PET特性简介

瓶胚加工对粘度降的要求
• 在合适的干燥和加工条件下，粘度降应 控制在0.02~0.03dl/g。
• 粘度降的增大，导致
– 结晶速度提高，影响透明度。 – 影响瓶的力学性能，特别是压力瓶。
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PET中水含量对COOH的影响
HOOC
O R C OCH2CH2OH
O RC
OH
O CH3C
H
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AA产生的机理（2）
• 聚合物链的裂解产生端稀基，再与水或 乙二醇基反应，生成AA
O
O
O
O
R1 C OCH2CH2O C R2
R1 C OH CH2 CH OC R2
O CH2 CH OC R2 H2O
CB-651S 规格
项目
IV
白度
L
Lb
酸价
熔点 AA含量
单位 dl/g
Meq/kg ℃ ppm
规格值 0.750±0.02
≥83 -1.5 ± 1.0
Max. 35 254±2
≤1
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检测项目的物化指标意义
检测项目
意义
作用
特性粘度IV 表征Polymer分子量的大小。
0
0.00
0.25
0.50
0.75
1.00
Intrinsic Viscosity (dL/g)
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分子量对结晶速率的影响
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IPA含量对PET结晶的影响(1)
Temperature
指导不同强度需求的包装制品及纤维 的成品选择。
酸值COOH 表征Polymer降解反应程度的大小。
产品中酸值会影响固聚的反应速率。
DEG含量
衡量Polymer生产过程中醚化副反应程度的一 该值的增加，会使Polymer熔点下
个重要指标
降，染色率上升。
L值 表征黑白度（亮度）
L值高，亮度大、色值白而鲜艳
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结晶(Tc)
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– 影响结晶的外在因素
温度：适合堆排温度，必须高于Tg点。 时间：分子链堆排需要足够时间。 塑化剂：软化分子链，提升运动/结晶能力。 结晶晶核：诱导结晶形成。 取向：分子链取向诱导结晶。
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单丝
帘子线
工业丝
薄膜
胶
片
熔融聚合
连续固相聚合
批次固相聚合
打包带
注塑
纺织品
工程塑料
0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.25
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PET 特性简介
远纺工业（上海）有限公司
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PET应用的粘度范围
0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.25
熔点(Tm) – 定义
环境温度持续上升，分子链摆动能量过大， 挣脱结晶晶格束缚，晶体開始吸热瓦解，分 子链乱度变大，形成熔融状，此临界温度即 为高分子熔点。
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PET瓶热定型的作用
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聚合物球晶的模型
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PET的结晶与透明性（2）
• 当PET处于双向拉伸时，分子链达到一 定的取向度，分子链的规则排列使晶核 相对集中，形成一种平面六面体的结晶。 这种结晶称为诱导结晶。
15
10
5
0
110
130
150
170
190
210
230
Temperature
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特性粘度与后加工
• 根据制品强度的需求选择一定IV的PET • 后加工条件对IV的影响
– 水解 （氧降解速率的5000倍） – 氧降解 （热降解速率的2倍） – 热降解
•L a b 用CIE LAB 测试方法 •L 亮度 •A 红绿度 •B 蓝黄度
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特性粘度与分子量的关系
50000
40000
Solid Stating
30000
Molecular Weight
20000
Melt phase
10000
O
O
CH2 CH OC R2 R3C OCH2CH2OH
O
R2C OH
O CH3C
H
O
O
R3C OCH2CH2O CR2
O CH3C
H
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PET中水含量对稀端基的影响
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水份会加速熔融状态下的Polymer水 解反应，导致粘度下降；水份在高温 下汽化而存在于熔体中，形成气泡。
灰份 表征产品中无机物的含量
DSC
表征产品在一定热历史下的结晶度、熔点、 结晶速率等。
指导产品后加工的工艺参数调整。
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色相
• 结晶的尺寸大约为6 nanometer，为球 晶的1/1000，不影响制品的透明性。
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PET的结晶与强度、热稳定性
• 球晶和诱导结晶可提高PET制品的强度 和热稳定性。
• 非晶的PET在Tg（大约75℃）处，就会 软化。
• 经双向拉伸和热定型后，PET的结晶度 显著提高，使无规链段的活动受限，进 而提高了Tg（可至88℃ ）。
• 控制PET中的水含量是保证制品强度的 关键
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PET中水含量对IV的影响(1)
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PET中水含量对IV的影响(2)
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a值 表征红绿度
a值变大（正值），红色加深；a值变 小（负值），绿色加深。
b值 表征黄蓝度
b值变大（正值），黄色加深；b值变 小（负值），蓝色加深。
AA 表征产品中乙醛含量
影响饮料（尤其水）的口感
IPA 表征生产该制品时的IPA添加量
影响Polymer的熔点和结晶性能
水份
表征产品中的水含量，与干燥程度、贮存时 间、空气湿度和环境温度有关。
COOH 2HOCH2CH2OH
HOCH2CH2OOC
COOCH2CH2OH 2H2O
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PET中水含量ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱCOOH的影响
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AA产生的机理（1）
• 末端乙二醇基的热裂解
分子链活动范围扩增，比容积明显变大。
分子链自由旋转，分子链可轻易扭曲变形， 高分子物性由Glass态转变为Rubber态。
物性的变化(Glass → Rubber)，造成比热发 生变异，此时DSC显示之斜率亦发生变化。
Tg点只是Amorphous状态下发生，结晶后 样品Tg点将不明显或根本不存在。
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结晶(Tc) – 影响结晶的内在因素
单纯：分子链组成成分少，堆排容易。 柔软：分子链刚硬，摆动受限，不易堆排。 对称：分子链对称，方便分子链排列结晶。 支链：分子链支链小，分子链摆动/堆排容易。 极性：分子链极性高，分子链摆动受限。
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DSC的解读
放
热
Glass Rubber Tc Crystal
Melt
△H △Cp
Tg
吸 热
△Hc
△Hm
Temp(℃)
Tm
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玻璃转化温度(Tg) – 现象
260
240
220
200
180
160
140
Tg
120
Tch
100
Tcc
Tm
80
60
0
1
2
3
4
Mole % IPA
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IPA含量对PET结晶的影响(2)
30
0% IPA
25
4% IPA
2% IPA
20
3.7% IPA
Half Time,min
PET中水含量对AA的影响
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PET的结晶与透明性（1）
• 当PET未被拉伸时，结晶往往出现在晶 核（杂质和催化剂）周围。
• 结晶以球晶结构存在，见球晶模型。
• 球晶的尺寸大约在6 microns，远大于光 波长，所以表现为不透明。