PET聚酯瓶的制造工藝與應用

1、第42卷第22期2014年11月廣州化工Guangzhou Chemical Industry Vol.42No.22 Nov.2014PET 聚酯瓶的制造工藝與應用潘煥玉(廣州工程技術職業(yè)學院石化工程系,廣東廣州510725摘要:PET聚酯具有良好的吹塑性,因此在瓶類包裝上得到充分的推廣在耐熱性上,PET聚酯瓶可分冷瓶和熱瓶本綜述主要從原料選擇瓶坯加工吹瓶過程三方面描述PET聚酯熱瓶的制造工藝此外,還列舉PET聚酯瓶在飲用水茶飲料碳酸飲料調(diào)味品食用油啤酒醫(yī)藥農(nóng)藥等八大生活日用品的包裝應用以及PET聚酯瓶在各應用中的性能關鍵詞:PET;聚酯瓶;制造;工藝;應用中圖分類號:TQ317.9 文獻標

2、志碼:A 文章編號:1001-9677(2014022-0036-03 Manufacture Processing and Applications of Polyester BottlePAN Huan-yu(Department of Petrochemical,Guangzhou Institute of Technology,Guangdong Guangzhou510725,ChinaAbstract:Due to the excellent blow molding property,polyester was widely used in bottle packing.Base

3、d on its thermal resistance,polyester could be divided into two different types of cool-type bottle and hot-type bottle.Cool-type bottle meant the bottle had no resistance to heat,and it was more appropriately utilized in normal atmospheric temperature.In contrast,hot-type bottle resisted heating to

4、 a certain extent.The manufacture processing of polyester bottle was introduced from three distinct aspects of selection of raw materials,manufacture of bottle embryo and procedure of blowing bottle respectively.In addition,eight different packing applications of polyester bottle for daily life nece

5、ssities were clearly mentioned that was drinkable water,tea drinks,carbonic acid beverage,condiment,cooking oil,beer, medicine,and pesticide.Furthermore,kinds of properties of polyester bottle at each application were described.Key words:PET;polyester bottle;manufacture;processing;applications聚對苯二甲酸

6、乙二酯習慣上稱為PET聚酯,是一種應用廣泛的工程塑料其中最典型的應用就是瓶類美國塑料工業(yè)協(xié)會制定的塑料種類標志代碼,即常見的塑料制品上三個箭頭組成的循環(huán)三角形中間加上數(shù)字的標志,數(shù)字1就是用來代指PET聚酯因此,無論工業(yè)用還是日用,大大小小的塑料瓶瓶底都能發(fā)現(xiàn)循環(huán)三角形中的數(shù)字1,也就是PET聚酯瓶這樣的標志使得PET聚酯瓶能夠輕易與其他塑料瓶進行區(qū)分,大大削減了回收的成本常見的礦泉水瓶和飲料瓶都是使用PET聚酯瓶除此之外還有其他的應用,下文會一一列出并且進行說明1 PET聚酯瓶的制造工藝PET聚酯瓶一般經(jīng)過吹塑加工工藝得到,所以又叫吹塑瓶吹塑瓶可以分為兩種,熱瓶和冷瓶這兩種瓶在成型工藝上相似

7、1熱瓶,如茶飲料瓶,可耐熱80以上水瓶則屬于冷瓶,其耐熱性較差,一般只能盛裝常溫液體,預熱時瓶體會變軟甚至變形1.1 PET熱瓶與冷瓶的原料要求制作熱瓶需要使用粘度較低(粘度在0.75dL/g左右的聚酯切片,其分子量也相對較低;而制作冷瓶則要求粘度較高(粘度在0.85dL/g左右的樹脂切片,分子量也相對比較高,一般在30000以上21.2 PET聚酯瓶的成型加工工序1.2.1 PET粒料的干燥用于成型的PET粒料若存在水份,會導致PET分子鏈斷裂,使得粘度降低嚴重時會影響瓶坯的生產(chǎn),所以去除PET 粒料中的水分是瓶坯注塑之前至關重要的一個工段如果PET 粒料不夠干燥,還會導致瓶坯出現(xiàn)白霧3為了

8、提高干燥的效果,可以降低干燥的溫度以及延長干燥的時間由于干燥狀態(tài)下的PET很容易重新吸收水分,所以要盡量將干燥設備和注塑機進料口靠近,以便干燥的PET粒料能夠盡快被加工使用,避免吸潮或者降溫31.2.2 PET瓶坯的加工當PET粒料隨著螺桿的運轉(zhuǎn)而不斷進入擠出機后,會被逐漸升高的溫度加熱壓縮而融化變軟熔融的PET經(jīng)過螺桿的旋轉(zhuǎn)慢慢地充分均化,而且隨著螺桿旋轉(zhuǎn)的方向向前移動到螺桿的頭部整個瓶坯的注塑過程主要分為:注射保壓和冷卻三個階段熔融的PET經(jīng)過注射活塞加壓將一定量的PET經(jīng)過噴嘴注射到模腔一般注射速度約812g/s每腔,可以保證穩(wěn)定的注射,減少壓力和溫度變化剪切應力不均衡的收縮和變形保壓是

9、注射過程的延續(xù),作用是補償材料在冷卻過程中的收縮如果保壓時間太長,則容易導致結(jié)晶,所以完成保壓之第42卷第22期潘煥玉:PET聚酯瓶的制造工藝與應用37后,要馬上減壓冷卻可以使瓶坯有足夠的機械強度,并且順利脫模如果要取得100%無定形透明瓶坯,冷卻速度要達到100/min一般瓶坯的冷卻速度在200400/min31.2.3 PET瓶的吹瓶工藝用于生產(chǎn)冷瓶的瓶坯注塑后,放置48h后可用于吹瓶生產(chǎn)而用于生產(chǎn)熱瓶的瓶坯在注塑后,放置在相對濕度為70% 80%的環(huán)境下約一周,當測定含水量達到2000mg/kg左右時,在瓶口結(jié)晶爐中將瓶口部位加熱,使其結(jié)晶化,再放置48h后方可用于吹瓶生產(chǎn)42 PET聚

10、酯瓶的應用1941年,PET聚酯材料問世它強度大透明性好無毒防滲透質(zhì)量輕1985年開始生產(chǎn)有底托的PET聚酯瓶,而無底托的PET聚酯瓶出現(xiàn)在1989年正式大批量生產(chǎn)無底托PET瓶開始于1995年PET聚酯瓶也由最初的碳酸飲料瓶發(fā)展到現(xiàn)在的啤酒瓶桶裝酒瓶食用油瓶調(diào)味品瓶藥品瓶化妝品瓶等,且在食品飲料藥品等包裝中應用越來越廣泛52.1 飲用水包裝飲用水包括礦泉水凈化水蘇打水等,幾乎全部采用聚酯瓶包裝,其主要原因是可以保證水的口味不受影響而且經(jīng)濟實惠62.2 茶飲料包裝質(zhì)輕透明阻隔性好耐高溫的PET聚酯瓶是目前茶飲料最理想的包裝材料之一其化學性質(zhì)穩(wěn)定,隔絕氧氣,保香性好,更重要地是不與茶飲料中的物質(zhì)

11、發(fā)生化學反應另外可采用超高溫瞬時滅菌(UHT,還可以在無菌環(huán)境中灌裝,使茶能保持良好的風味72.3 碳酸飲料包裝碳酸飲料含有二氧化碳氣體,所以對瓶子的密封性能和強度要求比較高,PET聚酯瓶可以同時滿足這兩個性能要求市場上的碳酸飲料品牌很多,如可樂雪碧美年達七喜等等,都使用了聚酯瓶包裝其中超過一半的碳酸飲料包裝中使用了聚酯瓶,其次是易拉罐和玻璃瓶聚酯瓶的規(guī)格也比較多,常見的有250mL500mL1L1.25L2L以及2.5L82.4 食用油包裝PET聚酯瓶具有良好的耐油性透明無毒無味不易破碎,氧氣阻隔性好,對紫外線也有較好的遮蔽性,所以可以避免食用油因長期接觸氧氣或紫外線照射而變質(zhì)92.5 調(diào)味

12、品包裝調(diào)味品是烹飪過程中必不可少的佐料,雖然每次的消耗量小但使用頻繁,因此,調(diào)味品包裝具有一些特殊的要求,例如反復封合避光性穩(wěn)定性等曾經(jīng)玻璃瓶廣泛地使用在醬油醋等調(diào)味品包裝中,但PET聚酯瓶相對玻璃瓶質(zhì)量更輕,不易破碎,而且瓶蓋可以反復使用,所以PET瓶和PE(聚乙烯桶相繼進入液體調(diào)味品市場102.6 啤酒包裝啤酒的包裝要求嚴格,首先要求可以阻止內(nèi)部的高壓二氧化碳氣體滲出和外界氧氣滲入(簡稱 雙阻 ;其次,要求能經(jīng)受高溫巴氏殺菌;最后要求能經(jīng)受生產(chǎn)儲運和銷售過程中的碰撞和沖擊實際上,玻璃瓶瓶體重,不便周轉(zhuǎn)和攜帶,運輸成本高,易破碎安全性差相反,PET聚酯啤酒瓶質(zhì)量輕(約為玻璃瓶質(zhì)量的十分之一強

13、度大耐沖擊不易破碎,而且容易制作成各種規(guī)格和形狀對于消費者來說,PET啤酒瓶更加適合攜帶而且不會產(chǎn)生爆炸等意外11不過我國啤酒包裝還是以玻璃瓶為主,少量金屬罐為輔,所以PET啤酒瓶的空間還是很大的國外PET啤酒瓶的增長就相當快如美國PET啤酒瓶1999年的用量僅為0.5億只,但在2000年就增長了200%,達1.5億,2001年又翻了番,增至3億122.7 醫(yī)藥包裝目前我國口服液包裝多為10mL一支,10支為一盒的規(guī)格,并主要采用茶色玻璃配有合金鋁或鋁塑組合蓋,吸管直接插入的包裝大劑量的口服液如500mL200mL100mL120mL均采用廣口PE塑料瓶,并在容器上標有計量刻度和配套的計量杯與

14、PE瓶相比,PET聚酯瓶的強度較高,可承受相當大的沖擊力而不會破損,尤其適合制作壁薄的藥品包裝瓶另外PET聚酯瓶有良好的氣體阻隔性能,在各種塑料瓶中,PET聚酯瓶阻隔水分,氧氣效果最好,有利于延長存儲時間132.8 農(nóng)藥包裝中國是世界第二大農(nóng)藥生產(chǎn)國,年生產(chǎn)能力超過75萬噸,產(chǎn)量近40萬噸,其中2/3為液態(tài)劑型如果液劑農(nóng)藥采用玻璃瓶包裝,一是破損率高,造成浪費,而且污染環(huán)境;二是玻璃瓶的內(nèi)塞封口不嚴,容易泄漏;三是計量不便,瓶上的刻度不太精確,使用時容易造成過量或用量不足還有玻璃瓶較重,運輸成本加大相反,PET聚酯瓶安全衛(wèi)生有良好的防潮隔氧功能,有色PET聚酯瓶可用于部分農(nóng)藥包裝,采用PET聚

15、酯生產(chǎn)的低成本PET農(nóng)藥瓶已在國內(nèi)投入生產(chǎn)103 結(jié)語從上面的介紹可以清晰地看出PET聚酯瓶的應用之廣泛主要原因是PET聚酯瓶具有質(zhì)輕透明美觀方便攜帶阻隔性好等優(yōu)點另外回收的PET聚酯瓶可以再生PET粒料,普遍用以紡制滌綸短纖維和滌綸長絲,有一部分制成塑鋼帶包裝帶工程塑料包裝用膜和對衛(wèi)生要求不高的非織造布等14PET聚酯瓶環(huán)保價值高,回收體系完善,給我們的生活帶來了方便我們要在可持續(xù)發(fā)展的道路上發(fā)展應用材料,讓科技改善我們的生活,攜手保護我們唯一的地球參考文獻1 王備戰(zhàn),黃超.PET瓶吹塑工藝分析J.工程塑料應用,2002(01:17-18.2 王恩鑫.熱灌裝用PET瓶的開發(fā)與應用J.橡塑資源

16、利用,2006(02:25-27.3 趙志恒.PET瓶生產(chǎn)技術J.包裝與食品機械,2004,22(04:20-24.4 鄭仁德.PET瓶在熱灌裝飲料中的應用J.食品工程,2007(1:39-43.5 周浩.PET聚酯瓶的應用及發(fā)展J.上海包裝,2008(06:10-11.6 白木.聚酯瓶在包裝領域的應用J.今日印刷,2008(02:52-54.7 付亮,劉村.PET瓶在中國茶飲料市場的應用J.食品工業(yè)科技,2003(01:101-103.8 郭曉沛.淺談聚酯瓶在包裝行業(yè)的應用J.化學工業(yè),2010(03:121.(下轉(zhuǎn)第53頁第42卷第22期歐陽龍,等:Fe 2+/S 2O 2-8體系對污泥的

17、破解性能的研究53 圖4 不同反應時間對各指標的影響結(jié)果2.5 不同反應溫度對污泥破解效果的影響pH =3,C(Fe 2+/C(S 2O 2-8=0.3,C(S 2O 2-8=15mmol /L,反應時間8h 的試驗條件下分析溫度分別為1530354050的情況下對污泥破解效果的影響 圖5 不同反應溫度對各指標的影響結(jié)果圖5表明,隨著溫度的升高SRF 逐漸降低SCOD 和RH 逐漸升高,說明溫度越高對污泥的破解效果越有利,這很符合過硫酸鈉熱活化的基本原理通過熱激發(fā)產(chǎn)生O-O;提高溫度可提高過硫酸鈉熱活化的效率,體系的反應速率隨之加快,氧化效率提高因此,隨著反應溫度的升高,污泥分解率呈增加的趨勢

18、7但是有兩張圖可以看出從15升高到35之后升高或者降低的幅度會有所放慢,并且溫度升高會增加成本所以溫度最優(yōu)水平選擇35左右3 結(jié) 論pH 越小破解效果越好,在控制成本的情況下選擇pH =3為最優(yōu)pH 條件;隨著反應時間的增加破解效果會更好,但是時間增加成本會成倍的增加,所以要增和選擇時間68h 最佳;采用Fe 2+/S 2O 2-8體系破解污泥結(jié)果表明,當反應時間8h,C(Fe 2+/C(S 2O 2-8=0.3,C(PDS=15mmol /L,pH =3的情況下,破解后的污泥SRF 和SCOD 分別從1.65e +11降到4.6e+10,85mg /L 升高到550mg /L;溫度越高PDS

19、 熱活化的效率越好,污泥的破解率也越高,但是綜合考慮溫度為35的時候最佳參考文獻1 陸源,林慶凱,陳洋芳,等.剩余污泥的處理處置J.海峽科學,2013(6:42-44.2 胡佳佳,白向玉,劉漢湖,等.國內(nèi)外城市剩余污泥處理與利用現(xiàn)狀J.徐州工程學院學報,2009,24(2:45-49.3 王涌,王長慶.污泥減量化技術及其研究進展J.廣州化工,2013,41(8:52-53.4 白楊,王鶴立,李廣,等.污泥減量化技術的新工藝研究探討J.環(huán)境科學,2010,23(2:115-117.5 趙進英,張耀斌,全燮,等.加熱和亞鐵離子活化過硫酸鈉氧化降解4-CP 的研究J.環(huán)境科學,2010,31(5:1

20、233-1238.6 楊世迎,楊鑫,王萍,等.過硫酸鹽高級氧化技術的活化方法研究進展J.現(xiàn)代化工,2009,29(4:13-19.7 梁花梅,孫德棟,鄭歡,等.利用硫酸根自由基處理剩余污泥J.大連工業(yè)大學學報,2013,32(1:47-50.8 APPELS L,BAEYENS J,DEGREVE J,et al.Principles and potential ofthe anaerobic digestion of waste -activated sludge J .Progress in Energy and Combustion Science,2008,34(6:755-781.9 張金鳳,楊曦,鄭偉