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    摘要：本文探討了納米聚酯PET瓶的研究現(xiàn)狀、成型工藝及其應(yīng)用，重點(diǎn)研究了PET啤酒瓶包裝的技術(shù)問題與市場(chǎng)前景。     關(guān)鍵詞：納米聚酯瓶 成型工藝 PET啤酒瓶 最新成果 （一）PET聚酯瓶的市場(chǎng)競爭力     玻璃瓶具有阻氣性好、存放壽命長、透明度好、易回收等優(yōu)點(diǎn)，但存在生產(chǎn)中能耗大、笨重以及易爆炸傷人等問題。近來，以啤酒包裝為主目標(biāo)的高阻隔性PET瓶的開發(fā)研究已成為業(yè)界的一個(gè)熱點(diǎn)，經(jīng)過長期的、大量的研究工作，已取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。     啤酒對(duì)光和氧極端敏感，而貨架壽命通常要達(dá)到120日，要求啤酒瓶的氧滲透性在120日中不大于1×10-6g，CO2的損失不超過5%。該要求是純PET瓶阻透性的2~5倍；另外，一些啤酒廠對(duì)啤酒采用巴氏消毒法，要求耐峰值溫度達(dá)到298℃，而純PET瓶的強(qiáng)度，耐熱性，氣體阻隔性均達(dá)不到啤酒瓶的要求，因此，人們競相研究開發(fā)各種阻透，增強(qiáng)的新材料及新工藝。     目前，用聚酯瓶取代玻璃瓶和金屬罐裝啤酒的技術(shù)已經(jīng)成熟，商品化過程已經(jīng)起步。據(jù)《Modern Plastics》雜志預(yù)測(cè)，未來3~10年，全世界將有1%~5%的啤酒改用PET瓶包裝。     據(jù)預(yù)測(cè)，僅啤酒瓶一項(xiàng)每年世界將增加90萬噸PET的市場(chǎng)要求，到2005年全球塑料啤酒瓶市場(chǎng)的年需求量將達(dá)到300億支。     我國是一個(gè)啤酒生產(chǎn)和銷售大國，國內(nèi)有非常廣闊的啤酒聚酯瓶包裝市場(chǎng)。     經(jīng)過改性后的各種PET啤酒瓶具有卓越的阻隔屏蔽二氧化碳、氧、水，以及芳香性能，且具有高抗沖擊性能、高強(qiáng)度、耐熱性、高抗壓強(qiáng)度、高透明度、高超美學(xué)藝術(shù)性、高純度、高潔凈度、良好機(jī)械加工性、良好成型性、良好尺寸穩(wěn)定性、抗化學(xué)性、抗吸潮性及輕質(zhì)性等優(yōu)點(diǎn)，而且成本低廉。例如，由澳大利亞開發(fā)的表面噴涂環(huán)氨胺的冰啤酒PET瓶，在非冷藏條件下的貨架壽命為100~120天。PET（90%）/EVOH（10%）啤酒瓶的貨架壽命為25~40星期（與瓶容積有關(guān)）；由德國支持開發(fā)的表面涂布二氧化硅PET啤酒瓶，貨架壽命大大超過6個(gè)月，該瓶透明光澤度好，可100%回收再利用；由法國Sidel公司開發(fā)的高氫化非結(jié)晶碳涂布的PET啤酒瓶（涂布技術(shù)來自美國），阻氧性提高30倍，阻二氧化碳性提高7倍，貨架壽命達(dá)一年，引起世界啤酒業(yè)界的震驚。該瓶已由FDA批準(zhǔn)使用，可100%回收再利用。PET容器已被人們普遍認(rèn)為是環(huán)境適應(yīng)性最佳的塑料品種之一。受到法國、英國、美國、意大利等國家的重視。     一項(xiàng)新的包裝技術(shù)能否進(jìn)入市場(chǎng)，主要取決于它的先進(jìn)性能和價(jià)格。上述的各種高新技術(shù)已經(jīng)為PET瓶裝啤酒推向市場(chǎng)準(zhǔn)備了條件。 （二）納米阻隔技術(shù)現(xiàn)狀     美國Eastman Chemical公司采用納米復(fù)合材料阻隔技術(shù)，將高分子納米復(fù)合材料應(yīng)用于PET樹脂，使其成為整個(gè)高分子的一部分，這些納米粒子能夠阻塞分子間隙，使氣體難以擴(kuò)散滲透，從而提高了PET樹脂瓶的阻隔性。由于加入的納米材料數(shù)量非常少，這種材料可以在現(xiàn)有的各種制瓶機(jī)上直接應(yīng)用，不需要更新設(shè)備。產(chǎn)品保持PET瓶無色透明的外觀。     另外，Dupont公司提供兩種能夠提高聚酯瓶阻隔性的新技術(shù)，第一種是使聚合物改性，能使原來PET的阻隔性提高2~3倍；第二種是使用“透明鋁化合物”表面涂覆技術(shù)，能使原來PET的阻隔性提高30~40倍。使用這種涂層不存在回收方面的問題。這兩種新技術(shù)已經(jīng)接近商品化。     據(jù)瑞士Tetra Pak公司報(bào)告，已經(jīng)有兩項(xiàng)涂覆阻隔層的技術(shù)獲得了專利，一項(xiàng)叫做“Glaskin”，另一項(xiàng)叫做“Sealica”。前者能用一步吹瓶機(jī)成型，后者則適用于二步吹塑成型機(jī)。這兩種專利技術(shù)都能利用現(xiàn)有的包裝機(jī)，所以在成本方面具有很大的競爭力。     Glaskin系統(tǒng)采用熱隔內(nèi)涂覆的技術(shù)，在PET瓶內(nèi)壁涂覆一層10~20納米的透明氧化硅（SiOx）其技術(shù)是向吹塑瓶內(nèi)注入一種氣態(tài)化合物，然后加熱，把SiOx融結(jié)在內(nèi)壁上。測(cè)試表明，這種有內(nèi)涂層的聚酯瓶裝啤酒的包裝有效期可達(dá)4~12個(gè)月，外形可以任意設(shè)計(jì)，容積為200ml~2L，涂覆速率可以達(dá)到18000只/小時(shí)。該項(xiàng)技術(shù)容許在吹瓶車間建立灌裝線，使涂覆聚酯瓶直接供給灌裝設(shè)備。用Glaskin內(nèi)涂覆技術(shù)制造的PET瓶可以完全回收，阻隔性涂層可以承受一定應(yīng)力，不怕擠壓塌陷等損傷而引起的涂層脫落。瑞典領(lǐng)先的釀酒商Supendrups成為第一個(gè)用戶，2000年1季度已推出0.5Lglaskin瓶包裝的啤酒產(chǎn)品。     Sealica技術(shù)是先用注塑機(jī)制成一個(gè)預(yù)制品，只使用60%~70%的PET樹脂，因而厚度較薄。稍冷后，模具一邊繞心軸旋轉(zhuǎn)，一邊注入一層熱塑阻隔性材料，充填量約為模腔剩余體積的30%~40%，再將另一半模具閉合，用PET樹脂注滿模腔。Sealica技術(shù)不需要特殊的設(shè)備，對(duì)通常的PET樹脂注塑機(jī)稍加改進(jìn)，即可應(yīng)用，注塑成型周期與以前完全相同。     Tetra Pak公司使用的阻隔性材料是與Dow Chemical公司聯(lián)合研制的，它含有間苯二酚的衍生物，即間苯二酚二環(huán)氧甘油醚（RDGE），它是制造高阻隔性復(fù)合材料的原材料，RDGE與單乙醇胺反應(yīng)得到具有極高阻隔性的化合物。通過控制阻隔層的厚度可以調(diào)節(jié)阻隔性能，以滿足不同應(yīng)用的要求。     日本Kirin啤酒公司和Samco國際實(shí)驗(yàn)室利用化學(xué)氣相淀積（CVD）技術(shù)在PET瓶內(nèi)壁沉積了一層類似金剛石的薄膜（DLG）作為阻隔層，1999年已經(jīng)在世界范圍內(nèi)申請(qǐng)并獲得了專利權(quán)。這項(xiàng)技術(shù)是在PET瓶內(nèi)和瓶子與模具之間產(chǎn)生真空，然后充入甲烷或乙炔氣體，并施加射頻或微波電磁場(chǎng)使氣體放電，產(chǎn)生等離子體，從而生成碳和氫離子，在內(nèi)表面沉積一層厚度為20~40納米的DLG薄膜。經(jīng)過沉積涂覆的PET瓶，其阻隔性能比末涂覆的高10倍。這個(gè)涂層耐酸堿，抗破裂，帶有淺棕色，具有高的透明性。     SIPA公司采用Hoechst Trevira公司提供的PN-100PEN均聚物制成啤酒瓶，厚度僅有玻璃的一半，具有優(yōu)異的耐紫外線性能，啤酒的口味和香味與玻璃瓶沒有明顯的差別。     MXD6尼龍的阻透性比PET高19-20倍，其加工溫度與PET相似，Mitsubishi氣體化學(xué)美國公司提出30%的MXD6與PET共混，但產(chǎn)品的霧度較高，正在開發(fā)PET和LCP/MXD6共混物的多層瓶(一)(二)(三)(四)(五)