Стартовал сбор материалов в номер к выставке «Interplastica 2020»
Подписка на журнал на 2020 г.
Зарегистрированных посетителей: 10137

"ПЭТФ становится предпочтительным материалом во многих сферах применения"

июнь 2019 г.

Полиэтилентерефталат (ПЭТФ) является одним из тех полимеров, которые мы широко используем в повседневной жизни. Он выпускается в коммерческих масштабах и используется при получении упаковки, тканей, пленок, формованных изделий для автомобилестроения, электроники и во многих других сферах. Каждый из нас сталкивается с этим известным прозрачным полимером, когда берет в руку бутылку из-под воды или газированного напитка.

Ниже представлены некоторые факты о ПЭТФ и приводятся объяснения, по какой причине этот материал является предпочтительным во многих сферах применения. Также будут обсуждены свойства материала, способы получения смесей на основе ПЭТФ и других термопластов или реактопластов, параметры переработки полимера и, конечно, преимущества этого полимера, что делает его номером один в мире из всех полимеров, которые поддаются рециклингу.

Что такое ПЭТФ

Полиэтилентерефталат (ПЭТФ) — это термопластичный полимер общего назначения, который относится к семейству сложных полиэфиров. Сложные полиэфиры ценятся за хорошее сочетание эксплуатационных свойств, в частности механических и теплофизических характеристик, химической стойкости, а также формоустойчивости.

ПЭТФ является термопластичным материалом, который чаще всего подвергается рециклингу. Именно поэтому ПЭТФ обозначается символом рециклинга с номером один.

Из вторичного ПЭТФ можно получать волокна, ткани, листы и ленты для упаковки, а также изготавливать автокомпоненты. По химическому строению полиэтилентерефталат очень напоминает полибутилентерефталат.

ПЭТФ в натуральном виде является очень гибким, бесцветным и частично кристаллизующимся полимером. В зависимости от способа переработки материала из него можно получать полужесткие или даже жесткие изделия. Материал характеризуется хорошей формоустойчивостью, стойкостью к действию ударных нагрузок, влаги, спиртов и растворителей.

Коммерчески производятся и реализуются различные марки ПЭТФ: неармированные, армированные стеклянными волокнами, огнестойкие, высокотекучие. Разные марки полимера предназначаются для различных сфер применения, в которых могут требоваться повышенные прочностные свойства полимера или его термостойкость. За счет введения в полимер наполнителей, таких как стеклянные волокна или углеродные нанотрубки, удается улучшить ударную прочность, внешний вид, снизить степень коробления и улучшить другие свойства материала.

Сополимеры ПЭТФ

Полиэтилентерефталат поставляется как в виде гомополимера, так и в виде модифицированного сополимера (так называемый полиэтилентерефталат-гликоль или ПЭТФ-Г). Измененные свойства сополимера позволяют использовать его в некоторых других сферах применения.

Наиболее типичными модификаторами, которые могут использоваться в качестве замены этиленгликоля или терефталевой кислоты при получении ПЭТФ-Г, являются циклогександиметанол (ЦГДМ) и изофталевая кислота соответственно. Эти модификаторы влияют на степень кристалличности материала и снижают температуру плавления полимера.

Преимущества и основные свойства ПЭТФ

— имеет большую прочность и большую жесткость по сравнению с ПБТФ;
— имеет высокую прочность и малый вес, поэтому его можно легко транспортировать;
— обладает хорошими барьерными свойствами по отношению к газам (кислород, диоксид углерода) и парам воды;
— обладает хорошими электроизоляционными свойствами;
— имеет широкий диапазон температур эксплуатации (от —60 до 130 °C);
— по сравнению с ПБТФ полимер имеет более высокое значение температуры тепловой дисторсии;
— полимер характеризуется низкой газопроницаемостью, в частности по отношению к диоксиду углерода;
— может применяться для получения прозрачных изделий (при быстром охлаждении полимера при переработке);
— не разламывается и не растрескивается. Изделия из ПЭТФ не разбиваются, а поэтому они могут использоваться в качестве альтернативы стеклянным изделиям;
— материал может подвергаться рециклингу и является прозрачным по отношению к микроволновому излучению;
— имеет допуск для контакта с пищевыми продуктами и безалкогольными напитками и одобрен организациями FDA, Health Canada, EFSA и другими учреждениями для использования для таких целей.

Химические свойства

— превосходная стойкость к действию спиртов, алифатических углеводородов, масел, смазок и разбавленных кислот;
— средняя стойкость к действию разбавленных щелочей, ароматических и галогенсодержащих углеводородов.

Недостатки полиэтилентерефталата
— низкая ударная прочность по сравнению с ПБТФ;
— хуже перерабатываемость по сравнению с ПБТФ из-за низкой скорости кристаллизации;
— на материал воздействует кипящая вода;
— материал разрушается под действием щелочей и сильных оснований;
— при повышенных температурах (>60°C) на материал воздействуют кетоны, ароматические и хлорсодержащие углеводороды и разбавленные кислоты и основания;
— материал характеризуется недостаточной огнестойкостью.

Смеси полиэтилентерефталата с термопластами и реактопластами

За счет смешения ПЭТФ с другими термопластами или реактопластами удается получать новые материалы, которые обладают улучшенными эксплуатационными свойствами и являются более экономичными. Такие смеси могут быть более предпочтительными в некоторых сферах применения. За счет смешения материалов появляются новые сферы применения полимера, что потенциально может привлечь дополнительные инвестиции в разработку и усовершенствование указанного материала.

Из термопластичных материалов с ПЭТФ могут смешиваться полиэтилен, полипропилен, поликарбонаты, полистирол, сополимер этилена и винилацетата, а также АБС (акрилонитрил-бутадиен-стирол). Среди реактопластов, которые могут смешиваться с ПЭТФ, можно упомянуть эпоксидные смолы, полиэфирные смолы, фенолоформальдегидные смолы, эластомеры, такие как бутадиен-нитрильный каучук, стирол-бутадиеновый каучук и т.д.

ПЭТФ, модифицированный полиолефинами, часто армируется стеклянными волокнами и используется при литье под давлением автокомпонентов и технических деталей.

Смеси ПЭТФ и ПК используются в тех сферах, в которых необходимо обеспечить высокую прочность, химическую стойкость, теплостойкость, ударную прочность, а также прочность при растяжении и изгибе получаемых изделий.

За счет смешения ПЭТФ с реактопластами удается значительно повысить теплофизические и механические свойства материала, его ударную прочность и огнестойкость. Такие смеси используются в основном для производства автокомпонентов, деталей для авиа- и ракетостроения, а также электронных компонентов.

В каких сферах в основном используется ПЭТФ

Полиэтилентерефталат используется для производства некоторых типов упаковки:

— благодаря высоким барьерным свойствам по отношению к воде и влаге полиэтилентерефталат используется для получения пластиковых бутылок, которые широко применяются в качестве упаковки для минеральной воды и газированных прохладительных напитков;
— высокая механическая прочность позволяет использовать полиэтилентерефталат для производства пленок и лент;
— неориентированные листы ПЭТФ могут подвергаться термоформованию для получения упаковочных лотков и блистерной упаковки;
— химическая инертность в сочетании с другими физическими свойствами позволяет использовать ПЭТФ для производства всевозможной упаковки для пищевых продуктов;
— полимер может использоваться и для других целей, например для получения жестких баночек для косметических средств, контейнеров, в которых продукты могут разогреваться в микроволновых печах, прозрачных пленок и т.д.

Компания Coca-Cola организовала производство экологичного ПЭТФ, который получается исключительно из сырья растительного происхождения.

Моноволокна ПЭТФ используются в основном для получения сетчатых тканей для трафаретной печати, фильтров для фильтрации нефти и песка, жгутов для сельского хозяйства (теплицы и т.д.), тканых лент, фильтровальной ткани и других технических изделий.

ПЭТФ широко используется в текстильной промышленности. Полиэфирные (полиэстерные) ткани характеризуются высокой прочностью и гибкостью, они не мнутся и не усаживаются (по сравнению с хлопком). Полиэфирные ткани характеризуются малым весом, меньшей степенью переплетения, стойкостью к растягиванию и разрыву.

Благодаря высоким электроизоляционным свойствам, высокой структурной стойкости и формоустойчивости полиэтилентерефталат широко используется при производстве компонентов электроники и электрических приборов. Материал может эффективно использоваться в качестве альтернативы металлам и термореактивным полимерам в таких сферах, как производство электроизоляционных компонентов, соленоидов, деталей измерительных приборов, фотогальванических компонентов, распределительных коробок и т.д. Высокая текучесть полимера обеспечивает возможность получать из него изделия различной формы (даже миниатюрные компоненты) с высокими эксплуатационными характеристиками.

ПЭТФ успешно используется при производстве различных деталей для сферы автомобилестроения. Так, например, из этого полимера получаются рычаги стеклоочистителя, корпуса механических передач, держатели фар, крышки двигателей, корпуса соединителей.

Как получается ПЭТФ

ПЭТФ является алифатическим сложным полиэфиром. Он получается по реакции поликонденсации из мономеров двумя способами:

1. По реакции этерификации терефталевой кислоты и этиленгликоля

2. По реакции трансэтерификации (переэтерификации) этиленгликоля и диметил терефталата

В результате реакции ПЭТФ образуется в виде расплавленной, вязкой массы, которая может легко выдавливаться через фильеры с получением волокон, либо может перерабатываться методом экструзии или формования с получением изделия практически любой формы.

Параметры переработки ПЭТФ

ПЭТФ может легко перерабатываться методами литья под давлением, экструзии, раздувного формования и термоформования. Из ПЭТФ методом экструзии чаще всего получают пленки и листы/ленты (впоследствии могут подвергаться термоформованию), а методом раздувного формования — прозрачные бутылки.

Перед переработкой полиэтилентерефталат рекомендуется сушить в течение 2–4 ч при температуре 120 °C. В основное сырье может вводиться до 25% вторичного материала.

Раздувное формование
Метод раздувного формования используется в основном для производства прозрачных бутылок. Температура формы должна составлять от 10 до 50 °C

Литье под давлением
Температура расплава: 280–310 °C
Температура формы: 140–160 °C для получения кристаллического ПЭТФ (для получения технических деталей)
Для получения прозрачных изделий температура формы должна составлять от 10 до 50 °C
Рекомендуется использовать шнек с соотношением L/D от 18 до 22

Экструзия
Из ПЭТФ методом экструзии чаще всего получаются пленки и листы/ленты (впоследствии могут подвергаться термоформованию)
Температура экструзии: 270–290 °C

3D-печать
ПЭТФ является оптимальным полимером для производства методом 3D-печати объектов, характеризующихся высокой гибкостью и прочностью. Для технологии 3D-печати было разработано несколько модифицированных композиций на основе ПЭТФ.

Как было отмечено выше, ПЭТФ-Г является сополимерной разновидностью ПЭТФ, в котором проведено модифицирование гликоля. Прутки из ПЭТФ-Г характеризуются более высокой термостойкостью и прочностью по сравнению с прутками из полимолочной кислоты. Кроме того, такие прутки легче перерабатываются методом 3D-печати по сравнению с прутками из АБС-пластика. ПЭТФ-Г характеризуется более высокой прочностью, более низкой величиной усадки и более гладкой поверхностью.

Рекомендуемая температура наконечника (сопла): 240–260 °C Температура слоя: 100 °C Низкая скорость отвода (30 мм/с или ниже)

Токсичность и рециклинг ПЭТФ

Изделия из полиэтилентерефталата или ПЭТФ могут на 100% вторично перерабатываться. Отходы этого полимера наиболее часто подвергаются рециклингу (из всех видов отходов полимеров). Именно поэтому ПЭТФ обозначается знаком рециклинга с кодом №1.

Низкое значение коэффициента диффузии делает материал более привлекательным (по сравнению с другими полимерами) для вторичной переработки и использования.

Использованные ПЭТФ-бутылки собираются и перерабатываются с применением ряда процессов отмывки либо за счет их химической обработки. В последнем случае молекулы ПЭТФ разрушаются до сырьевых или промежуточных продуктов, которые впоследствии могут использоваться для производства новых хлопьев вторичного ПЭТФ (вт-ПЭТФ).

Впоследствии эти хлопья вторичного ПЭТФ могут использоваться в некоторых сегментах:

— производство волокон для ковров, флисовых (начесанных) тканей, наполнителей и больших сумок;
— производство контейнеров для пищевых продуктов, безалкогольных напитков (бутылки) и непищевых продуктов;
— производство пленок и листов/лент;
— производство лент и ремней.

За счет термообработки из хлопьев вторичного ПЭТФ удается удалять летучие компоненты, что делает материал более безопасным. Такой материал полностью соответствует требованиям к сырью, предназначенному для получения изделий, напрямую контактирующих с пищевыми продуктами.

ПЭТФ является биологически инертным материалом, поэтому он не оказывает вреда человеку при проглатывании. Материал не вызывает раздражение кожи и является безопасным для дыхательной системы. Ни в одной из работ не было зафиксировано токсичности материала по отношению к животным при проглатывании этого материала.

ПЭТФ является биологически инертным материалом, поэтому он не оказывает вреда человеку при проглатывании. Материал не вызывает раздражение кожи и является безопасным для дыхательной системы. Ни в одной из работ не было зафиксировано токсичности материала по отношению к животным при проглатывании этого материала.

Отрицательные результаты тестов Ames и работ по исследованию нерепаративного синтеза ДНК указывают на то, что ПЭТФ не является генотоксичным материалом. Аналогичные исследования, проведенные с использованием мономеров и типичных интермедиатов для производства ПЭТФ, также указывают на то, что эти компоненты не проявляют токсического действия, а следовательно, они не наносят вреда здоровью человека.

Бутылки и контейнеры из ПЭТФ, утилизируемые путем захоронения на полигонах, не подвергаются выщелачиванию и не наносят существенного вреда окружающей среде. Учитывая то, что материал является инертным, он не подвергается воздействию микроорганизмов, а значит, не подвергается биологическому разложению. Бутылки из ПЭТФ могут довольно легко спрессовываться, поэтому они могут занимать довольно малое пространство при утилизации на полигонах.

Источник: SpecialChem

Источник: plastinfo.ru



Для того, чтобы добавить публикацию,
вам необходимо или зарегистрироваться


Статьи журнала "Полимерные материалы"

Технология биаксиальной ориентации пленок методом раздуваТехнология биаксиальной ориентации пленок методом раздува
Процессы, происходящие при ориентации полимерных пленок, явно недостаточно описаны в литературе;...
«Вторая молодость» экструзионного оборудования«Вторая молодость» экструзионного оборудования
С начала 1990-х гг. в страны Восточной Европы хлынул поток экструзионного оборудования. На первых ...
Полимерные наноматериалы: свойства, рынки, тенденцииПолимерные наноматериалы: свойства, рынки, тенденции
В последнее время наблюдается резкое увеличение объемов применения наноразмерных компонентов в соcта...
Коэффициент использования оборудования и прибыльность производстваКоэффициент использования оборудования и прибыльность производства
Бесколонный гидравлический ТПа модели ENGEL victory 200/50 spex с высоким коэффициентом использо...
Все статьи

Журнал

В следующем номере

    Тема номера: ПЕРЕДОВЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И МАТЕРИАЛЫ
  • Выставка K-2016: краткие итоги
  • От простого ведра к передней стойке кузова или замкнутый производственный цикл с цифровым сопровождением
  • «Горячая» тема: «умные» литьевые машины с адаптивным алгоритмом настройки
  • Точность, мощность, производительность литьевого оборудования и защита окружающей среды
  • Читать полностью

Популярные запросы

Технология производства пластиковых труб
Полипропиленовые сумки
Хлорпарафин
Линия по производству пластиковых труб
Переработка полимерных материалов
Гранулятор полиэтилена
14001 iso
Материал полиуретан
Доска полимерная
Переработка отходов пластмассы

Контакты

Адрес редакции:
105066, Москва, Токмаков пер., д. 16, стр. 2, пом. 2, комн. 5

Редакция:
+7 (499) 267-40-10
E-mail: victor-gonchar@mail.ru

Отдел подписки:
Прямая линия: 8 (800) 200-11-12
бесплатный звонок из любого региона России
E-mail: podpiska@vedomost.ru

Отдел рекламы:
Прямая линия:
+7 (499) 267-40-10, +7 (499) 267-40-15
E-mail: reklama@vedomost.ru

Вопросы работы портала:
E-mail: support@polymerbranch.com

Рейтинг@Mail.ru
Rambler's Top100
Логин или E-mail
Пароль (Забыли пароль?)
Запомнить
Если Вы ещё не зарегистрированы в системе, Вам необходимо зарегистрироваться
Введите E-mail:
Настоящим, в соответствии с Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006 года, Вы подтверждаете свое согласие на обработку компанией ООО «Концепция связи XXI век» персональных данных: сбор, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, передачу в целях продвижения товаров, работ, услуг на рынке путем осуществления прямых контактов с помощью средств связи, продажи продуктов и услуг на Ваше имя, блокирование, обезличивание, уничтожение.

Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует конфиденциальность получаемой информации. Обработка персональных данных осуществляется в целях эффективного исполнения заказов, договоров и иных обязательств, принятых компанией в качестве обязательных к исполнению.

В случае необходимости предоставления Ваших персональных данных правообладателю, дистрибьютору или реселлеру программного обеспечения в целях регистрации программного обеспечения на Ваше имя, Вы даёте согласие на передачу своих персональных данных.

Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует, что правообладатель, дистрибьютор или реселлер программного обеспечения осуществляет защиту персональных данных на условиях, аналогичных изложенным в Политике конфиденциальности персональных данных.

Настоящее согласие распространяется на следующие персональные данные: фамилия, имя и отчество, место работы, должность, адрес электронной почты, почтовый адрес доставки заказов, контактный телефон, платёжные реквизиты. Срок действия согласия является неограниченным. Вы можете в любой момент отозвать настоящее согласие, направив письменное уведомление на адрес: podpiska@vedomost.ru с пометкой «Отзыв согласия на обработку персональных данных».

Обращаем Ваше внимание, что отзыв согласия на обработку персональных данных влечёт за собой удаление Вашей учётной записи с соответствующего Интернет-сайта и/или уничтожение записей, содержащих Ваши персональные данные, в системах обработки персональных данных компании ООО «Концепция связи XXI век», что может сделать невозможным для Вас пользование ее интернет-сервисами.

Давая согласие на обработку персональных данных, Вы гарантируете, что представленная Вами информация является полной, точной и достоверной, а также что при представлении информации не нарушаются действующее законодательство Российской Федерации, законные права и интересы третьих лиц. Вы подтверждаете, что вся предоставленная информация заполнена Вами в отношении себя лично.

Настоящее согласие действует в течение всего периода хранения персональных данных, если иное не предусмотрено законодательством Российской Федерации.

Принимаю условия соглашения
Mon, 16 Dec 2019 00:55:30