Раскрываем секреты ПЭТ-смолы: как ключевые показатели эффективности влияют на качество продукции и эффективность переработки

Понимание молекулярной массы ПЭТ

Молекулярные цепи ПЭТ состоят из терефталевой кислоты и этиленгликоля. Молекулярная масса ПЭТ обычно измеряется его характеристической вязкостью (значением IV), которая напрямую влияет на его механические свойства, термическую стойкость и поведение при обработке.

Высокомолекулярный ПЭТ обеспечивает большую механическую прочность, ударопрочность и термическую стабильность, что делает его идеальным для бутылок для напитков большой емкости, толстостенных контейнеров и продуктов, требующих теплового заполнения. С другой стороны, низкомолекулярный ПЭТ демонстрирует лучшие свойства текучести расплава, что делает его пригодным для производства волокон или пленок BoPET и процессов, требующих быстрого формования.

Молекулярно-массовое распределение (ММР) описывает диапазон молекулярных масс в образце ПЭТ. Оно существенно влияет на обработку и свойства продукта. Узкое ММР означает, что большинство молекул имеют схожий размер, что приводит к стабильным характеристикам плавления и обработки, что делает его пригодным для точных применений, таких как пленки и литьевые детали. Напротив, широкое ММР с комбинацией длинных и коротких цепей улучшает свойства текучести, что делает его пригодным для сложных процессов, таких как экструзия и выдувное формование, и повышает ударопрочность и прочность.

Молекулярная масса и распределение ПЭТ оказывают значительное влияние на производительность последующих продуктов. Например, ПЭТ-смолы, используемые для бутылок для напитков, обычно требуют более высокой молекулярной массы и более широкого молекулярно-массового распределения для обеспечения механической прочности, сопротивления сжатию и производительности обработки. Например, ПЭТ-смола Wankai WK-901 с характеристической вязкостью 0,87±0,02 особенно подходит для бутылок большой емкости и толстостенных прозрачных контейнеров, обеспечивая превосходную ударопрочность и прочность на сжатие.

Для производства листов APET используются такие смолы PET, как WK-801, имеющие умеренную молекулярную массу с характеристической вязкостью около 0,80±0,02, что обеспечивает превосходную прозрачность и производительность обработки, а узкое молекулярно-массовое распределение гарантирует стабильность во время процессов экструзии и термоформования.

При производстве пленок BoPET, PET требует более низкой молекулярной массы для обеспечения хороших свойств текучести расплава и удовлетворения потребностей последующей обработки. WanKai's WK-631 с характеристической вязкостью 0,64±0,02 широко используется для пленок BOPET и высокопроизводительных полиэфирных волокон.

Пиковая температура плавления ПЭТ: ключ к производительности и обработке

Пиковая температура плавления (MPT) ПЭТ относится к температуре, при которой ПЭТ переходит из твердого состояния в жидкое в процессе термической обработки, обычно в диапазоне от 245°C до 265°C. Эта температура является важнейшим термическим свойством смолы ПЭТ, напрямую влияющим на ее производительность формования и обработки, а также на качество конечного продукта.

Более высокая температура пика плавления указывает на лучшую термостойкость ПЭТ, что делает его пригодным для применений, требующих высокотемпературной обработки, таких как бутылки для горячего розлива напитков и упаковка для высокотемпературной стерилизации. И наоборот, ПЭТ с более низкой температурой пика плавления идеально подходит для низкотемпературной обработки и энергоэффективных применений, таких как производство пленки и волокна.

Например, WK-811L — это исключительная ПЭТ-смола с пиковой температурой плавления 251±2°C, которая соответствует требованиям высокотемпературных процессов горячего розлива и стерилизации, обеспечивая при этом стабильную термическую усадку конечных продуктов.

Содержание ацетальдегида и влаги в ПЭТ

Ацетальдегид — побочный продукт, образующийся при разложении этиленгликоля (ЭГ) при высоких температурах. В таких процессах, как полимеризация, экструзия, литье под давлением и выдувное формование, ЭГ может производить ацетальдегид посредством реакций дегидратации и крекинга.

Для ПЭТ бутылочного класса, особенно для бутылок для напитков, контроль содержания ацетальдегида имеет решающее значение. Высокие уровни ацетальдегида могут проникать в содержимое бутылки, влияя на вкус напитков (таких как минеральная вода и газированные напитки) и создавая потенциальные риски для здоровья.

Европейский союз ограничивает содержание ацетальдегида в ПЭТ до не более 1 ppm в материалах, контактирующих с продуктами питания и напитками. Аналогично, FDA и китайские стандарты безопасности пищевых продуктов устанавливают пределы миграции на уровне 6 ppm или менее.

Компания Wankai обеспечивает соответствие этим международным стандартам за счет усовершенствования процессов полимеризации и использования передовых методов удаления ацетальдегида на основе азота, тем самым предотвращая неблагоприятное воздействие на вкусовые качества напитков и организм человека.

Содержание влаги является еще одним важным фактором в производстве и переработке ПЭТ. Будучи гигроскопичным полимером, ПЭТ поглощает влагу из окружающей среды, что может привести к гидролизу во время высокотемпературной обработки. Этот разрыв молекулярных цепей снижает молекулярную массу, ослабляет механические свойства и может вызывать дефекты, такие как поверхностные пятна, пузырьки и несоответствия цвета.

Для предотвращения гидролиза и сохранения качества продукта содержание влаги в ПЭТ бутылочного сорта должно быть ниже 50 ppm (0,005%) перед обработкой. Необходима эффективная сушка, обычно при температуре от 120°C до 180°C, при этом время сушки подбирается в соответствии с конкретными потребностями обработки.

Прозрачность и оптические свойства ПЭТ

Прозрачность является важнейшим показателем качества для многих ПЭТ-продуктов, таких как бутылки для напитков и упаковка для пищевых продуктов, и тесно связана с молекулярной структурой и кристалличностью ПЭТ. Более низкая кристалличность обычно приводит к более высокой прозрачности, что делает его идеальным для продуктов, требующих прозрачного внешнего вида.

Смола ПЭТ бутылочного качества часто выглядит молочно-белой из-за небольших кристаллических областей и нерегулярных молекулярных схем, которые рассеивают свет. Однако нагревание и экструзия значительно снижают кристалличность. Контролируя скорость охлаждения и условия обработки, смолу ПЭТ можно формовать в некристаллическое или низкокристаллическое состояние, что приводит к высокой прозрачности. 

Параметры цвета L и b описывают цветовые характеристики ПЭТ. L измеряет яркость в диапазоне от черного (L=0) до белого (L=100). Более высокие значения L указывают на лучшую яркость и прозрачность, отражая более чистый цвет. Для смолы ПЭТ более высокое значение L обычно означает превосходную прозрачность, подходящую для высококачественных визуальных продуктов.

Значение b указывает на цветовую тенденцию, от желтого до синего. Положительные значения b предполагают желтоватые оттенки, а отрицательные значения b указывают на голубоватые оттенки. Регулировка значения b позволяет контролировать цветовой сдвиг ПЭТ для удовлетворения различных потребностей применения.

Фирменная технология управления цветом ПЭТ компании Wankai гарантирует, что ее ПЭТ-бутылки демонстрируют исключительную прозрачность и оптические свойства, заслужив высокую оценку клиентов. Она включает в себя установку предопределенных цветовых целей, анализ a-значения и b-значения на выходе из реактора и интеграцию этих показаний в систему управления DCS. Эта система регулирует поток красных и синих добавок для достижения идеальной цветовой однородности. 

Заключение

Подводя итог, можно сказать, что ключевые показатели производительности для смолы ПЭТ, такие как молекулярная масса и распределение, свойства плавления, содержание ацетальдегида, контроль влажности и прозрачность, существенно влияют на качество и производительность продуктов на последующих этапах. Благодаря технологическим инновациям и тщательному управлению процессами Wankai гарантирует, что ее продукция из ПЭТ бутылочного класса обеспечивает превосходную механическую прочность, технологичность и оптические характеристики, отвечая высоким стандартам и предоставляя клиентам высококачественные и надежные решения из ПЭТ.