二、提高PET瓶的阻隔性 1、提高阻隔性的工藝 提高PET包裝阻隔性的方法除了納米復(fù)合與噴鍍外,還有許多其他方法,如通過(guò)合成具有相同化學(xué)結(jié)構(gòu)的新型樹(shù)脂來(lái)提高樹(shù)脂本身的阻隔性;采用共擠出或共注射技術(shù)在PET瓶壁間夾入其他阻隔性材料,如EVOH、PA6、PAN等;用高阻隔性塑料乳液涂復(fù)于PET表面,如用PVDC乳膠涂復(fù),其中可分為瓶坯涂復(fù)干燥后再拉伸吹塑成型及拉伸吹塑后再涂復(fù)兩種方法;采用高阻隔性填料與PET樹(shù)脂共混后再進(jìn)行PET瓶成型加工;還可將某些阻隔性聚合物材料與PET共混改性,也能較好提高PET的阻隔性。 如英國(guó)CMB工藝公司研制了一種名為“OXBAR”的材料,以95%以上的PET和氧化MXD6(主要為尼龍)以及氧化催化作用的鈷鹽[(50~20)×10-6]共混而成,用這種材料經(jīng)擠出吹塑制成的瓶子的內(nèi)部氧氣含量為零,并可保持兩年之久。再如,以20%的EVOH與PET共混能改善PET的阻隔性,同時(shí)不損害其原有的力學(xué)性能。酒類(lèi)的傳統(tǒng)包裝是玻璃瓶,塑料用于酒類(lèi)包裝困難很大,PET、MXD6(尼龍類(lèi))與PET的共注吹塑瓶,以及涂布PVDC的PET瓶用于試裝啤酒、白酒之類(lèi),均因其阻氣性不足而未獲推廣?! 槭顾芰习b容器達(dá)到玻璃瓶的包裝質(zhì)量而又消除玻璃瓶易碎的缺陷,國(guó)外許多公司都將PET“玻璃化”,即在PET塑料表面涂布氧化硅(SiO2)。由于涂層薄,不影響PET的回收。SiO2涂布的瓶,均能通過(guò)現(xiàn)行的回收途徑加以利用。德國(guó)Leydold公司開(kāi)發(fā)了一種新的電子束(EB)真空基材涂層技術(shù),在8~10μm厚的PET薄層上涂布SiO2,其涂布速度已達(dá)鍍鋁的1/3。EB真空涂層技術(shù)的缺點(diǎn)是蒸發(fā)速度不穩(wěn)定?! ∪毡綰LVAC公司開(kāi)發(fā)了一種新工藝,據(jù)說(shuō)可以克服上述缺點(diǎn)。但這種真空涂層產(chǎn)品目前價(jià)格較貴,一般包裝成本為50日元/m2,殺菌包裝為60日元/m2。美國(guó)Eastpac公司已采用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的等離子增強(qiáng)化學(xué)沉積工藝涂布PET薄膜及瓶類(lèi)。此技術(shù)涂布厚度不足0.2μm,但其阻氧性已達(dá)十倍于未涂布的容器,其水蒸氣透過(guò)性也降低了2/3。Flex產(chǎn)品公司采用電子束積附技術(shù),在PET薄膜表面涂布0.9μm以下的特殊處理SiO2,開(kāi)發(fā)出了Transpak包裝薄膜。該薄膜具有良好的透明性,其透濕性也得到了極大的改善,僅為未涂布前PET的1/13,比PP小1/5,其阻氣性也優(yōu)于金屬化的PET和PVDC涂布的PET。由于SiO2涂層較脆,某些涂布PET包裝的阻滲性在運(yùn)輸和銷(xiāo)售過(guò)程中會(huì)損失高達(dá)50%。有人建議將涂層置于層合材料之間?! 〉?,合成新樹(shù)脂一般來(lái)說(shuō)投入大,研制周期長(zhǎng),共擠出和共注塑的設(shè)備復(fù)雜,設(shè)備投資、成型技術(shù)要求高,而且乳膠涂料要解決不同樹(shù)脂間的黏接性和瓶表面外觀質(zhì)量問(wèn)題。因此,涂復(fù)技術(shù)難度大。采用阻隔性填料還要解決好衛(wèi)生要求等。 2、提高PET瓶的耐熱性 現(xiàn)行的雙向拉伸PET瓶只有局部定向結(jié)晶,不同于雙向拉伸聚酯薄膜的完全定向結(jié)晶。后者通過(guò)熱定型后可在100℃下使用,而前者只能耐65℃以下的溫度,65℃以上的高溫會(huì)使瓶子產(chǎn)生收縮變形,容積發(fā)生變化,不能進(jìn)行熱灌裝或高溫消毒。提高PET瓶耐熱溫度目前采用以下幾種辦法:一是提高拉伸吹塑溫度。采取這一方法可將灌裝溫度提高到70℃。二是吹塑的同時(shí)進(jìn)行熱定型,并在模具中冷卻,熱定型的溫度越高,PET瓶的收縮率越小,成型周期也越長(zhǎng)。三是將吹塑后的瓶在其他裝置上進(jìn)行熱定型,這要增加成本,但如果采取特殊的熱定型方法消除材料的內(nèi)應(yīng)力,可將使用溫度范圍提高至85℃左右。 3、瓶用PET的共聚改性 從PET的包裝性能(表1)看,PET瓶的長(zhǎng)期使用性能均不能滿(mǎn)足要求。因此,PET常與其他阻隔性能好的材料單體、齊聚物共聚或與這些聚合物共混以達(dá)到增進(jìn)阻隔性能的目的。阻隔性好的材料包括:1,4二甲基環(huán)己二醇(CHDM)/PTA共聚物;EG/2,6-萘二甲酸(PEN) EVOH/乙烯醇共聚物等。其他的瓶用料合成實(shí)例如EG/PTA/POA;PIA/BHET;雜化共聚;納米原位聚合;EG/NDC/PTA;EG/NDG/PIA;EG/EVOH/PIA;PET基共混材料(EVOH,MXD6PVDC等)。在這些組合材料中再配合納米原位聚合技術(shù),可以得到綜合性能很高的瓶用料。(待續(xù))
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