聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是什么?介绍其特征、用途、以及与类似材料之间的差异
发布日期: 2024-07-05
聚对苯二甲酸乙二醇酯(Poly Ethylene Terephthalate)是众所周知的PET塑料瓶的原材料。它是用途最广的树脂材料之一,在工业领域,包括日常生活中的应用也非常广泛。本节将介绍聚对苯二甲酸乙二醇酯的用途、特征、及其类似材料。
聚对苯二甲酸乙二醇酯(Poly Ethylene Terephthalate)是由对苯二酸和乙二醇结合而成的树脂。英文简称为PET。被认为是世界上使用最广泛的树脂,用于制造PET瓶、服装、食品托盘、工业薄膜和磁带等。1941年,英国Calico Printers公司的J.R.Whinfield和J.T.Dickson发明了这种工艺;1948年开始以聚脂的形式进行销售。分别在不同的国家注册为不同的商标,美国DuPont公司的商标为“Dacron”;日本帝人和东丽两个公司的联合商标为“Tetoron”;英国商标为“Terylene”。
与许多其他塑料一样,聚对苯二甲酸乙二醇酯的原材料也是石油。将从石油中提炼出来的对苯二甲酸和乙二醇,置于高温、高真空条件下进行化学反应。
聚对苯二甲酸乙二醇酯特别是在食品方面用途较广,日本自1977年开始生产PET瓶以来,就一直以饮料容器的形式大量流通。这是因为与以往的主流玻璃瓶相比,它具有轻巧且不易破损等众多优点。PET瓶的“PET”就是来源于聚对苯二甲酸乙二醇酯的缩写“PET”。
根据用途不同,有各种不同的等级,同时材料生产商的名称和等级也存在差异,所以建议详细内容应确认制造商的产品目录。
合成纤维
聚对苯二甲酸乙二醇酯是一种应用非常广泛的合成纤维。作为一种纤维,它也被称为聚酯,在合成纤维中的占比约为30%。聚酯纤维由于肌肤触感良好、保温性能极佳,所以可用于制作毛绒、毛衣、衬衫等多种衣物。在用作纤维时,因其耐用性和速干性优良,所以除了衣物类以外,还用于窗帘、地毯、细绳、绳索、帐篷材料、户外垫子等多种用途。根据催化剂和聚合度的不同,合成纤维有多种等级可供选择。
工程塑料
工业用途的聚对苯二甲酸乙二醇酯被归类为高性能塑料,即工程塑料。除了薄膜和磁带等以外,还可应用于电子设备零部件、电气化产品外壳、隔板、显示器等。在许多情况下,它们还可通过混合玻璃纤维用作纤维增强塑料(FRP:Fiber Reinforced Plastics),其中玻璃纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯(GF-PET)是一种轻质结实的材料,可用于汽车零部件等。此外,它还以板材的形式作为机械材料和切削材料出售。静电级和防静电级材料可作为工程塑料使用。
食品容器
聚对苯二甲酸乙二醇酯的主要用途之一就是食品容器,如塑料瓶、盘子和鸡蛋盒等。常被用于食品容器的主要原因包括透明度高、易于成型、质量轻等。此外,食品容器很容易回收利用,可制成纺织品和其他材料,日本许多地方都在收集食品容器,进行回收利用。符合食品卫生等级的材料可用作食品容器。
下面介绍一下聚对苯二甲酸乙二醇酯的物理性能、及其优缺点。
特性
物理、机械性能汇总如下。
|
单位 |
数值 |
比重 |
– |
1.29-1.4 |
拉伸强度 |
Mpa |
48-73 |
断裂伸长率 |
% |
30-300 |
弯曲强度 |
Mpa |
96-131 |
拉伸弹性率 |
Mpa |
2800-4200 |
压缩强度 |
Mpa |
76-103 |
抗冲击性 |
j/m |
14-37 |
洛氏硬度 |
– |
M94-101 |
荷重变形温度(1.82Mpa) |
℃ |
210-227 |
它被归类为工程塑料,因此具有许多优异的性能,如拉伸和弯曲强度等。另一方面,它的抗冲击强度不是很高,甚至不如通用树脂ABS的抗冲击强度(75-640)。
- 优点
聚对苯二甲酸乙二酯的优点包括以下几点。
耐寒性
耐寒性强,能承受低至-60°C的温度。
透明性
由于其透明度高,易于识别内装物的状态,因此也被用于食品容器和工业薄膜等。
防水性
遇水不变形,这也是它们被用于液体容器的另一个原因。
电气绝缘性
耐电弧性为90~120秒,具有比通用塑料更高的电气绝缘性。
对环境产生的负荷
特别是PTE瓶,具有良好的回收再利用的体系,是一种对环境影响相对较小的材料。
- 缺点
本身较脆
正如特性部分所述,其冲击强度较差。因此,在用作工程塑料时,通常会利用玻璃纤维等对其进行增强。
在高温和碱性条件下会发生水解
对酸的耐受性极弱
聚乙烯(PE)
聚乙烯是一种具有优异耐化学性和电绝缘性的材料。虽然也用于容器材料,但用于塑料袋的情形更多。与聚对苯二甲酸乙二醇酯相比,聚乙烯是一种较软的材料,因此更容易划伤。其透明度低于聚对苯二甲酸乙二醇酯,根据厚度的不同可能呈现淡淡的乳白色。
聚氯乙烯(PVC)
聚氯乙烯是一种在耐化学性、电绝缘性、阻燃性和耐候性方面都很均衡的材料。不过,它的耐热性不如聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚对苯二甲酸乙二醇酯能够耐受150℃左右的高温,而聚氯乙烯大约在70〜80℃条件下就会发生软化。此外,它的透明度也较差。
聚丙烯(PP)
聚丙烯的价格比聚对苯二甲酸乙二醇酯便宜,但由于其优异的耐热性和耐化学性,在类似的应用中也可使用。不过,它在低温条件下抗冲击性较弱,使用时需要特别注意。此外,它具有在紫外线照射下会变白的缺点。
聚对苯二甲酸乙二醇酯是一种工程塑料,以PET瓶和聚酯(涤纶)的形式广泛应用于我们的日常生活中。在工业应用中,它也可用于薄膜、磁带和电子设备的零部件等。在常见的树脂材料中,它具有优异的耐热性、耐寒性和电绝缘性,以及出色的耐化学性。但它的抗冲击强度不是很高,因此在工业用途中,往往会使用混合玻璃纤维进行增强的FRP(纤维增强复合材料)。此外,虽然它原则上属于耐热性较高的材料,但在用作塑料瓶时必须小心,因为它在50℃左右就会变形。
它的类似材料包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等。