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PET 特性_百度文库

时间:2021-08-31 07:51 作者:admin 点击:

  PET 特性 1, 矿泉水等常温灌装瓶吹瓶时,模具是需要冷却的,温度保持在 50 度以下,可乐通常是 20—30 度,矿泉 水为 10—20 度,而热灌装瓶吹瓶时模具是需要加温在 130----145 度左右; 2, PET 塑料粒子受热后在不同温度下(低于熔点),特性变化很大,比如高过 150 度左右,PET 粒子将 结晶变硬,这也是同样是 PET 瓶子,矿泉水瓶子不耐热水,而农夫果园可以耐热的原因。由于它的特 性变化比较大, 3, 高分子本来结晶是非常不完全的,所以说高分子材料的制品一结晶(当然是结晶度较高时),肯定会发 雾、浑浊或不透明,为了获得透明的制品,一般尽可能降低其结晶度,且使结晶的部分晶粒尽可能小。 常使用的方法是控制降温速度、共混或加阻晶剂之类的。通常在生产过程中控制降温速度来调节其透 明度的. PET 不透明,而瓶坯之所以透明,靠的就是冷却。 4, 关于结晶与透明的关系不是绝对的,这要看它的折射率,一般情况下结晶的是不透明的,非晶的是透明的. 但如果晶粒的尺寸小于可见光的波长,或者晶区和非晶区的密度差不多,折射率差不多,那它也是透明的. 关于 PET 在制品的过程中从高温快速冷却到室温,结晶度也跟着结晶速度而变化,快了就来不及结了. 通常制造瓶坯时快速冷却以便跨国结晶区温度.而且结晶度太高材料会很脆的.在快速吹塑、冷却过程 中,瓶壁内有诱导应力产生。对充气饮料瓶来说,它可抗内压,有好处,但对热灌装瓶来说就要保证 在玻璃化温度以上让它充分释放。 5, 加热过度,引起结晶,出现发白;若过度拉升,也就是料少,也会引起冷发白.如果有带颜色的瓶子分层现 象加热没有完全穿透瓶胚.瓶坯调温:温度要求 95℃,取向温度过低,瓶子应力发白,温度过高瓶子 出现结晶雾状。瓶坯冷却要快速,否则影响透明度 6, 有压瓶应同时满足应力测试与耐压测试的要求。应力测试是为防止 PET 瓶灌装饮料时瓶底与润滑剂 (碱性)接触过程中产生分子链的降解而发生开裂、渗漏等进行的内在质量控制;耐压测试则是防止 瓶内充入一定压力气体后产生爆裂而进行的质量控制。为满足这两种需要,中心点厚度要控制在一 定范围内,PET 吹瓶机一般情况是中心点薄,应力测试较好,耐压较差;中心点厚,耐压测试较好, 应力测试较差。当然,应力测试的结果还与中心点周围过渡区域料的堆积有很大关系,这要根据实 际经验进行调整。 7, PET 吹瓶机塑工艺分析 PET 吹瓶机塑工艺分析—聚对苯二甲酸乙二酯(PET)PET 吹瓶机的生产按型坯的预成型不同可分为 注射拉伸吹塑(简称注拉吹)和挤出拉伸吹塑(简称挤拉吹)。在这两种成型方法中,PET 吹瓶机由于注 拉吹工艺易控制,生产效率高,废次品少而较为通用 PET 吹塑瓶可分为两类,一类是有压瓶,如充装碳酸饮料的瓶;另一类为无压瓶,如充装水、茶、油 等的瓶。茶饮料瓶是掺混了聚萘二甲酸乙二酯(PEN)的改性 PET 瓶或 PET 与热塑性聚芳酯的复合瓶, 在分类上属热瓶,可耐热 80℃以上;水瓶则属冷瓶,对耐热性无要求。在成型工艺上热瓶与冷瓶相似。 PET 吹瓶机笔者主要讨论冷瓶中的有压饮料瓶成型工艺。 影响 PET 瓶吹塑工艺的重要因素有瓶坯、加热、预吹、模具及环境等。 瓶坯 制备吹塑瓶时,首先将PET切片注射成型为瓶坯,PET吹瓶机它要求二次回收料比例不能过高(5%以 下),(PET吹瓶机)回收次数不能超过两次,而且分子量及粘度不能过低(分子量 31000-50000, 特性粘度 0.78-0.85cm3/g)。注塑成型的瓶坯需存放 48h以上方能使用。加热后没用完的瓶坯, PET吹瓶机必须再存放 48h以上方能重新加热使用。瓶坯的存放时间不能超过六个月; 瓶坯的优劣很 大程度上取决于PET材料的优劣,应选择易吹胀、易定型的材料,并制定合理的瓶坯成型工艺。实验 表明,同样粘度的PET材料成型的瓶坯,进口的原料要比国产料易吹塑成型;而同一批次的瓶坯,生 产日期不同,吹塑工艺也可能有较大差别。瓶坯的优劣决定了吹塑工艺的难易,对瓶坯的要求是纯洁、 透明、无杂质、无异色、注点长度及周围晕斑合适. 加热 瓶坯的加热由加热烘箱来完成,其温度由人工设定,自动调节。烘箱中由远红外灯管发出远红外线对 瓶坯辐射加热,由烘箱底部风机进行热循环,使烘箱内温度均匀。瓶坯在烘箱中向前运动的同时自转, PET 吹瓶机使瓶坯壁受热均匀。预吹是二步吹瓶法中很重要的一个步骤,它是指吹塑过程中在拉伸杆 PET 吹瓶机下降的同时开始预吹气,使瓶坯初具形状。这一工序中预吹位置、预吹压力和吹气流量是 三个重要工艺因素。预吹瓶形状的优劣决定了吹塑工艺的难易与瓶子性能的优劣。正常的预吹瓶形状 为纺锤形,异常的则有亚铃状、手柄状等,造成异常形状的原因有局部加热不当,预吹压力或吹 PET 吹瓶机气流量不足等,而预吹瓶的大小则取决于预吹压力及预吹位置。在生产中要维持整台设备所有 预吹瓶大小及形状一致,若有差异则要寻找具体原因,可根据预吹瓶情况调整加热或预吹工艺。预吹 压力的大小随瓶子规格、设备能力不同而异,一般容量大、预吹压力要小;设备生产能力高,预吹压 力也高。对于已加热二次使用的瓶坯或存放时间超标的瓶坯,由于时温等差效应,二者成型工艺相似, 与正常瓶坯相比,其要求的热量要少,预吹压力也可适当降低。 PET 吹瓶机辅机及模具 辅机主要指维持模具恒温的设备。PET 吹瓶机模具恒温对维持产品的稳定性有重要作用。一般瓶身温 度高,瓶底温度低。对冷瓶来说,由于其底部的冷却效果决定了分子定向的程度,将温度控制在 5-8 ℃为佳;而热瓶底部的温度则要高得多。模具是影响 PET 瓶吹塑工艺的重要因素,模具形状的优劣会 减轻或加大工艺调整的难度,如加强筋、过渡区的弧度及底部的散热状况等都对工艺调整有影响。 PET 吹瓶机环境:生产环境的好坏对工艺调整也有较大影响,恒定的条件可以维持工艺的稳定及产品的 稳定。PET 瓶吹塑成型一般在室温、低湿状态下为佳。 PET 吹瓶机要求: 有压瓶应同时满足应力测试与耐压测试的要求。应力测试是为防止 PET 瓶灌装饮料时瓶底与润滑剂(碱 性)接触过程中产生分子链的降解而发生开裂、渗漏等进行的内在质量控制;耐压测试则是防止瓶内充 入一定压力气体后产生爆裂而进行的质量控制。为满足这两种需要,中心点厚度要控制在一定范围内, PET 吹瓶机一般情况是中心点薄,应力测试较好,耐压较差;中心点厚,耐压测试较好,应力测试较 差。当然,应力测试的结果还与中心点周围过渡区域料的堆积有很大关系,这要根据实际经验进行调 整。 8, PET 的特性 PET 是乙二醇和对苯二甲酸缩合的产物,是饱和的热塑性聚合物。PET 分子有线性和半结晶状态。生 产 PET 最简单的过程,就是对苯二甲酸与乙二醇反应形成单体(酯化),然后缩聚成长链聚合物 PET。 聚合度随温度和压力而变化。 PET 与很多塑料一样,加工过程中有三态变化,即玻璃态、高弹态、粘流态。其中涉及到三个温度转 变:玻璃化温度 Tg、结晶温度 Tc、熔点 Tf。 从无定型玻璃态到橡胶态的转变叫玻璃化转变,它表示长链段开始运动。外部加热可以增加分子(链 节)自由度,在玻璃态凝固的分子现在可以移动了。玻璃态转变依赖于 PET 的形态。当特性粘度(IV) 高时结晶较明显,分子链的自由度受到限制,同时 Tg 较高。 随着温度的升高逐步产生局部球晶,导致局部分子链因分子间力而重排,即结晶。对 PET 而言,最大 结晶度约 55%,该极限是由芳香环重排缓慢造成的,所以说该芳香环妨碍晶区的形成。 如果 T<Tc,PET 的粘度妨碍链段向有序运动(不许结晶);T>Tc,热作用妨碍无定形区的形成(趋 向结晶)。 熔点 Tf 即所有晶体解体时的温度。 PET 干燥;水解; 固体 PET 极易从空气中吸湿。储存时,PET 会吸湿直至与环境条件饱和。饱和值可高达 0.6%重量份。 通常,PET 在供应商处发货时,其含水率低于 0.1%重量份。为了获得最好的产品性能,有必要把含 水率降低到 0.004%,最好熔化前是 30ppm。 树脂中若含有水分,即使很低也会引起一系列的反应: 当温度高于 PET 熔点(约 250℃)时,水会很快地引起聚合物降解(由于水的降解导致化学链被切断), 这样就会降低分子量,降低表观粘度及相关的物理性能。 事实上,水解在较低的温度下(如 150℃) 就开始发生,但是速度较低,其速度随温度升高而升高。在干燥和成型条件下,IV 的降低不能大于 0.02dl/g。粘度太大的下降,会导致结晶速度增加,对瓶坯的透明度不利,并导致瓶子的机械性能下 降,承载强度和冲击强度下降。 热降解 温 度对干燥 PET 的影响很复杂,它不仅影响水气的扩散速度,还对干燥时的化学过程有影响,所以 最终会影响树脂的性能。考虑潜在的水解和热过程是非常必要的, 如前所述,伴着 IV 的下降,水解 的速度在 150℃以上时加快,因为热转变过程比扩散过程快,干燥时温度过早提高是不利的。 同样,即使大部分水气可以抽走,但是过高的温度(如高过 180℃)将导致热降解和热氧化(在空气 干燥系统中),这样,聚合物链断裂,还释放出副产品物质,导致物理性能下降。 副产品中有 AA 成份,物理性能的改变会在瓶坯上表现出来,如雾状结晶、IV 的下降、产品发黄等。 PET 干燥机的干燥原理和基本性能 在带干燥剂床的干燥器中,空气先被吸收湿气的干燥剂吸湿,一个热空气鼓风机将干燥的热空气压至 斗中。回风又通过干燥剂干燥循环,被加热后,干燥剂释放出水气,冷却后又吸收湿气。所以,必须 将两条分离的气路最小化,并有干燥剂存在。 PET 干燥机系统简图 在 该闭环系统中,干燥机组件要用密封管连接至料斗。主料斗圆柱形的长径比约 2:1,必须绝热, 保证能量。干的热空气流过充压的料斗和分流芯(分流芯是保护料 道和空气流道的), 料斗的顶部 关闭,有一根回风管通到干燥机的组件,在环路上的过滤器保证干燥剂不被污染。鼓风机将空气鼓至 干燥剂床,在那里干燥,直接进入加热筒,最后进入 料斗。同时,一只独立的风机和加热器对干燥剂 进行再生。 当再生后的干燥剂冷却下来后,又被切换到干燥系统中去干燥空气流。 常见问题 有效的操作系统应该是干燥条件容易达到、故障最少,但下述区域必须控制: 1、空气过滤器 例行的过滤器清洁是必须的。过滤器保护干燥剂床不受灰尘污染。要十分小心,不要损伤过滤器,否 则,干燥剂床的效率将受到影响,导致干燥器的效率下降。 2、冷水器故障 如果阻塞或机械不灵,冷水机失效,将限制干燥剂的再生能力,导致高,不干燥。 3、加热器失效 空气加热器失效将导致:不能达到正确的干燥温度或不能达到正确的干燥剂再生温度。 4、周围空气的进入 较干燥空气而言,周围空气很潮湿。如果让周围空气进入干燥器或切片处理系统,将影响和干燥 效率。所以,如果干燥器的组件被拆下修理,必须小心地安装,有合适的密封圈,并检测是否泄漏。 5、干燥机的工艺控制 必须仔细控制两个关键参数:空气干燥温度和空气干燥。温度和检查必须有规律地进行。欧洲杯竞猜 可靠干燥过程中的关键条件 1. 正确的干燥温度:切片温度必须达到 170~180℃,理想的是在干燥器出口处测量 175℃。 2. 正确的除湿温度:不能超过 190~200℃,在干燥器入口处测量。 3. 正确的除湿空气:不能高于-30℃,最好是低于-40℃,在干燥器出口处测量。 4. 合适的除湿空气流速:大部分干燥器的能力是约 1 立方英尺/小时/磅切片,这是最低需要。很明显, 气流必须是在正确的温度和下。 5. 切片滞留时间(干燥时间):PET 的绝对滞留时间推荐不小于 4 小时,最好是 6~8 小时。这是通 过理论计算出来的。 6.特别注意:要遵守干燥器制造商的操作说明。 干燥机的计划维护 每日检查: ?干燥空气的; ?合适干燥温度的检查; ?检查后冷却器前后的回风温度; ?检查料斗里的料位,即加载操作; ?清洁回风过滤器,过滤器。 每周检查: ?检查气流的; ?检查再生空气温度; ?清洁后冷却器的过滤器,确保有合适的水流到达冷却器; ?检查是否有泄漏; ?更换旧管、破损管。 注意:干燥是最重要的工艺步骤,不按正确标准满足工艺要求就不能解决以后过程中的问题。 成功干燥 PET 的关键是: 仔细留心,良好的维护,遵守干燥器制造商和树脂供应商的建议。 PET 瓶坯的成型 瓶坯成型过程中,最好的条件是以尽可能低的温度、尽可能短的时间,快速均匀并完全熔融,最大限 度保持 IV 少下降,尽可能少产生 AA,尽可能透明。与之相关的工艺条件有: 温度 成型温度是指料筒、热流道的温度。成型过程中的热量只有 30%是来自外部加热,70%是来自于内摩 擦热,所以除了合适的加热外,还要用好剪切热。 注射和保压 注射是为克服流道中的阻力,将熔料填充到模具中。对瓶坯来说,最好有三段速度和压力,依次递减。 注射速度太慢,剪切不够,充满前就冷却了,造成产品不饱满或欠注;太快,模腔内排气不及,导致 充不满,缩水,AA 高。 保压有两个重要作用:防止熔料倒流和确保在压力下冷却(提高冷却效果)。太高会造成充填过量及 胀模等,内应力会较高,还可能结晶。太低会造成缩水,瓶坯变形(冷却不够),浇口问题如, 气泡等,因为浇口处冷却速率下降。保压时间也要合适,太短也会造成,拉丝等。 释压 释压是为了降低热流道内的压力,防止浇口堵塞,针阀动作不灵活等。但太过则会造成缩水、拉丝、 等。 背压 背压是在油马达带动螺杆旋转过程中液压系统通过螺杆施加给熔料的捏合力。作用:加强 PET 的塑化, 消除气泡。刚开机时可以调到 0,等瓶坯出齐后慢慢往上加,加到瓶坯中无气泡或疤点时的背压是合 适的背压。过高剪切作用就太强,会出现成型不良、堵浇口、热解等问题。 缓冲区 缓冲区是每次注射完毕后螺杆头前面的余量,过少会造成成型不良,过多会造成 PET 分解。一般是从 少往大慢慢调,到瓶坯不发雾或结晶时的量为合适。 冷却 PET 不透明,而瓶坯之所以透明,靠的就是冷却。冷却不好将降低瓶坯的冷却速率,会导致缩水、瓶 坯变形和影响循环时间,为避免此情况,要做好:水质处理,定期清理水道,检查水流量及水压,型 芯及型腔的拆洗等。 PET 瓶坯型常见问题与解决方案 吹瓶过程 吹塑过程是一个双向拉伸的过程,在此过程中,PET 链呈双向延伸、取向和排列,从而增加了瓶壁的 机械性能,提高了拉伸、抗张、抗冲强度,并有很好的气密性。虽然 拉伸有助于提高强度,但也不能 过分拉伸,要控制好拉伸吹胀比:径向不要超过 3.5~4.2, 轴向不要超过 2.8~3.1。瓶坯的壁厚不 要超过 4.5mm。 吹瓶是在玻璃化温度和结晶温度之间进行的,一般控制在 90~120 度之间。在此区间 PET 表现为高 弹态,快速吹塑、冷却定形后成为透明的瓶子。在一步法中,此温度是由注塑过程中的冷却时间长短 决定的,所以要衔接好注—吹两工位的关系。 吹塑过 程中有:拉伸—一次吹—二次吹,三个动作的时间很短,但一定要配合好,特别是前两步决定 了料的总体分布,吹瓶质量的好坏。因此要调节好:拉伸起始时机、拉伸速度、预吹起始和结束时机, 预吹气压力,预吹气流量等,如有可能,最好能控制瓶坯总体的温度分布,瓶坯内外壁的温度梯度。 在快速吹塑、冷却过程中,瓶壁内有诱导应力产生。对充气饮料瓶来说,它可抗内压,有好处,但对 热灌装瓶来说就要保证在玻璃化温度以上让它充分释放。 常见问题与解决方案 1. 上厚下薄:延后预吹时间,或降低预吹压力,减少气流量。 2. 下厚上薄:与上述相反。 3. 瓶颈下有皱折:预吹太晚或预吹压力太低,或此处坯冷却不好。 4. 底发白:瓶坯太冷;过分拉伸;预吹太早或预吹压太高。 5. 瓶底有放大镜现象:瓶底料太多;预吹太迟,预吹压太低。 6. 瓶底里面有皱折:底部温度太高(浇口处冷却不好);预吹太晚预吹压力太低,流量太小。 7. 整个瓶混浊(不透明):冷却不够。 8. 局部发白:过度拉伸,此处温度过低,或预吹太早,或碰到拉伸杆了。 9. 瓶底偏心:与瓶坯温度、拉伸、预吹、高压吹等都可能有关系。降低瓶坯温度;加快拉伸速度;检 查拉杆头与底模间的间隙;延后预吹,减小预吹压力;延后高压吹;检查瓶坯是否偏心。

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