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影响PET瓶级切片质量的重要因素分析一

2021-08-18 来源:新疆农业机械网

影响PET瓶级切片质量的重要因素分析(一)

摘要本文从不同生产线、基础切片和工艺条件三个方面分析了影响PET瓶级切片性能的因素。通过优化工艺参数和调整基础切片的配方来满足市场要求,为提高瓶级切片的质量做了进一步的探讨。

关键词:SSP;PET;聚酯;瓶级切片

1、前言

PET,是当今应用最为广泛的饮料包装材料。由于PET可以方便地通过快速冷却的方法得到基本处于非晶态、高透明、易拉伸的PET制品,所以作为包装材料时PET既可制成双向拉伸包装膜,又可由非晶态瓶坯得到高强度、高透明的拉伸吹塑瓶,还可以直接挤出或吹塑成非拉伸PET 瓶源中空容器。PET中空容器尤其是拉伸吹塑瓶,充分发挥了PET性能,对内容物有良好的展示效果,性能和成本与其他中空容器相抗衡。因此PET作包装材料时基本上都是采用拉伸吹塑成型的,其中应用最多的是几十毫升到2升的小型瓶,也有容量30升的大瓶。自上个世纪80年代初期,由于它质量轻,成形容易,价格低廉易于大规模生产,自问世后便以不可阻挡的势头迅猛发展。短短20年左右的时间便发展成为全球最主要的饮料包装形式。它不仅广泛用于碳酸饮料、瓶装水、调味品、化妆品、白酒、干果糖果等产品的包装,而且经过特殊处理的热灌装瓶还可用于果汁和茶饮料的包装。用最先进工艺处理的PET 啤酒瓶也正在进入市场,无菌灌装PET 瓶也在紧锣密鼓地发展。可以说,技术进步正为PET 瓶不断拓展着应用领域,它不仅继续扩充在饮用水和碳酸饮料等方面的传统市场,而且正在向啤酒等玻璃和铝罐包装的最后阵地发起冲击。

1 连续固相缩聚生产线基本情况和反应原理

仪化公司有两套连续式固相缩聚生产线,一套是SINCO的(简称10R线),一套是BUHLER的(简称S2线) ,这两套装置的设备及工艺流程如下所述。

1.1 10R线

主要设备包括预结晶器、结晶器、反应器、冷却器。另外还有一套氮气净化系统(NPU,SINCO的专利) 以除去氮气系统的水分、碳氢化合物以及一些小分子副产物,保证氮气的纯度,并且补加少量的纯氮,氮气循环使用以降低其消耗。流程见附图1。所有的加热介质和冷却介质都是氮气,可以减少副反应的发生。

1.2 S2线

主要设备包括预结晶器、结晶器、预热器、反应器、冷却器。另外也有一套氮气净化系统。以热空气为加热介质的是预结晶器、结晶器,其余的加热介质是氮气。流程见附图2。

1.3 反应原理

1.3.1 生产工艺简述

PET瓶级切片的生产过程主要分两大部分,第一部分是基础切片的生产,即聚酯生产。仪化公司采用直接酯化法,生产瓶级基础切片的工艺过程与生产常规切片基本相同,同时为了满足瓶级切片一些性能而加入了第三单体IPA和一些添加剂。第二部分是基础切片的固相增粘,目前主要的有三种不同的工艺:SINCO、BUHLER、BEPEX工艺,我公司采用的是SINCO和BUHLER工艺。

1.3.2 主要反应

反应方程式如下:

聚酯反应:

HOOC––COOH + 2HOCH2CH2OHHOCH2CH2OOC––COOCH2CH2OH + 2H2O

HOCH2CH2OOC––COOCH2CH2OHH--OCH2CH2OOC–-CO n OCH2CH2OH

+(n-1)HOCH2CH2OH

固相缩聚反应:

主反应:

1.酯交换:

PET-COO-CH2-CH2-OH + HO-CH2-CH2-OOC-PET →

(1) K1

PET-COO-CH2-CH2-OOC-PET + HO-CH2-CH2-OH

2.酯化:

PET-COOH + HO-CH2-CH2-OOC-PET →

(2) K2

PET-COO-CH2-CH2-OOC-PET + H2O

可能发生的副反应:

1PET链降解

PET-COO-CH2-CH2OOC-PET →

(4) K4

PET-COOH + CH2=CH-OOC-PET

2与乙烯基的缩聚反应

PET-COO-CH=CH2 + HO-CH2-CH2-OOC-PET →

(3) K3

PET-COO-CH2-CH2-OOC-PET + CH3CHO

乙醛的生成反应

PET-COO-CH=CH2 + HOOC-PET →

K6 K5

(5)

PET-COO-CH-OOC-PET+ CH3 →

(6) K7

PET-CO-O-OC-PET + CH3CHO

3羟基的降解

PET-CH2-CH2-OH → PET-COOH + CH3CHO

(8) K8

(一) (二) (三) (四) (五)

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