概述聚酯PET与PEN共聚材料的应用
2008-05-09 12:34 来源:转载自世易化工
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一、前言
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种最常见的饱和聚酯,广泛用于制造纤维、薄膜、瓶子、工程塑料等许多领域,有关PET 的合成、结构、性能及应用等得到了广泛的研究。聚2,6一萘二甲酸乙二醇酯(PEN)是一种新型的PET 的同系聚酯,比PET具有更优异的性能,如力学性能、耐热性能、阻隔性能等,但由于PEN 价格比PET要昂贵的多,这大大限制了PEN 的使用。为了充分利用PEN 的优异性能,同时解决其价格昂贵的问题,人们通常采用PET,PEN共聚和/或共混的方法,以将两者的优越性充分地表现出来,并对此进行了许多研究,发表了许多研究报告。但从文献来看,对聚对苯二甲酸二甲酯(DMT)、2,6一萘二甲酸二甲酯(DMN)与乙二醇(EG) 的共酯交换动力学、2,6一萘二甲酸(NDA)、对苯二甲酸(TPA)与乙二醇(EG)的共直接酯化动力学、PEN―PET共缩聚动力学、以及PEN/PET共聚酯的结构与性能的研究较少,也不系统。为此,对PEN―PET共聚酯进行了系统研究。
二、在共聚材料中充分展现PEN的优异性能
PEN的结构与PET相似,不同之处在于分子链中,PEN是由刚性更大的萘环代替了苯环,它是由2,6-萘二甲酸二甲酯与乙二醇缩聚而得的聚合物。在PEN的分子结构中,由于萘环的结构更容易呈平面状,使PEN具有更好的气体阻隔性,比如PEN对水气的阻隔性是PET的3-4倍,作为包装材料可大大提高产品的保质期。分子中萘环的引入提高了大分子的芳香度,使得PEN 比PET 表现出更为优良的耐热性能。PEN的熔点为265℃,其玻璃化温度在120℃以上,比PET高出50℃左右;长期使用温度高达160℃,PEN在180℃的干燥空气中放置10h以后,其伸长率仍能保持50%。而PET在同样条件下,将变得无法使用。此外,PET/PEN的共聚物对提高PET的热性能也具有明显的作用。PEN的扬氏模量和拉伸弹性模量比PET高出50%,在170℃时,PEN的机械性能远远高于PET。由于萘的双环结构具有很强的紫外线吸收能力,它可以阻隔波长小于 380nm的紫外线,其光稳定性约为PET的5倍,在真空和O2中的耐放射性的能力分别可达PET的10倍和5倍。在PEN分子链中的酯基虽然遇水分解,但其分解速度仅为PET的1/4,耐酸、碱的能力也优于PET。
由于PEN 的气密性好,分子质量相对大,故在实际使用温度下,析出低聚物的倾向小,在加工温度高于PET的情况下分解放出的低醛也少于PET。虽然PEN和PET一样都是结晶性材料,但PEN在非结晶状态时,能够透明成型。
三、PET/PEN耐热合金材料的生产过程
1.生产工艺过程中的影响因素
PET/PEN合金兼顾了PET的经济性和PEN的耐热性、阻气性,故PET与PEN合金化是使PEN走向市场(尤其是包装领域)的主要途径之一。通过熔融共混反应挤出,选择合理的酯交换率水平和反应挤出工艺条件,获得性能价格比合理、在通用国产二步法吹瓶设备上技术可行、质量稳定可靠的耐热、阻气、透明的包装瓶用料。
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