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      聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)是一種具有優(yōu)良氣體阻隔性、防水性、抗紫外線性、耐熱性、耐化學藥品性、耐輻射性等的熱塑性樹脂。在薄膜、包裝容器(特別是啤酒瓶)和工業(yè)纖維中有著廣闊的發(fā)展前景。目前，Eastman公司、DuPont公司、帝人公司、Shell公司和BP公司已開始工業(yè)化生產PEN。          圖1：PEN 與PET分子結構圖         一、PEN的特征及性能                  PEN樹脂結構與PET相類似(見圖1)，它是以萘環(huán)取代PET中的苯環(huán)，萘環(huán)比苯環(huán)具有更大的共軛結構，故分子鏈剛性強結構呈平面狀，其機械、電氣、化學性能更為優(yōu)良。PEN與PET的基本特性比較見表-1。                  PEN具有與PET相似的特性，但它幾乎在所有的方面都優(yōu)于PET。與PET相比，PET具有以下特點 ：(1)PEN膜熱收縮率低，尺寸穩(wěn)定性好，玻璃化溫度高，長期耐熱性優(yōu)于PET，可適用較高加工和使用溫度。（2)氣體阻隔性好，PEN是所有塑料中氣體阻隔性最優(yōu)秀的，與PET相比，PEN對O2的阻隔性高4倍，對CO2阻隔性高5倍，對水阻隔性高3.5倍。（3)力學性能好，PEN的模量是尼龍的5倍，聚酯的2.5倍，人造絲的2倍, 可用于工程加強。（4)化學惰性好，PEN分子中的酯基遇水也會水解，但其水解速度只有PET的25％，所以其耐水解性很好。對酸、堿和化學藥品的穩(wěn)定性也優(yōu)于PET，對其它物質(如被包裝物)吸附少，游離析出性低。(5)紫外線吸收性好。                  二、 PEN的合成                  ■PEN的合成路線：PEN的合成路線可分為直接酯化法和酯交換化法。但由于萘二甲酸的價格較高，目前PEN的工業(yè)生產中所用原料為2，6-萘二甲酸二甲酯，所以現(xiàn)在普遍采用酯交換法。酯交換法合成PEN分為兩個階段：酯交換反應和縮聚反應。                  ■PEN原料的合成和商業(yè)化情況：由于PEN的原料 2，6－萘二甲酸(NDA)或2，6－萘二甲酸二甲酯(NDC)的成本高，PEN的生產與商業(yè)化發(fā)展速度受到了阻礙。目前2，6－萘二甲酸二甲酯(NDC)是生產PEN的主要原料。                  上世紀八十年代，BP阿莫科公司成功突破NDC的生產技術，并于1989年建立實驗設備，開始有限量供應NDC。為滿足市場需求，BP阿莫科公司在1992年開始興建大規(guī)模生產設備，1997年正式在美國商業(yè)化生產NDC，整個項目累計投資超過2億美元。                  最近 Mobil公司和 Kobe Steel公司聯(lián)合開發(fā)了一種旨在降低PEN價格的新工藝。該工藝結合了Mobil公司的沸石催化劑技術和 Kobe Steel公司新的凈化技術，可以顯著地降低PEN的成本。                   三、PEN商業(yè)化應用狀況                  由于PEN具有優(yōu)良的熱性能、力學性能、氣體阻隔性及介電等性能，使得它在高性能的薄膜、纖維、特種包裝材料和工程塑料方面都有廣闊的應用前景。商業(yè)化生產和應用已逐步推廣開來。                  1.PET薄膜的商業(yè)化應用                  與PET膜相比，PEN薄膜具有高強度、高模量及熱阻性、優(yōu)良的氣體阻隔性、耐水解性、耐放射性等優(yōu)點，它在190℃發(fā)生收縮，能夠在155℃下長期使用，而PET只能在105～130℃下長期使用。PEN薄膜有效地拓展了使用范圍，它不但是PEN中研究最多的一個方面，同時也是最早投入應用的PEN產品。         阿莫科公司率先占領了PEN膜的原料市場，而日本帝人公司首先開發(fā)占領了制品市場。早在 1971年，帝人公司就生產出了PEN雙向拉伸膜(BOPEN)薄膜，并將雙向拉伸薄膜商標命名為 TEONEX，于1990年4月開始建設年產量達10000噸的PEN薄膜生產線。此外，東麗、杜邦等大公司也相繼進入了PEN生產領域。由于PEN成本較高，因此為降低成本，還開發(fā)了PET/PEN多層復合膜。                  ■ 高級照相膠片：從1996年開始，使用了PEN的APS膠片很受用戶歡迎，正逐步取代以往的銀鹽感光膠片(原料為三醋酸纖維素酯)。APS膠片由于使用退火的PEN樹脂(A-PEN)，因此膠片強度和平滑性得到提高。APS膠片為磁性數(shù)據(jù)記錄方式，片基厚度與PET膠片相同，但是PEN膜的厚度比以往的三醋酸膠片更薄，成像卻非常清晰。Eastman Kodak公司推出了商品名為ADVANTIX的膠片，另外Fuji和AGFA也相繼推出了PEN膠片。                  ■ PEN絕緣膜：BOPEN薄膜可作電機、變壓器、線圈、電容器的絕緣材料，在通訊器材中可用作振動膜、薄膜開關、磁記錄材料。BOPEN薄膜在高溫高濕的環(huán)境下絕緣性能穩(wěn)定，能在155℃下長期使用，是熱塑性高性能塑料薄膜的重要品種。PEN膜可達到F級(160℃)絕緣膜的要求。一般的PET薄膜只可達到E級(長期使用溫度為120℃)，如果要達到長期使用溫度130℃，則要求大幅提高粘度，盡量降低齊聚物含量，否則用于制冷密封型電機的絕緣時，受潤滑油的浸潤容易將齊聚物抽提出來，從而造成電機故障。而PEN中齊聚物的質量分數(shù)僅為0.5％，可以有效地解決這個問題。         圖2：PEN飲料瓶 (待續(xù)）