PET基本资料

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*10^1270→290℃5.100*10^3→2.379*10^35*10^2270→290℃2.752*10^3→1.804*10^35*10^3270→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。TuseTg→橡胶态如：室温(25℃)橡胶(Tg=-67℃)∴轮胎在常温下呈现弹性。TuseTg→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(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-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(%)0.680.620.5~0.70.6~0.8机械性质抗拉强度(kgf/cm2)670450730750抗拉伸长率(%)153~24516冲击强度(kg.c,/cm2)4.4612Rockwell硬度664395126热物性质热变形温度(℃)(18.5kgf/cm2)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