度，如PET/PC中加人少量马来酸酐接枝PE，或PET/PC/ABS三元共混并加人滑石粉为成核剂。

 (3)PET/PA共混改善冲击性和尺寸稳定性，常在PET/PA共混体系中加人PP-MAH相容剂。

 此外还有：PET/PE、PET/EPDM和PET/SBS等，目的是为了改善冲击性能。

 3.结晶改性PET

 结晶改性目的是为了加快结晶速度,常加人乙烯-甲基丙烯酸聚合物的钠盐、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚氧化乙烯、乙烯/马来

 酸酐共聚物的钠盐、缩水甘油甲基丙烯酸酯、乙酰醋酸钠及聚己二酸二丁酯等。

 (四）聚对苯二甲酸乙二醇酯的成型加工

 1。PET的加工特性

 PET属极性聚合物，熔融温度和熔体黏度都较大，具体加工特性如下。

 PET属非牛顿流体，黏度对温度的敏感性小而对剪切速率敏感大。

 PET吸水性大，加工前必须干燥处理；干燥条件为温度130`150°C,时间3~4h。

 PET的加工温度范围较窄，一般为270~290°C，接近分解温度（300°C),加工中要注意温度不能太高。

 PET的结晶速度慢，为促进结晶，常采用高模温，一般为100~130°C。另外，可加人成核剂，以促进结晶。

 PET的成型收缩率较大,增强改性后可大大降低,但生产高精度制品要进行后处理。后处理的条件为：温度130~140°C,时间为1~2h。

 2。PET的加工方法

 (1)注射成型     PET透明制品常采用热流道，螺杆长径比要大。具体工艺条件为：料筒温度270~290°C，喷嘴温度240~250°C,模具温度：壁厚小时为50~70°C、壁厚大时为140°C,注射压力为40~100MPa。

 (2)挤出成型用于生产薄膜和片类制品。为改善其制品力学性能和光学性能,常进行双向拉伸处理。拉伸温度为85~90°C，拉伸速率为1000%~1500%，拉伸倍率为2.5~3。

 (3)吹塑成型     用于生产PET瓶体，常用注-拉-吹方法成型，以保证拉伸改性效果。注射型坯的工艺条件同注射成型，吹塑的加热温度为100°C，吹塑压力为2MPa。

 (五）聚对苯二甲酸乙二醇酯的应用范围

 PET除纤维之外主要用于薄膜和片材、瓶类及工稈职料三大类。

 1.薄膜和片材

 PET薄膜和片材主要用于包装材料如食品、药品及无毒无菌的卫生包装和纺织品、精密仪器、电子元件的高档包装，录音、录像、照相、电影、磁盘、光盘及磁卡等基材，电器绝缘材料如电容器膜、柔性印刷线路板等。

 2.瓶类

 PET瓶的透明性高、阻隔性好，可用于保鲜包装材料。主要用于啤酒、白酒、碳酸饮料、饮用水、食用油、食从、则味从、药品、化妆品及保健食品等。

 3。工程塑料

 主要为PET的增强品种，具体用于如下几个方面。

 (1)电子电器如连接器、线圈绕线管、集成电路外壳、电容器外壳、变压器外壳、电视机配件、调谐器、开关、计时器外壳及继电器等。

 (2)汽车配件    配电盘罩、阀门、排气零件、分电器及小形电动机壳等。

 (3)机械零件齿轮、凸轮、泵壳体、皮带轮、电动机架枢及钟表零件等。

 (4)拉链材料为继PA和POM之后的第三代拉链材料，可用于宽窄两种类型。