聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)是什么?介紹其特征、用途、以及與類似材料之間的差異

發布日期: 2024-07-05

聚對苯二甲酸乙二醇酯(Poly Ethylene Terephthalate)是眾所周知的PET塑料瓶的原材料。它是用途最廣的樹脂材料之一,在工業領域,包括日常生活中的應用也非常廣泛。本節將介紹聚對苯二甲酸乙二醇酯的用途、特征、及其類似材料。

聚對苯二甲酸乙二醇酯(Poly Ethylene Terephthalate)是由對苯二酸和乙二醇結合而成的樹脂。width=

 

 

 

?聚對苯二甲酸乙二醇酯是什么

聚對苯二甲酸乙二醇酯(Poly Ethylene Terephthalate)是由對苯二酸和乙二醇結合而成的樹脂。英文簡稱為PET。被認為是世界上使用最廣泛的樹脂,用于制造PET瓶、服裝、食品托盤、工業薄膜和磁帶等。1941年,英國Calico Printers公司的J.R.Whinfield和J.T.Dickson發明了這種工藝;1948年開始以聚脂的形式進行銷售。分別在不同的國家注冊為不同的商標,美國DuPont公司的商標為“Dacron”;日本帝人和東麗兩個公司的聯合商標為“Tetoron”;英國商標為“Terylene”。

 

?聚對苯二甲酸乙二醇酯的原材料

與許多其他塑料一樣,聚對苯二甲酸乙二醇酯的原材料也是石油。將從石油中提煉出來的對苯二甲酸和乙二醇,置于高溫、高真空條件下進行化學反應。

 

?聚對苯二甲酸乙二醇酯的主要用途

聚對苯二甲酸乙二醇酯特別是在食品方面用途較廣,日本自1977年開始生產PET瓶以來,就一直以飲料容器的形式大量流通。這是因為與以往的主流玻璃瓶相比,它具有輕巧且不易破損等眾多優點。PET瓶的“PET”就是來源于聚對苯二甲酸乙二醇酯的縮寫“PET”。
根據用途不同,有各種不同的等級,同時材料生產商的名稱和等級也存在差異,所以建議詳細內容應確認制造商的產品目錄。

合成纖維

聚對苯二甲酸乙二醇酯是一種應用非常廣泛的合成纖維。作為一種纖維,它也被稱為聚酯,在合成纖維中的占比約為30%。聚酯纖維由于肌膚觸感良好、保溫性能極佳,所以可用于制作毛絨、毛衣、襯衫等多種衣物。在用作纖維時,因其耐用性和速干性優良,所以除了衣物類以外,還用于窗簾、地毯、細繩、繩索、帳篷材料、戶外墊子等多種用途。根據催化劑和聚合度的不同,合成纖維有多種等級可供選擇。

工程塑料

工業用途的聚對苯二甲酸乙二醇酯被歸類為高性能塑料,即工程塑料。除了薄膜和磁帶等以外,還可應用于電子設備零部件、電氣化產品外殼、隔板、顯示器等。在許多情況下,它們還可通過混合玻璃纖維用作纖維增強塑料(FRP:Fiber Reinforced Plastics),其中玻璃纖維增強聚對苯二甲酸乙二醇酯(GF-PET)是一種輕質結實的材料,可用于汽車零部件等。此外,它還以板材的形式作為機械材料和切削材料出售。靜電級和防靜電級材料可作為工程塑料使用。

食品容器

聚對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、盤子和雞蛋盒等。常被用于食品容器的主要原因包括透明度高、易于成型、質量輕等。此外,食品容器很容易回收利用,可制成紡織品和其他材料,日本許多地方都在收集食品容器,進行回收利用。符合食品衛生等級的材料可用作食品容器。

 

?聚對苯二甲酸乙二醇酯的特征

下面介紹一下聚對苯二甲酸乙二醇酯的物理性能、及其優缺點。

特性

物理、機械性能匯總如下。

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單位

數值

比重

1.29-1.4

拉伸強度

Mpa

48-73

斷裂伸長率

30-300

彎曲強度

Mpa

96-131

拉伸彈性率

Mpa

2800-4200

壓縮強度

Mpa

76-103

抗沖擊性

j/m

14-37

洛氏硬度

M94-101

荷重變形溫度(1.82Mpa)

210-227

它被歸類為工程塑料,因此具有許多優異的性能,如拉伸和彎曲強度等。另一方面,它的抗沖擊強度不是很高,甚至不如通用樹脂ABS的抗沖擊強度(75-640)。

  • 優點

聚對苯二甲酸乙二酯的優點包括以下幾點。

耐寒性

耐寒性強,能承受低至-60°C的溫度。

透明性

由于其透明度高,易于識別內裝物的狀態,因此也被用于食品容器和工業薄膜等。

防水性

遇水不變形,這也是它們被用于液體容器的另一個原因。

電氣絕緣性

耐電弧性為90~120秒,具有比通用塑料更高的電氣絕緣性。

對環境產生的負荷

特別是PTE瓶,具有良好的回收再利用的體系,是一種對環境影響相對較小的材料。

  • 缺點

本身較脆

正如特性部分所述,其沖擊強度較差。因此,在用作工程塑料時,通常會利用玻璃纖維等對其進行增強。

在高溫和堿性條件下會發生水解

對酸的耐受性極弱

 

?聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)與PE、PVC、PP之間的差異

聚乙烯(PE)

聚乙烯是一種具有優異耐化學性和電絕緣性的材料。雖然也用于容器材料,但用于塑料袋的情形更多。與聚對苯二甲酸乙二醇酯相比,聚乙烯是一種較軟的材料,因此更容易劃傷。其透明度低于聚對苯二甲酸乙二醇酯,根據厚度的不同可能呈現淡淡的乳白色。

聚氯乙烯(PVC)

聚氯乙烯是一種在耐化學性、電絕緣性、阻燃性和耐候性方面都很均衡的材料。不過,它的耐熱性不如聚對苯二甲酸乙二醇酯,聚對苯二甲酸乙二醇酯能夠耐受150℃左右的高溫,而聚氯乙烯大約在70?80℃條件下就會發生軟化。此外,它的透明度也較差。

聚丙烯(PP)

聚丙烯的價格比聚對苯二甲酸乙二醇酯便宜,但由于其優異的耐熱性和耐化學性,在類似的應用中也可使用。不過,它在低溫條件下抗沖擊性較弱,使用時需要特別注意。此外,它具有在紫外線照射下會變白的缺點。

 

?總結

聚對苯二甲酸乙二醇酯是一種工程塑料,以PET瓶和聚酯(滌綸)的形式廣泛應用于我們的日常生活中。在工業應用中,它也可用于薄膜、磁帶和電子設備的零部件等。在常見的樹脂材料中,它具有優異的耐熱性、耐寒性和電絕緣性,以及出色的耐化學性。但它的抗沖擊強度不是很高,因此在工業用途中,往往會使用混合玻璃纖維進行增強的FRP(纖維增強復合材料)。此外,雖然它原則上屬于耐熱性較高的材料,但在用作塑料瓶時必須小心,因為它在50℃左右就會變形。
它的類似材料包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等。

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