共聚聚酯的开发与应用_徐炽焕

共聚聚酯的开发与应用

徐炽焕

摘　要　本文概述了共聚聚酯树脂的最近进展。

关键词　共聚聚酯树脂,进展

Development and application of copolyesters resin

Xu Zhihuan

Abstract　This paper introduces the recent progress of copolyesters resin.

K ey w ords　copolyesters resin,progress

美国Eastman化学公司是目前世界上生产PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的最大企业,其1999年全球销售额为4519亿美元,在亚太地区为4186亿美元。该公司为了满足包装材料市场的需求,以PET技术为基础,开发成功非结晶的共聚聚酯树脂,商品名为“Eastar”,现已上市。同时,在2000年10月的“东京国际包装展览会”上,该公司还展出一系列的共聚聚酯新品种。本文拟在这方面作些介绍。

1　“Eastar”共聚聚酯的开发与应用〔1,2〕通常PET树脂是由二元醇(乙二醇,EG)与二元酸(对苯二甲酸,TPA)缩聚而成线型均聚聚酯。而在共聚聚酯中则添加入第2种二元醇或二元酸,使构成非晶形态,其物性与加工成型性有了较大改进。Eastman公司在开发“Eastar”共聚聚酯中采用环己二醇(CHDM)为二元醇的第2组份,以间苯二甲酸(IPA)为二元酸的第2组份(如图1、图2所示)。

图1中PETG与PCTG共聚聚酯之间的区别主要是添加二元醇的第2组份CHDM的含量不同,如加入CHDM<50%,则为PETG;如>50%时为PCTG,反应式如式(1)、(2)。

・TPA+EG+CHDM(<50%)=PETG+H2O (1)

・TPA+EG+CHDM(>50%)=PCTG+H2O (2)

这些新品种的开发是在PET技术的基础上进行的。为了进一步开拓市场,该公司1998年在马来西亚新建一个3000t/a的PETG共聚聚酯工厂,产品大部分供日本使用,主要用于代替PVC

的用途。

图1　

产品组成

图2　共聚聚酯组成与物性的关系

PET:聚对苯二甲酸乙二醇酯;

PCT:聚对苯二甲酸环已二甲醇酯;

EG:乙二醇;CHDM:环已二甲醇;

TPA:对苯二甲酸;IPA:间苯二甲酸

由于PETG是完全非晶型,它可与PVC、PC、ABS树脂制成合金,如与PC构成的合金的商品牌号为“EASTALLO Y”,其耐热性、耐冲击性有较大提高。

第29卷第8期化工新型材料Vol129No18 2001年8月N EW CHEMICAL MA TERIAL S Aug.2001

“Eastar”作为食品包装用塑料被认为是一种安全的,可回收再利用的绿色材料。FDA与DMF 等机构确认其可适用于食品、医疗领域。它可不添加增塑料、稳定剂等助剂,不含挥发性物质。在用于多层包装材料时,它可作为最内一层与食品直接接触。同时“Eastar”对氧有较好阻隔性,用于食品、饮料的容器时可以有效阻隔氧气进入,使食品、饮料在较长时间内保持色泽、香味不变。

“Eastar”作为医药、卫生用包装材料,它能耐γ射线(灭菌)照射(如美国医疗界常用γ射线来灭菌消毒)后不变色。作为电气、电子用包装材料时,它不会产生静电。

“Eastar”有较好的加工成型性、可采用各种成型方法来加工,如注射、挤出、吹塑、回转成型、压延成型等。其加工成型的条件范围较宽,可使用现有的成型加工设备进行加工。

“Eastar”与PET的组成一样,其废弃物可像PET废弃物一样回收再利用。如使用焚烧法来处理时,它可以完全燃烧,燃烧产物为水和二氧化碳。它的燃烧热约为5000kcal/kg,与纸的燃烧热值相同。

2　“Tsunami”共聚聚酯的开发与应用

Eastman化学公司专为日本开发了“Tsunami”的共聚聚酯塑料。这种新品种塑料表面可以印刷、绘图,同时也可用于包装、住宅建材中透明层压板等。

压延成型法是PVC树脂的传统加工成型方法。在对PVC加工时需要有前处理混炼的工序,但在共聚聚酯压延加工时可以省去这一道工序。目前PVC因环境污染问题,其薄膜和板材加工量正在减少,这样压延加工设备的加工能力正好可以用来满足加工共聚聚酯的需要。

日本“Tsunami”共聚聚酯上市以来,共有4个型号,即一般性使用的“Tsunami GS-1”高透明“Tsunami GS-2”;高熔融粘度的“Tsunami GS

-3”;高流动性的“Tsunami GS-4”。这4种不同规格、不同用途的树脂在压延加工时,根据需要可加入各种助剂,如增塑剂、粘度强化剂、UV吸收剂、防静电剂、防污剂、阻燃剂等等;也可根据需要压延成软质、半硬质、硬质等不同形状及透明的包装材料。

“Tsunami”共聚聚酯不仅不污染环境,而且有较高的附加值。

3　其他共聚聚酯[3]

在2000年10月的“东京国际包装展览会”上,Eastman化学公司还展出了其他共聚聚酯新产品。

例如商品名称为“Embrace”的高收缩力(收缩率大于70%)的共聚聚酯材料,其还具有较高透明性与印刷性能,该产品主要用于收缩性包装材料,如酒瓶、牛奶瓶、冰咖啡瓶等液体容器。

还有可制成烤箱或微波炉用容器的共聚聚酯新材料,商品名称为“Versa Tray”和“Thermx”、“Versa Tray”制的容器可以经受从-7114℃低温冷冻加热到204℃,“Thermx”可以经受24611℃高温。

另有一种可完全生物分解的共聚聚酯可作为包装材料,商品名称为“Easter Bio”,在日本用此树脂来制造农用薄膜,垃圾袋、食品包装容器等。

总之,Eastman化学公司为了满足包装市场的需要,在PET的技术基础上,用共取来代替均聚,以此解决PET作为包装材料时的脆性问题。经过共聚,使树脂转为非晶体结构,同时玻璃转化温度(Tg)也有所降低,易于加工成型,韧性也有所提高。

参考文献

1　安田武夫.• ≤ ,2000,51(11):26～31

2　纳藤隆.• ≤ ,2000,51(11):58～61

3　编集部. } ,2000,52(12):118～119

收稿日期:2001-2-19

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