Контроль бутылки – содержание ацетальдегида в ПЭТ – важный шаг

Полиэтилентерефталатная смола (ПЭТ) представляет собой термопластичный пластик с превосходной кристалличностью, высокой прозрачностью, низкой плотностью, небольшим коэффициентом расширения, низкой усадкой при формовании и высокой прочностью. Ее продукция эстетична и имеет стабильные размеры. Изделия из ПЭТ также идеально подходят для упаковки пищевых бутылок, поскольку они не имеют запаха, безопасны, хорошо изолируют воздух и имеют легкий вес. Этот вид ПЭТ-чипы часто называют бутылочной ПЭТ-чипой и пользуется большим спросом.

 

Бутылочная ПЭТ-чипса широко используется в упаковке пищевых продуктов, что требует строгих требований безопасности. ПЭТ-чипы, используемые для изготовления бутылок, обычно проходят две основные стадии реакции: полимеризацию в жидкой фазе и полимеризацию в твердой фазе. Создание бутылочной базовой ПЭТ-чипы является основной задачей первого этапа, а повышение вязкости бутылочной базовой ПЭТ-стружки - основной задачей второго этапа. При производстве бутылочной ПЭТ-чипы выделяется множество токсичных веществ. Ацетальдегид — одно из самых опасных соединений, образующихся в процессе производства, которое отрицательно влияет на безопасность бутылочной ПЭТ-стружки. Ацетальдегид — ядовитое бесцветное химическое вещество, летучее и неприятное для органов чувств. Помимо раздражающего действия на кожу и слизистые оболочки, он оказывает угнетающее действие на центральную нервную систему.

 

 

ПЭТ подвергается окислению в ходе процессов производства и повышения вязкости, в результате чего образуется ацетальдегид. Согласно данным, существует значительная нелинейная корреляция между содержанием ацетальдегида в чипсах-основах ПЭТ и содержанием ацетальдегида в готовых бутылках. Было обнаружено, что при постоянных производственных процессах содержание ацетальдегида в готовых бутылках увеличивается или уменьшается с увеличением или уменьшением содержания ацетальдегида в базовых чипсах. Поэтому требуется строгий количественный контроль в соответствии с национальным стандартом GB/T 17931. China Resources (Holdings) Co.,Ltd. контроль содержания ацетальдегида в сополимеризованной основе чипсов в пределах (150±40)×10-6 мг/г обеспечивает попадание содержания ацетальдегида в готовых бутылках в пределы, установленные национальными нормативами, и соответствие стандартам безопасного потребления. Wankai New Materials Co., Ltd. также строго контролирует содержание ацетальдегида в ПЭТ-чипах бутылочного качества в соответствии с национальным стандартом GB/T 17931 с целью достижения внутренней нормы менее 0,7 мкг/г.

 

На примере производственного процесса Ванкая можно отметить, что устройство для жидкофазной полимеризации первой стадии спроектировано и предоставлено китайской компанией Kunlun Engineering Company для технологии производства. В нем используются ПТА (очищенная терефталевая кислота) и ЭГ (этиленгликоль) в качестве основных реагентов, химические агенты на основе сурьмы в качестве катализаторов, IPA (изофталевая кислота) и ДЭГ (диэтиленгликоль) в качестве мономеров для модификации сополимера, а также добавляются определенные пропорции термостабилизаторы, добавки У1, воронители и другие добавки. При определенных условиях температуры, давления и времени реакции, посредством двух стадий этерификации и трех стадий конденсации, синтезируется полиэтилентерефталат (ПЭТ) или базовая ПЭТ-стружка бутылочного качества.

 

Вязкость синтетической ПЭТ-стружки бутылочного качества увеличивается после стадии реакции жидкофазной полимеризации, а концентрация ацетальдегида слегка контролируется. Однако базовая крошка из ПЭТ для бутылок должна пройти операцию твердофазной полимеризации, чтобы обеспечить пониженное содержание ацетальдегида, повышенную вязкость и большую чистоту, чтобы соответствовать необходимым стандартам для чипсов из ПЭТ для бутылок.

 

   

Твердофазная полимеризация — это реакция полимеризации базовой крошки бутылочного ПЭТ в твердом состоянии. Устройство твердофазной полимеризации Ванкая разработано и предоставлено швейцарской компанией Buhler. Базовая ПЭТ-стружка бутылочного качества дополнительно вступает в реакцию (увеличение вязкости) в устройстве твердофазной конденсации, чтобы соответствовать требованиям, предъявляемым к ПЭТ-чишке бутылочного качества.

 

Уникальный процесс деальдегида Ванкая полностью демонстрируется на второй стадии твердофазной полимеризации. Ацетальдегид в основном образуется в результате разложения молекул ПЭТ, процесса, который требует времени и температуры. Чем дольше время и чем выше температура, тем сильнее деградация. Основными параметрами конструкции устройства твердофазной полимеризации Ванкая являются температура и время пребывания. Увеличение характеристической вязкости (IV) и удаление ацетальдегида требуют температуры выше 200°C и времени пребывания в диапазоне 8-12 часов. Прежде чем перейти к твердофазному увеличению вязкости, полимеризационный материал должен пройти кристаллизацию и сушку. После твердофазного повышения вязкости смолу необходимо охладить, чтобы избежать ухудшения характеристик продукта при хранении и транспортировке. Чтобы еще больше снизить содержание ацетальдегида в ПЭТ-чипах бутылочного качества в процессе твердофазной полимеризации, устройство использует азот для непрерывного удаления ацетальдегида в соответствии с требованиями упаковки пищевых продуктов. Это особенно отражено в рассмотрении устройством обратимых характеристик реакции конденсации ПЭТ и использовании мер защиты от азота инертным газом для предотвращения деградации стружки в результате окисления и термической деградации, тем самым уменьшая образование ацетальдегида из источника. С другой стороны, поскольку азот содержит больше примесей, его чистота снижается, что влияет на качество продукции. В устройстве также используется система очистки азота (блок NPV) для повышения чистоты азота и удаления примесей, таких как ЭГ, ацетальдегид и вода. После очистки азот снова поступает в устройство для переработки. Наконец, содержание ацетальдегида в произведенных ПЭТ-чипах бутылочного качества соответствует внутреннему стандарту Wankai менее 0,7 мкг/г и соответствует национальному стандарту GB/T 17931.

 

 

После реакции твердофазной полимеризации содержание ацетальдегида соответствует требованиям, предъявляемым к упаковке пищевых продуктов. Однако для дальнейшего обеспечения безопасности полиэфирной крошки бутылочного качества центр качества Ванкая должен определять содержание ацетальдегида с помощью парофазной газовой хроматографии. Только когда обнаруженное содержание ацетальдегида соответствует определенным стандартам, произведенную полиэфирную крошку бутылочного качества можно продавать на рынке.

 

Оборудование Ванкая позволяет максимально эффективно использовать ресурсы, а некоторые участники реакции могут быть переработаны. На второй стадии реакции азот играет важную роль, позволяя реакции протекать в идеальных условиях и удаляя ацетальдегид, чтобы обеспечить безопасность и чистоту различной полиэфирной крошки бутылочного качества.