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前言     由于以下幾點原因，聚丙烯成為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)吹塑瓶應用的強有力的競爭對手：相比較于PET，聚丙烯價格更低、質(zhì)輕、更好的耐熱填充和較低的濕氣滲透性；某種透明聚丙烯相比于PET具有更高的透明度和光澤。      另一方面，聚丙烯瓶的循環(huán)利用比PET瓶的循環(huán)利用的時間更長，同時聚丙烯與PET相比具有較窄的加工溫度；聚丙烯的氣體阻隔性能不如PET， 彎曲性不如PET，但聚丙烯樹脂的生產(chǎn)商和添加劑的制造者在克服這些缺點上邁了一大步。 市場/應用     盡管聚丙烯的單位價格低于聚對苯二甲酸乙二醇酯，但添加填料，額外加工或者添加阻隔層來提高聚丙烯相對于PET的競爭力的同時，可能降低其價格低的優(yōu)勢。但是與PET相比，PP作為包裝材料在很多應用上具有更經(jīng)濟的選擇。      由于聚丙烯對二氧化碳的滲析，所以聚丙烯還不能取代PET作為飲料包裝材料；但吹塑聚丙烯瓶相比較于PET瓶在水、熱果汁、冰茶和運動飲料包裝上有一定的進展。聚丙烯瓶正在成為輔料、食品配料、調(diào)味劑和其它熟食的包裝材料，同時也作為洗滌劑和清潔劑的包裝瓶。不斷擴大的食物容器，是未來聚丙烯的發(fā)展有利前途。 圖 1: 考慮成本效益左邊透明裝水的聚丙烯瓶是臨近PET瓶的最佳選擇。 (來源: Milliken & Co.) 相應的性能    相比較于聚對苯二甲酸乙二醇酯，聚丙烯的價錢便宜10-30%，且其密度小于PET（0.9 g/cc對1.35 g/cc），因此聚丙烯瓶的質(zhì)量比聚對苯二甲酸乙二醇酯的質(zhì)量輕。聚丙烯瓶可在100°C進行熱填充，如果汁和果醬產(chǎn)品需在這樣的溫度下使用。相反普通的PET瓶不能在高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度76°C進行填充（然而，最近一些增強處理已允許PET在更高的溫度進行填充）。 圖 2: 無規(guī)聚丙烯的共聚物制造的瓶子可在100°C進行熱填充，而沒有任何的永久變形(來源: Borealis A/S.)     聚丙烯對水分的阻隔性能大約是PET的5倍，但PP對氧氣和二氧化碳的穿透率大約是PET的30倍，因此，PP瓶需要一層阻隔層，阻止氣體進入或者從容其中溢出，而PET瓶不需要該阻隔層。     在純狀態(tài)下，PP不如PET透明，因此PP需要添加透明添加劑，使其透明性與PET相近；與PET相比，PP的熱傳導率低，因此在加工過程中需要較長的時間來進行加熱或冷卻PP，所以PP瓶生產(chǎn)循環(huán)時間比PET瓶長25%；成核劑在冷卻過程中可以加速結(jié)晶，縮短循環(huán)時間，所以縮短循環(huán)時間可以提高透明度。      PP的加工溫度范圍較小僅僅是3-5°C，而PET的加工溫度范圍是10-15°C；在生產(chǎn)吹塑瓶時，PP預成型品生產(chǎn)線的裝備相比較于PET預成型品生產(chǎn)線不是那么太昂貴。  加工    擠出吹塑生產(chǎn)的PP瓶可以用來包裝番茄醬和調(diào)味劑、清潔產(chǎn)品、礦泉水、食物和飲料。 圖3: 擠出吹塑PP瓶有一個手柄，不能用于PET注射吹塑加工。 (來源: Milliken & Co.)      拉伸吹塑模生產(chǎn)的PP瓶主要用于水、藥物、曬干的食物和調(diào)味劑、家庭清潔劑、等壓水和運動飲料、小孩用品、家用器件、液態(tài)肥皂和洗滌劑的包裝。$分頁符$   透明劑和成核劑    PP透明劑是成核劑的一種。成核劑的加入可以提高聚合物在冷卻過程中的結(jié)晶度，加速聚合物的冷卻、加速產(chǎn)品的循環(huán)時間，提高聚合物的彈性模量。透明劑也可以作為成核劑，使聚合物成形成小球（在冷卻過程中形成微觀結(jié)晶），該小球的尺寸比可見光的波長還小，與標準的聚合物相比，可分散少量的光，結(jié)果提高了聚合物的透明度。不是所有的成核劑都可以成為有效的透明劑。    透明劑一般是有機化合物，如山梨醇，可溶在熱塑性熔體中。成核劑一般由滑石粉、羧酸鹽或者磷酸酯組成，往往不溶于聚合物熔體。    透明劑已經(jīng)歷了幾代的發(fā)展，在19世紀70年代推出的山梨醇仍然具有廣泛的應用，同時也存在一些局限性，如在特定的情況下缺少透明性和高溫不成片層。其它的山梨醇派生物正在解決此類問題，但仍然具有一些令人難聞的味道和氣味。 圖 4: 最新一代的透明劑（MILAND 3988）比早前的山梨醇DBS.可以提供更高的透明性(來源: Milliken & Co.)      最近開發(fā)商提出的以山梨醇為基礎的透明劑沒有什么難聞的氣味，如Milliker公司生產(chǎn)的Millad3988添加劑。聚丙烯透明劑最佳的應用濃度范圍是2400到3500ppm，熱重分析顯示：相比較于山梨醇在325°C的穩(wěn)定性，該類添加劑在370°C的加工溫度仍具有一定的穩(wěn)定性。同時也是一種成核劑，能提高5-20%的循環(huán)時間，相比于PET，PP更具有經(jīng)濟效率。 圖 5: 提高透明劑的濃度來降低聚丙烯的霧性直到達到最佳的效果。(來源: Milliken & Co.)      一般來說，在相同透明劑添加量下，無規(guī)共聚物聚丙烯比等規(guī)聚丙烯的透明性好。但用茂金屬催化劑生產(chǎn)的聚丙烯均聚物與Ziaglar Natte催化劑生產(chǎn)的聚丙烯有相同的透明度。  更好的阻隔性    提高聚丙烯相對于PET吹塑瓶競爭力的另一種方法是減少聚丙烯的透氣性?？赏ㄟ^采用雙層結(jié)構(gòu)的聚丙烯在外層，內(nèi)層采用具有阻隔性能的乙烯乙烯醇（EVOH），考慮成本因素，這種瓶子可以象玻璃和PET容器一樣應用在食物和飲料包裝瓶中。 圖6: 番茄醬的多層吹塑瓶已利用外層聚丙烯、內(nèi)層EVOH來提高聚丙烯的阻隔性。(來源: RPC 容器有限公司Oevel.)      另一種提高聚丙烯的阻隔性的方法就是使用特種涂層，如環(huán)氧-胺涂料涂覆在瓶子的外表，再高溫硫化。這種材料市場上用的名字是Bairocade,由PPG公司生產(chǎn)，據(jù)說可以提高塑料瓶的氧氣阻隔性能，不管是PET、PP或者其它的聚烯烴。  提高聚丙烯的性能      即使在室溫條件下，聚丙烯瓶相比于PET，在冰箱中或者在冷凍情況下一般表現(xiàn)較低的沖擊性能。研究表明混合透明無規(guī)共聚聚丙烯包含15%的塑料（乙烯/茂金屬催化劑制備的聚烯烴）能明顯提高聚丙烯瓶的沖擊強度。ExxonMobil研究人員在2002年報道，在標準測試中，采用混合透明無軌共聚聚丙烯(高度為7.8ft)的沖擊強度大于未共混的聚丙烯瓶(4.7ft) 的沖擊強度。 結(jié)論      聚丙烯代替聚對苯二甲酸乙二醇酯作為碳酸飲料瓶似乎是不可能的，但有許多其它低成本、高質(zhì)量的聚丙烯可以代替PET吹塑瓶。主要應用包括食物、飲料和其它的產(chǎn)品容器。許多聚丙烯的初始缺點和PET相似-透明度不好、循環(huán)周期長、較大的氣體穿透率和低的沖擊強度，已經(jīng)采用透明劑或者成核劑，阻隔層的使用及茂金屬為基礎的成核劑，克服了這些缺點。沿著這條線進一步提高聚丙烯的性能及開拓聚丙烯市場。 來源: 塑料制品之窗