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    摘要：本文探討了納米聚酯PET瓶的研究現(xiàn)狀、成型工藝及其應用，重點研究了PET啤酒瓶包裝的技術問題與市場前景。     關鍵詞：納米聚酯瓶 成型工藝 PET啤酒瓶 最新成果 （一）PET聚酯瓶的市場競爭力     玻璃瓶具有阻氣性好、存放壽命長、透明度好、易回收等優(yōu)點，但存在生產(chǎn)中能耗大、笨重以及易爆炸傷人等問題。近來，以啤酒包裝為主目標的高阻隔性PET瓶的開發(fā)研究已成為業(yè)界的一個熱點，經(jīng)過長期的、大量的研究工作，已取得實質(zhì)性進展。     啤酒對光和氧極端敏感，而貨架壽命通常要達到120日，要求啤酒瓶的氧滲透性在120日中不大于1×10-6g，CO2的損失不超過5%。該要求是純PET瓶阻透性的2~5倍；另外，一些啤酒廠對啤酒采用巴氏消毒法，要求耐峰值溫度達到298℃，而純PET瓶的強度，耐熱性，氣體阻隔性均達不到啤酒瓶的要求，因此，人們競相研究開發(fā)各種阻透，增強的新材料及新工藝。     目前，用聚酯瓶取代玻璃瓶和金屬罐裝啤酒的技術已經(jīng)成熟，商品化過程已經(jīng)起步。據(jù)《Modern Plastics》雜志預測，未來3~10年，全世界將有1%~5%的啤酒改用PET瓶包裝。     據(jù)預測，僅啤酒瓶一項每年世界將增加90萬噸PET的市場要求，到2005年全球塑料啤酒瓶市場的年需求量將達到300億支。     我國是一個啤酒生產(chǎn)和銷售大國，國內(nèi)有非常廣闊的啤酒聚酯瓶包裝市場。     經(jīng)過改性后的各種PET啤酒瓶具有卓越的阻隔屏蔽二氧化碳、氧、水，以及芳香性能，且具有高抗沖擊性能、高強度、耐熱性、高抗壓強度、高透明度、高超美學藝術性、高純度、高潔凈度、良好機械加工性、良好成型性、良好尺寸穩(wěn)定性、抗化學性、抗吸潮性及輕質(zhì)性等優(yōu)點，而且成本低廉。例如，由澳大利亞開發(fā)的表面噴涂環(huán)氨胺的冰啤酒PET瓶，在非冷藏條件下的貨架壽命為100~120天。PET（90%）/EVOH（10%）啤酒瓶的貨架壽命為25~40星期（與瓶容積有關）；由德國支持開發(fā)的表面涂布二氧化硅PET啤酒瓶，貨架壽命大大超過6個月，該瓶透明光澤度好，可100%回收再利用；由法國Sidel公司開發(fā)的高氫化非結晶碳涂布的PET啤酒瓶（涂布技術來自美國），阻氧性提高30倍，阻二氧化碳性提高7倍，貨架壽命達一年，引起世界啤酒業(yè)界的震驚。該瓶已由FDA批準使用，可100%回收再利用。PET容器已被人們普遍認為是環(huán)境適應性最佳的塑料品種之一。受到法國、英國、美國、意大利等國家的重視。     一項新的包裝技術能否進入市場，主要取決于它的先進性能和價格。上述的各種高新技術已經(jīng)為PET瓶裝啤酒推向市場準備了條件。 （二）納米阻隔技術現(xiàn)狀     美國Eastman Chemical公司采用納米復合材料阻隔技術，將高分子納米復合材料應用于PET樹脂，使其成為整個高分子的一部分，這些納米粒子能夠阻塞分子間隙，使氣體難以擴散滲透，從而提高了PET樹脂瓶的阻隔性。由于加入的納米材料數(shù)量非常少，這種材料可以在現(xiàn)有的各種制瓶機上直接應用，不需要更新設備。產(chǎn)品保持PET瓶無色透明的外觀。     另外，Dupont公司提供兩種能夠提高聚酯瓶阻隔性的新技術，第一種是使聚合物改性，能使原來PET的阻隔性提高2~3倍；第二種是使用“透明鋁化合物”表面涂覆技術，能使原來PET的阻隔性提高30~40倍。使用這種涂層不存在回收方面的問題。這兩種新技術已經(jīng)接近商品化。     據(jù)瑞士Tetra Pak公司報告，已經(jīng)有兩項涂覆阻隔層的技術獲得了專利，一項叫做“Glaskin”，另一項叫做“Sealica”。前者能用一步吹瓶機成型，后者則適用于二步吹塑成型機。這兩種專利技術都能利用現(xiàn)有的包裝機，所以在成本方面具有很大的競爭力。     Glaskin系統(tǒng)采用熱隔內(nèi)涂覆的技術，在PET瓶內(nèi)壁涂覆一層10~20納米的透明氧化硅（SiOx）其技術是向吹塑瓶內(nèi)注入一種氣態(tài)化合物，然后加熱，把SiOx融結在內(nèi)壁上。測試表明，這種有內(nèi)涂層的聚酯瓶裝啤酒的包裝有效期可達4~12個月，外形可以任意設計，容積為200ml~2L，涂覆速率可以達到18000只/小時。該項技術容許在吹瓶車間建立灌裝線，使涂覆聚酯瓶直接供給灌裝設備。用Glaskin內(nèi)涂覆技術制造的PET瓶可以完全回收，阻隔性涂層可以承受一定應力，不怕擠壓塌陷等損傷而引起的涂層脫落。瑞典領先的釀酒商Supendrups成為第一個用戶，2000年1季度已推出0.5Lglaskin瓶包裝的啤酒產(chǎn)品。     Sealica技術是先用注塑機制成一個預制品，只使用60%~70%的PET樹脂，因而厚度較薄。稍冷后，模具一邊繞心軸旋轉(zhuǎn)，一邊注入一層熱塑阻隔性材料，充填量約為模腔剩余體積的30%~40%，再將另一半模具閉合，用PET樹脂注滿模腔。Sealica技術不需要特殊的設備，對通常的PET樹脂注塑機稍加改進，即可應用，注塑成型周期與以前完全相同。     Tetra Pak公司使用的阻隔性材料是與Dow Chemical公司聯(lián)合研制的，它含有間苯二酚的衍生物，即間苯二酚二環(huán)氧甘油醚（RDGE），它是制造高阻隔性復合材料的原材料，RDGE與單乙醇胺反應得到具有極高阻隔性的化合物。通過控制阻隔層的厚度可以調(diào)節(jié)阻隔性能，以滿足不同應用的要求。     日本Kirin啤酒公司和Samco國際實驗室利用化學氣相淀積（CVD）技術在PET瓶內(nèi)壁沉積了一層類似金剛石的薄膜（DLG）作為阻隔層，1999年已經(jīng)在世界范圍內(nèi)申請并獲得了專利權。這項技術是在PET瓶內(nèi)和瓶子與模具之間產(chǎn)生真空，然后充入甲烷或乙炔氣體，并施加射頻或微波電磁場使氣體放電，產(chǎn)生等離子體，從而生成碳和氫離子，在內(nèi)表面沉積一層厚度為20~40納米的DLG薄膜。經(jīng)過沉積涂覆的PET瓶，其阻隔性能比末涂覆的高10倍。這個涂層耐酸堿，抗破裂，帶有淺棕色，具有高的透明性。     SIPA公司采用Hoechst Trevira公司提供的PN-100PEN均聚物制成啤酒瓶，厚度僅有玻璃的一半，具有優(yōu)異的耐紫外線性能，啤酒的口味和香味與玻璃瓶沒有明顯的差別。     MXD6尼龍的阻透性比PET高19-20倍，其加工溫度與PET相似，Mitsubishi氣體化學美國公司提出30%的MXD6與PET共混，但產(chǎn)品的霧度較高，正在開發(fā)PET和LCP/MXD6共混物的多層瓶(一)(二)(三)(四)(五)