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      聚酯(Polyester) 是以PET 為代表的熱塑性飽和聚酯的總稱,包括PBT、PEN、PCT 及其共聚物。其中,PET是開發(fā)最早、產(chǎn)量最大、應用最廣的聚酯產(chǎn)品。在包裝領域中,聚酯尤以包裝容器的發(fā)展最引人注目,現(xiàn)在已有20 %以上的PET 用于包裝材料,且呈逐年上升的趨勢。包裝業(yè)已成為PET 的第二大用戶,僅次于合成纖維。 1 　包裝用聚酯家族的骨干1. 1 　PET(聚對苯二甲酸乙二酯)    由于PET可以方便地通過快速冷卻的方法得到基本處于非晶態(tài)、高透明、易拉伸的PET制品,所以作為包裝材料時,PET 既可制成雙向拉伸包裝膜,又可由非晶態(tài)瓶坯得到高強度、高透明的拉伸吹塑瓶,還可以直接擠出或吹塑成非拉伸中空容器。PET 薄膜具有透明、耐油、保香、衛(wèi)生可靠和使用溫度范圍廣等性能(高溫蒸煮和冷凍包裝均可) ,但熱封閉性差,必須與其他薄膜(熱封層) 復合使用,且價格較通用塑料薄膜高,限制了PET薄膜在包裝上的應用。PET 中空容器尤其是拉伸吹塑瓶,充分發(fā)揮了PET 的性能,對內(nèi)容物有良好的展示效果,且成本較低。因此,PET作包裝材料時基本上都是采用拉伸吹塑成型的,其中應用最多的是2 L 以下的小型瓶。    PET 瓶以其優(yōu)越的性能、較為低廉的成本及對環(huán)境保護的適應性,在和其他包裝材料(玻璃、馬口鐵、PE、PVC 等) 瓶類的競爭中得到了迅速發(fā)展,但其耐熱性、阻氣性欠佳,限制了他在熱灌裝和要求氣密性高的場合應用,并引起人們高度重視。在提高和改進其性能的過程中,聚酯包裝獲得了新的發(fā)展。一是改進耐熱性。普通PET 瓶不能用于果汁、茶等需熱灌裝的物品包裝,目前通過研究已開發(fā)了3 類實用的耐熱聚酯瓶:熱定型瓶,可達到85 ℃灌裝的要求; PET/ PEN 合金瓶,PEN 耐熱性高,在普通注拉吹設備上可制得符合80 ℃以上熱灌裝要求的瓶子,倘若再經(jīng)熱定型處理,熱灌裝溫度可達90 ℃以上;與耐熱性聚芳酯等制成多層復合瓶,以提高耐熱性。    二是提高阻氣性。盡管PET 的氣體阻隔性遠高于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等塑料,但對于啤酒、白酒、香水等保鮮、保味要求較苛刻的產(chǎn)品仍然不能滿足要求。提高阻氣性的方法主要有3 種。(1) 多層復合,以PET為主,加入PVDC、EVOH、MXD6、PEN等其他氣密性好的材料做成3 層或5 層瓶; (2) 采用特殊處理方法,如在PET 瓶內(nèi)或外層涂布環(huán)氧阻隔層,或進行等離子體處理(ACTIS 技術) ; (3) 用其他阻隔性樹脂成型,以PEN 或PEN 與PET的共聚或共混物為原料,既提高了瓶子的阻氣性,又提高了瓶子的耐熱性,可滿足啤酒保存3～6 個月的要求;還可以堿洗消毒,重復使用,從而降低成本。因為前兩種方法有透明性差、回收處理困難、工藝復雜、設備要求特殊等問題,而且雖然氣密性提高了,但耐熱性較差,只能適應無菌灌裝的場合。我國啤酒行業(yè)大都采用灌裝后巴氏消毒的技術,所以采用PEN 或與PET的共聚、共混物為原料,通過現(xiàn)行PET瓶吹制設備和工藝進行成型,是適合我國國情的啤酒塑料包裝發(fā)展方向,值得引起有關部門和企業(yè)的重視。    目前我國非纖維用PET(polyethylene terephtha2late) 的生產(chǎn)能力為64. 9 萬t/ a ,因此開發(fā)其他領域PET 的應用成為目前行業(yè)關注的熱點。由于PET目前在應用方面存在三大制約因素: ①熔體強度差; ②結晶速度較慢; ③尺寸穩(wěn)定性差,因而不能滿足工業(yè)上快速注塑成型的需要。    高黏度聚對苯二甲酸乙二酯(HVPET) 屬結晶型高分子聚合物,黏度高,具有優(yōu)良的耐熱、耐光、耐酸、耐低溫、耐油、耐沖擊等特性,產(chǎn)品具有結晶性、定向性好、重量輕、強度高、氣密性好等特點,其制品表面光潔,透明無毒,衛(wèi)生,可直接用于食品包裝。    在包裝諸如優(yōu)質湯、意大利面醬、蘋果醬、果醬和果凍等食品的時候不再使用玻璃瓶,而是改用聚對苯二甲酸乙二酯(PET) 材料制成包裝罐。這些包裝罐使用安全而且不會破碎,為了方便取用,在這些塑料罐的側面還帶有模制的把手。在一次國際包裝展示會上,包括施馬爾巴赫魯貝卡公司在內(nèi)的幾家公司展示了幾款使用透明PET 材料制成的牛奶瓶,這在質量上大大優(yōu)于通常使用的不透明HDPE(高密度聚乙烯) 材料制造的奶瓶。1. 2 　PEN( 聚萘二甲酸乙二醇酯)    1998 年世界包壇上引人注目的是聚萘二甲酸乙二醇酯( PEN) 新型“聚酯”包裝材料。這是由于PEN 的分子結構與PET 相似,只是以萘環(huán)代替了苯環(huán),因此PEN 比PET 具有更優(yōu)異的阻隔性,特別是阻氣性和防紫外線性,耐熱性好(普通非晶態(tài)PEN熱變形溫度達100 ℃,而PET 僅為70 ℃) 等。由于采用工業(yè)化生產(chǎn)PEN ,不久的將來定會大量進入包裝領域,必將引發(fā)PET之后的又一次包裝革命。日本青木公司與Shell (殼牌) 公司共同開發(fā)了嬰兒食品用的PEN 廣口瓶,所用樹脂為Shell 公司生產(chǎn)的Hipertuf 90000 ,生產(chǎn)設備為青木的100LL220 注拉吹成型機。PEN 瓶可承受低酸性食品要求的消毒條件(116 ℃、63 min) ,貨架壽命16 個月以上,幾乎與玻璃瓶無異。按照PEN/ PET 用量為10/ 90 計算,每kg 價格僅為2. 00 美元(而PEN 價格每kg 11 美元) ,可見具有明顯的價格優(yōu)勢。    PEN 新材料的快速發(fā)展受益于PEN 原材料———對萘二甲酸(NDC) 的工業(yè)化生產(chǎn),這將歸功于美國Amoco 公司和日本三菱公司,以及開發(fā)生產(chǎn)PEN 的公司。此外,由于PEN 的優(yōu)點,因而在飲料、啤酒、化妝品的包裝方面亦有廣闊前景。1. 3 　PBS( 聚丁二酸丁二( 醇) 酯)    目前,國際上對可生物降解且具有良好經(jīng)濟性的聚合物材料越來越重視,合成脂肪族聚酯由于其生物降解性和經(jīng)濟性,已成為當今國內(nèi)外研究的熱點之一,它的合成方法有生物發(fā)酵和化學合成法。前者主要用來合成羥基脂肪酸酯( PHA) ,其合成的聚合物成本較高;后者主要合成線型聚酯,采用開環(huán)和縮合法,且可對產(chǎn)品進行分子設計,成本較低。脂肪族聚酯因熔點都較低,不能單獨作為塑料使用,其中聚草酸酯和聚丁二酸丁二醇酯則屬例外。聚草酸酯由于難于達到較高相對分子質量和穩(wěn)定性差,實際應用困難,而聚丁二酸丁二醇酯因具有良好的熱穩(wěn)定性和可得到高相對分子質量的產(chǎn)品受到青睞。    清華大學化工系高分子研究所采用化學合成法成功合成了線型聚酯———聚丁二酸丁二醇酯。合成工藝包括酯化和后縮聚反應。后縮聚可在真空有擴鏈劑存在下在擠出機中進行,也可在高真空、高溫下進行。采用該法合成的樹脂,可直接擠出成型制品,生產(chǎn)效率可進一步提高。目前,該研究所已進行了以下工作:通過控制適宜的反應條件和合成或尋找新型催化劑,使產(chǎn)品具有較高的相對分子質量;研究了催化聚合反應及其生物降解機理;合成了多種擴鏈劑,探討與預聚聚酯端羥基快速反應的擴鏈劑,使反應能在擠出機中完成;采用不同的共聚單體,使它們與丁二酸和丁二醇酯進行共聚反應,對線型聚酯進行分子設計,調節(jié)其力學性能和生物降解性,以滿足不同領域的應用要求;研究了線型聚酯的結構與性能的關系以及在不同條件下的微生物降解性。目前聚丁二酸丁二醇酯僅在日本有小批量產(chǎn)品問世,清華大學研制的產(chǎn)品的相對分子質量已達到日本產(chǎn)品水平?，F(xiàn)正在進行機理和應用開發(fā)研究,并計劃進行中試和擴大生產(chǎn)。