25.5 POLY(ETYLENTEREFTALAT) STØPEMATERIALER

i 1997 ble det anslått at GLOBAL produksjon AV PET var ca 16.7 × 106 t.p.a., hvorav 12 millioner tonn ble brukt i tekstiler, 2 millioner tonn for lyd-og videofilm (med en liten mengde for tekniske lister) og 3 millioner tonn for emballasje, spesielt flasker. Den enorme veksten i flaskemarkedet fra null i slutten av 1970 – tallet til 1.5 millioner tonn i USA alene i 1998 er, i forbruk, et av de mest spektakulære eksemplene på vekst i plastmaterialer i nyere tid, og vil bli vurdert senere i denne delen.

på grunn av den relativt høye overgangstemperaturen (ca. 80°C) kan det bare forekomme en begrenset mengde krystallisering under avkjøling etter sprøytestøping av poly(etylentereftalat). Slike lister er gjennomsiktige og amorfe og har liten verdi. Når de varmes opp over 80°C-krystallisering kan forekomme og de viser betydelig forvrengning, krymping og uklarhet, Er Sprøytestøping også vanskelig på grunn av smeltenes følsomhet for spor av fuktighet.av denne grunn var ideen om støping av poly (etylentereftalat) i mange år ikke et teknisk forslag. Utviklingen med kjernemidler tidlig på 1960-tallet førte imidlertid til produksjon i 1966 av halvfabrikata som stang og rør ved en kontinuerlig støpeprosess utviklet av Glanzstoff-AG Fra Obernbung / Main. Disse materialene hadde høy hardhet, krypebestandighet og stivhet, med en vannabsorpsjon som ligner på acetal harpiks, men har en ulempe med følsomhet for varmt vann og alkaliske løsninger.

tøping maskiner. Sylindertemperaturer er ca 260 hryvnias C og muggtemperaturer så høye som 140 hryvnias C for å fremme en kontrollert krystallisering. På grunn av denne høye temperaturen anbefales det generelt at formen isoleres termisk fra låsemekanismen og andre maskindeler.

et interessant trekk ved poly (etylentereftalat) er at i henhold til støpeforholdene kan to ganske forskjellige produkter, en amorf, den andre gjennomsiktig, oppnås, dette er en konsekvens av å ha en Tg på ca 80°C. for begge typer er det imidlertid visse vanlige punkter som skal observeres. Som med andre polymerer som er litt hygroskopiske og som krever høye smeltetemperaturer, må granulatene være grundig tørre, særlig forsiktighet er nødvendig med omarbeidet materiale. I tillegg, på grunn av injeksjon med lav smelteviskositet, bør støpeskruer være utstyrt med tilbakestrømningsventiler, og tønndysene skal ha avstengningsventiler. Smeltetemperaturer er i størrelsesorden 260 hryvnias C.

for å produsere amorfe gjennomsiktige lister, bør muggtemperaturer holdes godt under Tg, en temperatur på mindre enn 50 hryvnias C anbefales generelt. Forutsatt at veggtykkelsene ikke overstiger 5-6 mm, avkjøles smeltingen veldig raskt, og det er ikke nok tid til betydelig krystallisering i det korte tidsintervallet at materialet er mellom Tm og Tg. Med tykkere seksjoner kan det ikke være mulig å trekke varmen ut av smelten i tilstrekkelig grad, og noe krystallisering kan forekomme. Det er også viktig å bruke karakterer som ikke inneholder tilsetningsstoffer som akselererer krystallisering. Amorfe lister bør ikke brukes over Tg.

Krystallinske, ugjennomsiktige lister produseres ved å bruke en formtemperatur på ca. 130°C og karakterer som inneholder krystalliseringsakseleratorer. De krystallinske karakterene beholder sin form opp til temperaturer nær Tm og kan derfor brukes over Tm for mange bruksområder.

til tross for Innføringen Av Arnitt PETP holdt bruken av poly (etylentereftalat) som støpemateriale seg på et lavt nivå i mange år. På 1970-tallet ble det anerkjent at forsterkning av polymeren med glassfiber hadde en enda større innflytelse på modulus og stivhet enn med annen teknisk plast. For eksempel er bøyemodulen for ufylt krystallinsk poly(etylentereftalat) ved 23°C og 50% RH noe mindre enn for en polyacetal. På den annen side, ved en glassfiber lasting av 30% modulus av polyester er noen 10% høyere (11 000 mpa c.f. 10 000 MPa). Ved 50% fiberbelastning er modulen så høy som 15 000 MPa.på slutten av 1980-tallet ble det anslått at 90% av krystallinske pet-støpematerialer var glassfylt. Deres store bruk var i elektriske og elektroniske applikasjoner. Tynne, komplekse seksjoner som transformator spoler kan dannes lett på grunn av den enkle flyten av polymer selv når fiber fylt. Disse materialene har også blitt brukt til hus og komponenter for brødristere, kaffemaskiner, industrielle plugger og stikkontakter, bilvarmerhus og vannmålerhus. Tøffere karakterer brukes til bilgriller og drivstofffyllingsflapper. Amorfe karakterer brukes hovedsakelig for flasker.Mot slutten Av 1970-tallet introduserte Du Pont Rynite. Dette er en poly (etylentereftalat) med en ionomer, som inneholder en mykner (antatt å være n-pentylglykoldibenzoat) og bare tilgjengelig i glassfiberfylt form (ved 30, 45 og 55% fyllstoffnivåer). Selv Om Tg er noe redusert, på grunn av tilstedeværelsen av mykner, til ca 55-60°C polymeren er meget stiv, overstiger det for en polysulfon. Det er mindre vannfølsomt enn en ufylt polymer. Bortsett fra sin dårlige sporingsmotstand, et vanlig trekk ved mange svært aromatiske polymerer, er dets elektriske egenskaper generelt gode, mens, som Med Arnitetype-materialene, er brannhemmende karakterer nå tilgjengelige.på slutten av 1970-tallet ble fordelene ved biaksial strekking av poly (etylentereftalat) utvidet fra arkfilm til flaskeproduksjon. Som et resultat ble viktige nye markeder åpnet. I noen år hadde plastindustrien gjort en stor innsats for å sikre en del av markedet for emballasje av karbonerte drikker. På begynnelsen av 1970-tallet virket det som om dette håpet ville bli oppfylt ved bruk av nitrilharpikser (Kapittel 16), men toksisitetsproblemer i stor grad forbundet med gjenværende akrylnitril gjorde dette umulig. Heldigvis var anerkjennelsen om at nitrilharpikser ikke lenger kunne vurderes for dette markedet sammenfalt med utviklingen av teknikker for flaskeblåsing av poly(etylentereftalat). I 1978 var estimatene FOR USAS forbruk av poly(etylentereftalat) for flasker i området 68 000-86 000 tonn. I 1998 var tilsvarende tall 1 430 000 tonn. Som diskutert i forrige avsnitt, innebærer dette spesielle polymerkarakterer, og som også nevnt, blir kopolymerer med isoftalsyre eller cykloheksanedimetanol i økende grad brukt til å forbedre klarhet, seighet og barriereegenskaper. MENS USA markedet har vært dominert av kullsyreholdige drikke markedet prosessen har blitt utvidet, spesielt I Europa, for å produsere flasker til andre formål som fruktjuice konsentrater og sauser. Bredhalsede krukker, for kaffe og for andre materialer, gjorde også deres utseende.

Suksess i flaskeblåsing innebærer først produksjon av en vesentlig amorf parison ved å injisere i en kald form. Parison blir deretter trukket ut av formen, oppvarmet (for eksempel av infrarøde varmeovner) og utsatt for en strekkblåseprosess som biaksialt strekker parison, noe som gir en tynnveggbeholdere med høy styrke og seighet kombinert med lav permeabilitet for oksygen og karbondioksid. Ytterligere reduksjoner i gasspermeabilitet kan oppnås ved bruk av flerlagsparisonekstrudater. FOR Eksempel BRUKES I Storbritannia PET-flasker belagt med vinylidenkloridbaserte kopolymerer til emballasje av øl. Det har også vært noen interesse i poly-m-xylylen adipamid (Se Kapittel 18) og, mer spesielt, etylen-vinyl alkohol kopolymerer som barriere materialer.en ytterligere betydelig utvikling, men ikke på omfanget av flaske-og filmmarkedene, hadde vært bruk av termoformet PET-ark for menybrett. Den høye varmeforvrengningstemperaturen på 220°C gjør at disse produktene kan brukes i både tradisjonelle og mikrobølgeovner.

i forsøk på å redusere TG AV PET og dermed lette sprøytestøping er det utarbeidet en rekke kopolymerer basert PÅ PET. Således ble en kopolyester inneholdende 3-metylpentan-2,4-diol funnet å gi mye langsommere krystalliseringshastigheter under støping. Bruken av isoftalsyre som delvis erstatning for tereftalsyre forsinker også krystalliniteten, og dette har blitt brukt kommersielt med 1,4-cykloheksylenglykol i stedet for etylenglykol (se Pkt.25.7). DEN betydelige suksessen TIL PET for å lage flasker og lignende produkter, sammen med fortsatt etterspørsel ETTER PET-film, hadde ført til en oppgang i selskaper som leverer PET-materialer. I 1987 leverte ni selskaper PET-materialer I Vest-Europa for sprøytestøping, syv for flaskeproduksjon og åtte for film.

som med mange andre plastmaterialer som produseres i et stort antall land, er statistikk for kapasitet og bruk gjenstand for betydelig usikkerhet. Et anslag var at i 1997 kapasitet for å lage ‘container’ karakterer var om 6 000 000 t.p.a. med forbruk på ca 4 000 000 t.p. a. andre estimater plasserte film – og flaskemarkedet til å være av samme størrelse i Japan, mens globalt var flaskemarkedet omtrent 20% av totalen. Sammen med andre data tyder dette på at fiber-og filamentmarkedet absorberer ca. 72% AV PET-kapasiteten, beholdere ca. 19%, film ca. 7% og lister 2%. Betydelige mengder PET-flasker resirkuleres imidlertid til fibre for bruk, for eksempel i utendørs klær.

25,5.1 Poly (etylennaftalat) (PEN)

Så lenge siden 1940-tallet var det kjent at poly (etylennaftalat) hadde høyere temperaturmotstand, høyere strekkfasthet, høyere UV-motstand og bedre oksygen-og vannbarriereegenskaper enn poly(etylentereftalat). Kommersiell interesse ble først betydelig da Amoco på slutten Av 1980-tallet begynte å produsere forløperen dimetyl-2,6-naftalendikarboksylat og økte navneskiltkapasiteten til 27 000 t.p.a. i 1998. I 1989 Produserte Shell PEN i kommersielle mengder (Hipertuf) og på slutten av 1990-tallet fikk De selskap av 3 M, Du Pont, Eastman og ICI.

DIV enkelt (benzen) ring av sistnevnte. Dette fører til en stivere kjede slik at Både TG og Tm er høyere FOR PEN enn FOR PET (Tg er 124°C For PEN, 75°C for PET; Tm er 270-273°C For PEN og 256-265°C For PET). SELV OM PENNEN krystalliserer på en lavere hastighet ENN PET, krystallisering er (som MED PET) forbedret ved biaksial orientering og barriereegenskapene er mye bedre ENN PET med opp til en femdobbelt forbedring i noen tilfeller. (Som med mange krystallinske polymerer skjer maksimal krystallisasjonshastighet ved temperaturer omtrent midtveis Mellom Tg og Tm for BÅDE PEN og PET). FOR tiden ER PEN betydelig dyrere enn PET delvis på grunn av stordriftsfordeler og delvis på grunn av at transesterifiseringsruten som brukes MED PEN, er iboende dyrere enn de direkte syrerutene som nå brukes med PET. Dette har ført til tilgjengeligheten av kopolymerer og blandinger som har mellomliggende egenskaper.

Blandinger opprettes ved fysisk å blande to eller flere forskjellige harpikser i varierende mengder. Mens i teorien kan det anses at PENNEN og PET molekyler vil være separate enheter i blandingen har det blitt rapportert at betydelig transesterifisering kan oppstå under langvarig smelting i en ekstruder som fører til blokk polymerer hvis blokk lengde vil, antagelig, avta med smelte blandetid. Betydelig utviklingsinnsats har vært nødvendig for å produsere blandinger av akseptabel kvalitet.