第十章：热塑性聚酯

⑵ 热性能
PET不宜着火燃烧。燃烧时熔融并爆裂成碎 片，火焰呈黄色，有滴落。

PET的热性能及转变温度随体系的结晶形态、 结晶度、测试方法及条件而变。 Tg : 67℃ 熔点 : 265℃ 分解温度: 300℃。
⑶ 吸水性和渗透性
PET大分子链上含有酯基，虽具有一定的吸水性 （0.6%）和水解性，但与其它酯类塑料相比，吸水性 较 低。
② d ≥2mm时，采用高模温（140℃），可得到 表面及内部都能达到均匀高结晶态制品，外 观及力学性能都好。
⑦注塑压力：PET在熔点以上具有良好的流动 性，注塑压力较小，一般40~100 MPa。 ⑧后处理：PET制品应当进行成型后处理，采用 较低模温时更应该进行后处理。后处理条件根据 制品形状、厚度及使用条件而确定，通常在 130~140℃的鼓风干燥箱内处理1~2h即可。
⑶注-拉-吹成型——即可生产单层中空制品，也 可生产两层或多层中空制品。
主要用于PET中控制品的生产，首先在注塑机
中将PET熔融而制得瓶坯，并迅速冷却至PET的 结晶温度以下，随后将瓶坯加热至熔融态，进行 双轴拉伸，吹塑成型及冷却，使其成为PET中控 制品。
（三）、 PBT的成型方法 （1）注塑成型：PBT的熔融温度为220~225℃，最 适宜的料筒温度为230~270℃，此温度范围内能有良好 的成型加工性。低于230℃，物料不能充分熔融，缺乏 流动性；高于270℃，则容易使物料发生热老化现象， 从而使制品的韧性下降，PBT的结晶化在30℃时即能充 分进行，因此注塑时的模温一般均可以控制得较低；未 增强PBT60℃左右，增强PBT80℃左右，在上述模温 下，能得到表面光泽度很高的制品，也有利于脱模。 注塑压力：4~9 MPa，螺杆转速;60~90r/min (2)挤出成型：料筒温度230~260 ℃，机头温度266℃
⑵ 挤出成型——主要用于生产薄膜、透明片材 ① 挤出机：常用螺杆式挤出机，螺杆直径根据所 需要的挤出量而定，长径比一般为24~25。 ② 螺杆：通常采用专用于热塑性聚酯的分离型螺 杆，这种螺杆具有双螺纹，分别为未熔化粒 料和熔体分开提供螺槽。 ③ 混合头：螺杆头部设有销钉式混合头，可提高 熔融物料均匀性，且可保持物料温差为 ±1.5~2.0℃，而普通螺杆物料温差达5℃ 以上。
⑹ 光学性能及耐候性 非晶态PET具有良好的光学透明性，但波长为 315nm以下的紫外线照射下，将会发生分子断 裂，导致强度下降。 玻纤增强PET具有优良的耐候性。
PBT自1970年由美国首先实现工业化生产以 来发展很快，平均每年以25~30%的速度增长， 并广泛用于各种领域，归结起来，主要特点有：

1. 原料：对苯二甲酸（或对苯二甲酸二甲酯）、 乙二醇 2. 工业生产
按缩聚反应机理进行，聚合实施方法有三 种：熔融缩聚法、溶液缩聚法和固相缩聚法，其 中以熔融缩聚法最早投产，工艺和设备较成熟。

对苯二甲酸（或对苯二甲酸二甲酯）和乙二
醇在催化剂（三氧化二锑和醋酸钴）作用下直接
酯化（或酯交换）合成对苯二甲酸双羟乙酯，再
第十章：热塑性聚酯
热塑性聚酯是由饱和的二元酸和二元醇通过 缩聚反应制得的线型聚合物。

其中最主要的是 聚对苯二甲酸乙二（醇）酯（PET）和 聚对苯二甲酸丁二（醇）酯（PBT）及其改性 聚酯等。
一、合成 （一）、 PET的工业生产

PET是由对苯二甲酸（或对苯二甲酸二甲酯）
与乙二醇缩聚而成。 1948年由杜邦公司首先工业化生产。最初主 要用于合成纤维领域，商品名称为涤纶。
经高温熔融，高真空缩聚，得乳白色透明PET， 基本反应式如下：
⑴ ⑵
直接酯化（或酯交换） 缩聚
（二）、 PBT的工业生产
1970年由美国首先实现工业化生产。 1. 原料：对苯二甲酸（或对苯二甲酸二甲酯）、 丁二醇 2. 工业生产 PBT树脂的合成与PET树脂的合成相似，按原 料路线分为对苯二甲酸二甲酯出发的酯交换法和 以对苯二甲酸出发的直接酯化法两种方法。
⑤喷嘴温度：应控制在240~250℃，温度太高， 物料常从喷嘴中流出漏料，造成浪费；温度太 低，则会发生堵塞，或将冷料带入模具，造成次 品。
⑥模具温度：模温直接影响熔体的冷却速度，既 影响结晶度，结晶度不同，制品的性能也不同。 要得到优质制品，控制模温是关键，根据制品厚 度的不同，可选择两种模具温度： ① d＜2mm的薄壁制品，采用较低模温 （50~70℃ ）；
二、结构和性能 (一)、结构
1. PET的结构特征
PET的结构单元由三部分组成，即：柔性基团 （―CH2CH2―）；刚性苯环（ ）和极性酯基（ ）。 由于酯基和苯环间形成了共轭体系，成为一个整体，增 加了分子链刚性。当大分子链围绕着这个刚性基团转动 时，由于位阻较大，分子只能做一个整体运动，从而使 柔性烷基的作用无法发挥。所以PET大分子链刚性较 大，韧性较差，且呈现一定脆性，表现为具有较高的Tg 和熔点，以及冲击强度较低。
（二）、PET成型加工方法
⑴ 注塑成型：——PET及其玻纤增强材料
① 注塑机：螺杆式或柱塞式均可以用来加工 PET，但长玻纤增强的PET因颗粒中的玻纤呈束 状分布，与树脂混合不够好，只能用移动螺杆式 注塑机成型。螺杆顶部应带止逆环，表面硬度大 且耐磨损，长径比15~20：1，压缩比约为3：1
②喷嘴：应越短越好，内壁光洁度高，孔径尽可 能大。可用收敛式喷嘴。但以液压制动阀门式最 好。喷嘴应设保温和控温装置，以免热量损失过 大。造成喷嘴冻结堵塞。一般在喷嘴处装上一个 加热圈，保持一定温度（不能过高，否则造成流 延）。也可在喷嘴顶部开一个倒锥，使流道与喷 嘴之间的冷料在喷嘴处断开。

(二)、性能
PET树脂为乳白色半透明或无色透明性。 PBT树脂外观为乳白或淡黄色颗粒，表面有 光泽。
(二)、性能
PET材料的取向与否及取向方向对其力学性能 具有明显的影响，双轴取向可使PET薄膜的纵向 和横向力学性能提高，有较高的使用价值。因此 双轴取向薄膜成为该材料的重要品种。
PET具有优良的耐磨耗磨擦性，PET的耐磨耗 性及耐磨擦性能也随成型条件不同而产生差异。 但其冲击强度及耐热性较差。四、成型ຫໍສະໝຸດ 工（一）、 成型加工工艺特性
1. PET的成型加工工艺特性
⑴ PET熔融时呈非牛顿流体，熔体粘度对剪切速率 的敏感性较大。 ⑵ 具有一定的吸水性（吸水率0.6%），高温加工时 物料对水较敏感，含水量过高，PET发生水解导致分子 量大幅度降低，故成型加工前树脂必须进行干燥处理 （130~150℃，真空干燥3~4h），使含水量＜0.02 %
2. PBT加工工艺特性
PBT 和增强PBT都就有良好的成型流动性。 PBT的结晶速度快，成型周期短。其流动方向的 收缩率为0.25%，在垂直方向的收缩率为1%， 二 者相差悬殊。PBT与PET同属于热塑性聚酯，因 而在吸湿状态下受热时，酯基就会发生水解，从 而使树脂降解。尽管PBT的吸水率很小，但高温 下允许含水率为0.03%，所以成型前需进行干 燥，具体条件：120~130℃3~5h。


有较好的气密性（或防渗性），可作食品包装材料。
⑷ 电性能 PET极性高聚物，干燥条件下具有良好的电绝缘 性 能，但PET电绝缘性受温度和湿度的影响，并以湿度的 影响较大。
⑸耐化学腐蚀性 PET在室温下对稀酸和稀碱稳定，但随着温度 升高，其耐腐蚀性能有所降低，而浓硫酸、浓 硝酸则可溶蚀PET。 PET塑料容易产生内应力，在高温高湿、碱及 沸水中易水解，使性能恶化。
③浇注系统：成型PET的模具流道，应尽可能减 少熔融物料的压力降，避免采用较高的熔融温 度，因而流道以粗而短为佳。一般可采用普通流 道，但要求主流道的锥度大于5°，以便于清冷 料和容易脱模；也可采用热流道，以减少流动阻 力。
④料筒温度：PET加工温度范围窄，所选料筒温 度既要有利于物料的充分塑化，达到流动性最 好，熔体个部分温度应尽可能趋于一致，又要使 分解物料最少。一般料温控制在270~290℃，不 能超过300℃。
④机头：一般使用代流线型限流棒的柔性模唇 机头。 ⑤螺杆和料筒间隙：一般间隙在0.08mm左右。 ⑥ 螺杆转速：一般控制在25~75r/min ⑦ 压光机：PET从机头挤出后，立即进入通常有 三个辊组成的压光机进行冷却和压光，以 防止材料结晶，压光给与挤出机的距离应 尽可能进，一般为5~10cm，骤冷后的坯 片即可进行双轴拉伸以得到高韧性透明薄 膜或片材。
五、应用
1、 PET的应用 PET具有一系列优良性能，应用范围主要包括： 纤维、薄膜（或片材）、瓶用树脂及工程塑料树 脂。各种PET制品对原料树脂性能有不同的要 求，一般而言，以瓶级、薄膜级要求较高，要求 聚合物分子量较大。
1.
）纤维
2. ）PET薄膜（或片材） 3. ）PET包装瓶
4. ）PET工程塑料的应用

PET具有高度对称的芳环结构的线性分子，大 分子链上的官能团规整排列，易于取向和结晶， 具有较高的强度及良好的成膜性和成纤性。
PET结晶速度慢，只是在80 ℃以上才能结 晶，在190 ℃时结晶速度最快； PET分子链上带有极性酯基，赋予较强的分子 间作用力、较高的强度、一定的吸水性和水解性。
PET分子上苯环之间的乙二醇有两种构象结构 。顺式和反式构象。在晶体中呈反式构象，在无 规体中呈顺式构象。

⑴
原料价格低廉，来源丰富，主要原料均为石 油化工产品；
⑵
工艺较成熟，生产成本低。PBT的生产设 备及工艺控制，除选用丁二醇外，基本上沿用了 PET,而且生产中缩聚反应比PET容易控制，反应 温度较低。
⑶
成型加工容易，PBT的结晶速度相当快， 即使注塑时模具为常温，也可以得到结晶度较高 的制品，而且PBT的流动性好（仅次于尼龙）， 成型周期短，所以特别适合快速注塑，除注塑 外，PBT还可用挤出、压塑成型，也可以进行焊 接和涂装等。 ⑷综合性能优异，品种繁多，用途广泛。玻纤 增强PBT工程塑料的物理性能、力学性能、耐 热耐燃性、耐化学药品性等综合性能方面比常见 的工程塑料（如尼龙、PC、POM等）优异，而 且通过改性可以满足各种需求。