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    摘要：聚酯瓶在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生氣泡是生產(chǎn)上常見的主要問題之一，而氣泡的存在不僅影響作為包裝材料的聚酯瓶的外觀效果，而且直接影響其使用性能。分析了聚酯瓶在生產(chǎn)過程中氣泡產(chǎn)生的原因、原理；介紹了控制氣泡所采取的措施。其主要措施有：把好原料關、加強干燥、嚴格控制生產(chǎn)工藝條件。    　　關鍵詞：聚酯；PET瓶；氣泡    　　1 前言        聚酯(聚對苯二甲酸乙二醇酯，簡稱PET)瓶具有體輕、透明度高、沖擊強度高、無毒、耐化學腐蝕、耐透析、氣密性好、不易破碎等特點，因此非常適合作液體商品的包裝，已逐步取代玻璃瓶、金屬罐等，用作飲料、食用油、酒類、液體洗滌劑、農(nóng)藥及其它化工產(chǎn)品的包裝。但是，因聚對苯二甲酸乙二醇酯為極性材料，而且其高分子鏈上有大量的酯基，故高溫時極易受熱、氧、醇、水等的作用而降解，生成低分子化合物，形成氣泡，同時，在聚酯切片內(nèi)部“空穴”中的水、乙二醇及其它添加成分也易在高溫熔融時蒸發(fā)形成氣泡。而氣泡的存在不僅影響作為包裝材料的PET瓶的外觀效果，而且直接影響其使用性能。一般情況下，瓶體上若有肉眼看得出的氣泡存在，即作為次品處理。因此，在生產(chǎn)PET瓶的過程中必須嚴格控制氣泡的產(chǎn)生。這里介紹了氣泡產(chǎn)生的原因、原理及在PET瓶生產(chǎn)中控制氣泡所采取的相應措施，對PET瓶的生產(chǎn)工藝及質(zhì)量控制具有一定的指導意義?！　? 氣泡產(chǎn)生的原因        在PET瓶的生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生氣泡主要有兩大原因：一為內(nèi)因，即與PET樹脂有關；二為外因，即與生產(chǎn)設備和生產(chǎn)工藝有關?！　?．1  內(nèi)因——PET樹脂本身的性能    PET在高溫下易發(fā)生降解，而氣泡多因PET樹脂降解形成低分子物揮發(fā)而形成?！　?．1．1  醇解        合成PET樹脂時，如果殘存少量的乙二醇，加工時就會發(fā)生醇解，生成部分低分子物。　　2．1．2  水解    大量的實踐和實驗均表明，PET在高溫下易發(fā)生水解，使分子量下降?！　?．1．3  熱氧降解        當PET加熱到280℃～320℃時會發(fā)生熱降解。其裂解發(fā)生在酯鍵，氧會加速降解，降解生成難熔的低聚物和低分子物。其反應為：首先，在熱氧作用下形成過氧化物；其次過氧化物分解成為一對游離基；最后，游離基進一步與聚酯作用，使聚酯高分子鏈發(fā)生斷鏈、交聯(lián)和支化等反應。        上述3種降解反應都可能產(chǎn)生大量低分子物，這些低分子物在高溫下易發(fā)生氣化。若在生產(chǎn)過程中不及時將其排出，則PET瓶體上便會產(chǎn)生氣泡?！　?．2  外因——生產(chǎn)設備和生產(chǎn)工藝條件        在PET瓶的生產(chǎn)過程中，設備的性能不善和生產(chǎn)工藝條件控制得不好也是形成氣泡的主要因素之一?！　?．2．1  干燥工序        干燥工序為PET瓶生產(chǎn)過程中非常重要的工序，其作用是除去樹脂切片中的水分，降低切片的含水率。若干燥設備性能不佳，干燥效果不好，則PET樹脂中便會含有超標的水分，會引起PET的降解；另外，水分自身也會發(fā)生氣化。這兩種情況均會使PET瓶體產(chǎn)生氣泡。PET含水量對降解的影響見表1?！　?．2．2  熔融工序        無論采用何種工藝生產(chǎn)PET瓶，聚酯切片均需經(jīng)過高溫熔融塑化的過程。物料在熔融塑化的過程中，一般均處于非真空狀態(tài)，這時，高溫PET熔體易吸收空氣中的水分和氧氣而發(fā)生水解或熱氧降解。若螺桿排氣不暢，則低分子氣化物將難以排出，從而極易進入，模頭形成氣泡?！　?．2．3  其它        死角、阻料和空氣均可能造成熔體高溫受熱時間過長或遇水、氧而發(fā)生降解；另外，模頭中被滯留的物料受熱時間過長且與空氣接觸，也可能發(fā)生水解、熱降解或氧化降解，產(chǎn)生氣泡?！　? 采取的措施　　3．1  嚴把原料關        由于氣泡的產(chǎn)生與PET原料本身質(zhì)量直接相關，若切片的熱穩(wěn)定性能差，乙二醇、乙醛、水等低分子物超標，均易在PET瓶生產(chǎn)過程中產(chǎn)生氣泡，所以，在選擇原料時，應選擇特性粘度、結(jié)晶度、密度以及乙二醇、乙醛、水含量均符合企業(yè)標準的原料。在選擇原料時，應參照“瓶級聚酯切片GB／T 17931—1999”中的質(zhì)量指標及分析方法，對上述指標進行測試，對不符合該標準的原料應嚴禁使用?！　?．2  加強干燥        大量實踐證明，干燥效果的好壞直接關系到氣泡的產(chǎn)生與否。干燥通常在連續(xù)高溫的脫濕型空氣干燥器中進行，因此，影響干燥效果的因素主要有：(1)干燥設備的結(jié)構(gòu)；(2)干燥用氣流的含水量；(3)干燥程度。為此，選用結(jié)構(gòu)合理的干燥設備，降低干燥用氣流的含水量，以及盡可能地提高干燥程度，將有利于提高干燥效果。在干燥設備已定的情況下，干燥程度對干燥效果起著相當重要的作用，而干燥程度主要與干燥溫度和干燥時間有關，因此，控制好干燥溫度和干燥時間將是影響干燥程度的關鍵。干燥溫度、干燥時間與PET樹脂含水量的關系見圖1。        從圖中可看出：PET樹脂含水量隨著干燥溫度的升高而降低；隨著干燥時間的增加而降低。但是，當干燥時間達到一定值后，含水量就不再降低。若生產(chǎn)PET飲料瓶，通常選用特性粘度大于0．72的PET原料，由于該原料分子量高，耐熱性好，所以可采用高溫進行干燥。實踐表明，采用干燥溫度為160℃，干燥時間4小時，就已達到足夠的理想狀態(tài)，含水量在0．002％左右，即能滿足生產(chǎn)PET飲料瓶的質(zhì)量需要。　　3．3  嚴格控制工藝溫度        從PET原料熱降解原理可看出：欲控制氣泡產(chǎn)生，熔融塑化溫度低些好，但溫度過低會影響型胚塑化均勻及透明性，所以須選擇合適的成型溫度。為此，綜合多方因素，在保證機筒內(nèi)熱流通道中熔體塑化均勻的前提下，成型溫度、成型周期、螺桿轉(zhuǎn)速、螺桿背壓盡量取較低值。       日本日精ASB機械株式會社一步法雙軸延伸注拉吹吹塑成型機生產(chǎn)1．25升PET瓶型坯注射成型工藝如表2?！　?．4  控制熔體的高溫停留時間        停機時應將機筒內(nèi)的物料擠空，并徹底清除噴嘴處的殘留物料；開機時適當擠掉一部分熔體，這樣便可防止滯留物料熔體由于高溫時間過長而分解產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象發(fā)生?！　? 結(jié)論        PET瓶的氣泡主要是由于PET切片在高溫加工過程中熱穩(wěn)定性差，乙二醇和水等低分子物含量超標及生產(chǎn)工藝條件不當使PET熔體發(fā)生降解，生成大量低分子物或水分氣化而產(chǎn)生的。但是只要嚴把原料關、加強干燥、嚴格控制生產(chǎn)工藝條件是完全可以控制的。