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聚酯薄膜（BOPET）被廣泛地用作包裝材料，巿場(chǎng)對(duì)于其要求也日益提高。通過(guò)共聚改性、共混改性、表面涂層改性等方法，對(duì)聚酯原料進(jìn)行改性，可以提高BOPET薄膜在阻隔、耐高溫、抗紫外線、可熱封等方面的性能。　　聚酯（PET）是指含有酯基的熱塑性聚酯的簡(jiǎn)稱。作為熱塑性飽和聚酯的一員，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯是塑料包裝材料中使用最為廣泛的一種。它可用于加工成型各種瓶類容器、片材和薄膜。其中聚酯薄膜（BOPET）最大的應(yīng)用巿場(chǎng)是軟包裝復(fù)合材料，約占總用量的50%。人們生活水平日益改善，對(duì)包裝材料的要求也越來(lái)越高，例如，要求有高阻隔性、高耐熱性、高透光率、高光澤度、低霧度、抗紫外線輻射、阻燃、可熱封、符合食品衛(wèi)生的要求等等。顯然，普通的聚酯薄膜已不能滿足這些要求，因此須根據(jù)不同的使用要求，從不同的角度對(duì)PET進(jìn)行必要的改性。 PET生產(chǎn)工藝的改進(jìn) 　　PET是由PTA（精制對(duì)苯二甲酸）和EG（乙二醇）在加熱和催化劑及穩(wěn)定劑存在下縮聚而成。PET的性能如結(jié)晶性、耐熱性、物理機(jī)械性能等與原料純度、所選用催化劑、穩(wěn)定劑的種類和用量以及生產(chǎn)工藝等諸多因素有關(guān)。 　　例如，PTA的酸度直接表徵其純度，影響酸度值有醋酸、PT酸、4-CBA（對(duì)羧基苯甲醛），這些成份會(huì)影響到PET產(chǎn)品質(zhì)量和加工性能，甚至最終產(chǎn)品使用性能。如果使用酸值不合格的PTA生產(chǎn)出的PET，加工飲料瓶灌裝飲料后可能會(huì)變味，在拉膜時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)晶點(diǎn)、透明度變差、容易破膜等情況。EG的質(zhì)量對(duì)PET的熔點(diǎn)、熱性能同樣也有一定的影響。 　　聚酯的熱穩(wěn)定劑通常使用磷酸三甲酯（TMP）或磷酸三苯酯（TPP），它們的含磷量較低，添加量較大，加入量過(guò)多會(huì)使PET熔點(diǎn)下降，并影響透明度。法國(guó)推出的新型熱穩(wěn)定劑三乙基磷酸酯（TEPA），據(jù)介紹能使PET霧度降低、透明度提高。 　　開發(fā)新型、高效、無(wú)毒、無(wú)污染的非重金屬催化劑是聚酯生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步的又一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目前，絕大多數(shù)聚酯生產(chǎn)裝置所使用的催化劑均為銻系列催化劑，例如三氧化二銻、醋酸銻、乙二醇銻等。令人擔(dān)憂的是銻屬于重金屬，不利于環(huán)保，甚至有可能危害人類健康。因此，致力于開發(fā)不含重金屬、無(wú)環(huán)境污染、有益于健康的聚酯催化劑十分必要，尤其是作為PET食品包裝材料來(lái)說(shuō)，更感迫切。 　　德國(guó)一家公司開發(fā)出一種C-94的新型、高活性（Ti/Si）、不含重金屬的聚酯催化劑,用量只有Sb2O3的1/4，但縮聚時(shí)間卻大大縮短，從而大大提高了聚酯裝置的生產(chǎn)能力，特別是制得的PET切片不含有重金屬。 　　吉瑪公司一直在進(jìn)行非重金屬催化劑的開發(fā)和研究，新近開發(fā)出一種名為Ecocat的催化劑，其特點(diǎn)是：能耗低、產(chǎn)量高、對(duì)環(huán)境無(wú)污染，用這種Ecocat催化劑生產(chǎn)的PET產(chǎn)品其各項(xiàng)性能均比較好。 　　另一個(gè)重要的課題是聚酯生產(chǎn)新技術(shù)的研究和應(yīng)用，它對(duì)提高聚酯品質(zhì)與生產(chǎn)效率尤為令人矚目。據(jù)報(bào)道，美國(guó)Du Pont公司推出一種NG3新技術(shù)，這是一種兩釜連續(xù)聚合的生產(chǎn)工藝，特別適用于生產(chǎn)高粘度聚酯。NG3新技術(shù)的特點(diǎn)是：先將低分子量聚合物（聚合度為20-30的低聚物）制成具有獨(dú)特結(jié)晶結(jié)構(gòu)的中間體，然后再進(jìn)行固相聚合。依靠此項(xiàng)新技術(shù)可減少設(shè)備投資、提高產(chǎn)品品質(zhì)、降低生產(chǎn)成本，特別是聚酯分子中低聚物含量比一般生產(chǎn)工藝要低50%，樹脂分子量分布較窄，加工性能更好。用這種聚酯加工的PET包裝容器與薄膜具有極好的透明度和光澤度，非常適合用于包裝材料。 　　拉膜工藝條件對(duì)聚酯薄膜性能的影響也很重要。例如，當(dāng)拉伸溫度偏高時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)中間薄、兩邊厚、公差偏大、甚至拉伸強(qiáng)度低、延伸率過(guò)大等現(xiàn)象。熱定型溫度的高低，則會(huì)影響薄膜的結(jié)晶度、熱收縮率、拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。當(dāng)熱定型溫度過(guò)高時(shí)，由于結(jié)晶度過(guò)高，脆性增加，斷裂伸長(zhǎng)率變小，甚至可能引起PET薄膜早期老化。 共聚改性 　　普通PET樹脂是結(jié)晶型高聚物，一方面結(jié)晶度及晶粒的大小會(huì)影響PET薄膜的光學(xué)性能如透明度等；另一方面PET經(jīng)過(guò)熱拉伸并熱定型后具有較大的結(jié)晶傾向，如果對(duì)其進(jìn)行熱封，將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的收縮變形。因此，普通BOPET薄膜不具備熱封性能。為解決其熱封問(wèn)題，通常是采用將BOPET薄膜與PE薄膜或CPP薄膜進(jìn)行復(fù)合的辦法，從而在一定程度上限制了BOPET薄膜的應(yīng)用。 　　例如，香煙包裝用塑料薄膜所要求的高透明、高光亮、高強(qiáng)度、氣體阻隔性等性能，BOPET都具有，而且遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)BOPP。但是，它卻缺少香煙快速熱封包裝所需要的熱封性能。因而普通BOPET薄膜無(wú)法拓展煙膜之應(yīng)用領(lǐng)域，于是便失去了煙膜這塊利潤(rùn)豐厚的巿場(chǎng)。 　　又如，在食品包裝行業(yè)，由于普通BOPET薄膜不具備熱封性能，用戶必須增加CPP或PE及膠粘劑等材料和復(fù)合工序。例如，采用BOPET/膠粘劑/CPP或BOPET/膠粘劑/PE或BOPET/膠粘劑/AL/膠粘劑/CPP等復(fù)合方式，這樣做既費(fèi)工費(fèi)料，又增加成本。若能使用可熱封的BOPET薄膜可省掉繁瑣的復(fù)合工序，直接進(jìn)行熱合封口，則要方便得多。  　　采用不同的改性方法可提高BOPET薄膜的阻隔、耐高溫、抗紫外等性能。 　　那麼，如何才能使BOPET具有熱封性能呢？方法之一就是采用共聚改性的方法來(lái)獲得。如上所述，普通PET樹脂是由PTA和EG在催化劑的作用與加熱等條件下縮聚而成的，它是一種結(jié)晶性高聚物。為了破壞或削弱其結(jié)晶度，可采用第三甚至第四組分與之進(jìn)行共聚，以破壞整個(gè)分子結(jié)構(gòu)的有序排列對(duì)稱性，使之生成無(wú)定型的共聚物，從而具有可熱封性及其它許多特性。 　　第三或第四組分可以選用二元酸或二元醇，也可以同時(shí)選用這兩種單體進(jìn)行共聚。如采用二元酸進(jìn)行共聚改性所生成的PET稱為APET；采用二元醇進(jìn)行共聚改性所生成的PET稱為PETG。例如，美國(guó)Eastman公司采用由對(duì)苯二甲酸、乙二醇、以及一種對(duì)環(huán)己烷二甲醇（CHDM）進(jìn)行三元共聚，通過(guò)控制對(duì)環(huán)己烷二甲醇的加入量，可分別制得PETG或PCTG，它們均屬于無(wú)定型的PET共聚物。這種無(wú)定型的PET共聚物的特點(diǎn)是：高透明、低熔點(diǎn)、高光澤、低霧度、高收縮、可熱封。其用途十分廣泛。 　　另外，在PTA+EG聚合過(guò)程中，若加入少量的間苯二甲酸（IPA）參與共縮聚反應(yīng)，所制得的PET由于結(jié)晶度較低，也可生產(chǎn)出透明度比較好的PET薄膜。 　　據(jù)報(bào)道，日本三井石油化學(xué)株式會(huì)社開發(fā)的由PTA+IPA+EG+特殊的二醇聚合成一種B010共聚物，也屬于非晶型PET共聚物。當(dāng)它與PET按一定比例共混時(shí)，共混物的光學(xué)性能及氣體阻隔性都要優(yōu)于普通PET。 共混改性 　　聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯（PTT）與PET同屬于聚酯家族，PTT與PET在分子構(gòu)象上只相差一個(gè)碳原子，但在晶態(tài)結(jié)構(gòu)上卻存在較大差異。PTT分子中亞甲基呈螺旋排列方式，其晶格堆積密度比PET疏松得多，因此相對(duì)PET而言，PTT具有較好的透明度、耐熱性、加工性。據(jù)報(bào)道，經(jīng)用PTT改性的PET可用做耐熱容器、磁記錄盤及要求透明性好的包裝薄膜等。 　　聚酯家族的另一新秀——聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN），因其分子結(jié)構(gòu)中萘環(huán)取了苯環(huán)，萘環(huán)比苯環(huán)具有更大的共軛雙鍵，分子剛性大，在許多性能方面比PET都要高出一籌。例如，PEN的耐熱性、拉伸強(qiáng)度等機(jī)械性能、耐紫外線輻射性能、耐有機(jī)溶劑及耐水解性，特別是阻隔性等均要超過(guò)PET。PEN對(duì)氧氣、二氧化碳、水汽的阻隔性分別比PET高4倍、5倍和3.5倍。另外，PEN結(jié)晶度低于PET，故其透明度也比較好。 　　所謂共混改性，就是在PET樹脂中加入一定比例的其它物質(zhì)，如將上述的PTT、PEN或LCP（液晶聚合物）等進(jìn)行共混，以改善和提高PET的某些性能。例如，當(dāng)10%-20%的PEN與PET共混后，對(duì)氧氣、二氧化碳的阻透性可分別提高30%-50%和23%-37%，并可將對(duì)紫外線的遮蔽波長(zhǎng)提高到380nm。這種PEN/PET共混物可用于注/拉/吹成型包裝容器，如PET瓶、PET桶等已用于食用油、酒類、碳酸飲料及啤酒的包裝。PEN/PET的共混物也可采用雙向拉伸法制得BOPET薄膜，這種由PEN與PET按一定比例進(jìn)行混合后生產(chǎn)的BOPET薄膜可以大大提高PET薄膜的阻隔性、耐熱性和抗輻射等性能。