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      聚酯(Polyester) 是以PET 為代表的熱塑性飽和聚酯的總稱,包括PBT、PEN、PCT 及其共聚物。其中,PET是開(kāi)發(fā)最早、產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的聚酯產(chǎn)品。在包裝領(lǐng)域中,聚酯尤以包裝容器的發(fā)展最引人注目,現(xiàn)在已有20 %以上的PET 用于包裝材料,且呈逐年上升的趨勢(shì)。包裝業(yè)已成為PET 的第二大用戶,僅次于合成纖維。 1 　包裝用聚酯家族的骨干1. 1 　PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)    由于PET可以方便地通過(guò)快速冷卻的方法得到基本處于非晶態(tài)、高透明、易拉伸的PET制品,所以作為包裝材料時(shí),PET 既可制成雙向拉伸包裝膜,又可由非晶態(tài)瓶坯得到高強(qiáng)度、高透明的拉伸吹塑瓶,還可以直接擠出或吹塑成非拉伸中空容器。PET 薄膜具有透明、耐油、保香、衛(wèi)生可靠和使用溫度范圍廣等性能(高溫蒸煮和冷凍包裝均可) ,但熱封閉性差,必須與其他薄膜(熱封層) 復(fù)合使用,且價(jià)格較通用塑料薄膜高,限制了PET薄膜在包裝上的應(yīng)用。PET 中空容器尤其是拉伸吹塑瓶,充分發(fā)揮了PET 的性能,對(duì)內(nèi)容物有良好的展示效果,且成本較低。因此,PET作包裝材料時(shí)基本上都是采用拉伸吹塑成型的,其中應(yīng)用最多的是2 L 以下的小型瓶。    PET 瓶以其優(yōu)越的性能、較為低廉的成本及對(duì)環(huán)境保護(hù)的適應(yīng)性,在和其他包裝材料(玻璃、馬口鐵、PE、PVC 等) 瓶類的競(jìng)爭(zhēng)中得到了迅速發(fā)展,但其耐熱性、阻氣性欠佳,限制了他在熱灌裝和要求氣密性高的場(chǎng)合應(yīng)用,并引起人們高度重視。在提高和改進(jìn)其性能的過(guò)程中,聚酯包裝獲得了新的發(fā)展。一是改進(jìn)耐熱性。普通PET 瓶不能用于果汁、茶等需熱灌裝的物品包裝,目前通過(guò)研究已開(kāi)發(fā)了3 類實(shí)用的耐熱聚酯瓶:熱定型瓶,可達(dá)到85 ℃灌裝的要求; PET/ PEN 合金瓶,PEN 耐熱性高,在普通注拉吹設(shè)備上可制得符合80 ℃以上熱灌裝要求的瓶子,倘若再經(jīng)熱定型處理,熱灌裝溫度可達(dá)90 ℃以上;與耐熱性聚芳酯等制成多層復(fù)合瓶,以提高耐熱性。    二是提高阻氣性。盡管PET 的氣體阻隔性遠(yuǎn)高于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等塑料,但對(duì)于啤酒、白酒、香水等保鮮、保味要求較苛刻的產(chǎn)品仍然不能滿足要求。提高阻氣性的方法主要有3 種。(1) 多層復(fù)合,以PET為主,加入PVDC、EVOH、MXD6、PEN等其他氣密性好的材料做成3 層或5 層瓶; (2) 采用特殊處理方法,如在PET 瓶?jī)?nèi)或外層涂布環(huán)氧阻隔層,或進(jìn)行等離子體處理(ACTIS 技術(shù)) ; (3) 用其他阻隔性樹(shù)脂成型,以PEN 或PEN 與PET的共聚或共混物為原料,既提高了瓶子的阻氣性,又提高了瓶子的耐熱性,可滿足啤酒保存3～6 個(gè)月的要求;還可以堿洗消毒,重復(fù)使用,從而降低成本。因?yàn)榍皟煞N方法有透明性差、回收處理困難、工藝復(fù)雜、設(shè)備要求特殊等問(wèn)題,而且雖然氣密性提高了,但耐熱性較差,只能適應(yīng)無(wú)菌灌裝的場(chǎng)合。我國(guó)啤酒行業(yè)大都采用灌裝后巴氏消毒的技術(shù),所以采用PEN 或與PET的共聚、共混物為原料,通過(guò)現(xiàn)行PET瓶吹制設(shè)備和工藝進(jìn)行成型,是適合我國(guó)國(guó)情的啤酒塑料包裝發(fā)展方向,值得引起有關(guān)部門(mén)和企業(yè)的重視。    目前我國(guó)非纖維用PET(polyethylene terephtha2late) 的生產(chǎn)能力為64. 9 萬(wàn)t/ a ,因此開(kāi)發(fā)其他領(lǐng)域PET 的應(yīng)用成為目前行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。由于PET目前在應(yīng)用方面存在三大制約因素: ①熔體強(qiáng)度差; ②結(jié)晶速度較慢; ③尺寸穩(wěn)定性差,因而不能滿足工業(yè)上快速注塑成型的需要。    高黏度聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(HVPET) 屬結(jié)晶型高分子聚合物,黏度高,具有優(yōu)良的耐熱、耐光、耐酸、耐低溫、耐油、耐沖擊等特性,產(chǎn)品具有結(jié)晶性、定向性好、重量輕、強(qiáng)度高、氣密性好等特點(diǎn),其制品表面光潔,透明無(wú)毒,衛(wèi)生,可直接用于食品包裝。    在包裝諸如優(yōu)質(zhì)湯、意大利面醬、蘋(píng)果醬、果醬和果凍等食品的時(shí)候不再使用玻璃瓶,而是改用聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET) 材料制成包裝罐。這些包裝罐使用安全而且不會(huì)破碎,為了方便取用,在這些塑料罐的側(cè)面還帶有模制的把手。在一次國(guó)際包裝展示會(huì)上,包括施馬爾巴赫魯貝卡公司在內(nèi)的幾家公司展示了幾款使用透明PET 材料制成的牛奶瓶,這在質(zhì)量上大大優(yōu)于通常使用的不透明HDPE(高密度聚乙烯) 材料制造的奶瓶。1. 2 　PEN( 聚萘二甲酸乙二醇酯)    1998 年世界包壇上引人注目的是聚萘二甲酸乙二醇酯( PEN) 新型“聚酯”包裝材料。這是由于PEN 的分子結(jié)構(gòu)與PET 相似,只是以萘環(huán)代替了苯環(huán),因此PEN 比PET 具有更優(yōu)異的阻隔性,特別是阻氣性和防紫外線性,耐熱性好(普通非晶態(tài)PEN熱變形溫度達(dá)100 ℃,而PET 僅為70 ℃) 等。由于采用工業(yè)化生產(chǎn)PEN ,不久的將來(lái)定會(huì)大量進(jìn)入包裝領(lǐng)域,必將引發(fā)PET之后的又一次包裝革命。日本青木公司與Shell (殼牌) 公司共同開(kāi)發(fā)了嬰兒食品用的PEN 廣口瓶,所用樹(shù)脂為Shell 公司生產(chǎn)的Hipertuf 90000 ,生產(chǎn)設(shè)備為青木的100LL220 注拉吹成型機(jī)。PEN 瓶可承受低酸性食品要求的消毒條件(116 ℃、63 min) ,貨架壽命16 個(gè)月以上,幾乎與玻璃瓶無(wú)異。按照PEN/ PET 用量為10/ 90 計(jì)算,每kg 價(jià)格僅為2. 00 美元(而PEN 價(jià)格每kg 11 美元) ,可見(jiàn)具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。    PEN 新材料的快速發(fā)展受益于PEN 原材料———對(duì)萘二甲酸(NDC) 的工業(yè)化生產(chǎn),這將歸功于美國(guó)Amoco 公司和日本三菱公司,以及開(kāi)發(fā)生產(chǎn)PEN 的公司。此外,由于PEN 的優(yōu)點(diǎn),因而在飲料、啤酒、化妝品的包裝方面亦有廣闊前景。1. 3 　PBS( 聚丁二酸丁二( 醇) 酯)    目前,國(guó)際上對(duì)可生物降解且具有良好經(jīng)濟(jì)性的聚合物材料越來(lái)越重視,合成脂肪族聚酯由于其生物降解性和經(jīng)濟(jì)性,已成為當(dāng)今國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一,它的合成方法有生物發(fā)酵和化學(xué)合成法。前者主要用來(lái)合成羥基脂肪酸酯( PHA) ,其合成的聚合物成本較高;后者主要合成線型聚酯,采用開(kāi)環(huán)和縮合法,且可對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分子設(shè)計(jì),成本較低。脂肪族聚酯因熔點(diǎn)都較低,不能單獨(dú)作為塑料使用,其中聚草酸酯和聚丁二酸丁二醇酯則屬例外。聚草酸酯由于難于達(dá)到較高相對(duì)分子質(zhì)量和穩(wěn)定性差,實(shí)際應(yīng)用困難,而聚丁二酸丁二醇酯因具有良好的熱穩(wěn)定性和可得到高相對(duì)分子質(zhì)量的產(chǎn)品受到青睞。    清華大學(xué)化工系高分子研究所采用化學(xué)合成法成功合成了線型聚酯———聚丁二酸丁二醇酯。合成工藝包括酯化和后縮聚反應(yīng)。后縮聚可在真空有擴(kuò)鏈劑存在下在擠出機(jī)中進(jìn)行,也可在高真空、高溫下進(jìn)行。采用該法合成的樹(shù)脂,可直接擠出成型制品,生產(chǎn)效率可進(jìn)一步提高。目前,該研究所已進(jìn)行了以下工作:通過(guò)控制適宜的反應(yīng)條件和合成或?qū)ふ倚滦痛呋瘎?使產(chǎn)品具有較高的相對(duì)分子質(zhì)量;研究了催化聚合反應(yīng)及其生物降解機(jī)理;合成了多種擴(kuò)鏈劑,探討與預(yù)聚聚酯端羥基快速反應(yīng)的擴(kuò)鏈劑,使反應(yīng)能在擠出機(jī)中完成;采用不同的共聚單體,使它們與丁二酸和丁二醇酯進(jìn)行共聚反應(yīng),對(duì)線型聚酯進(jìn)行分子設(shè)計(jì),調(diào)節(jié)其力學(xué)性能和生物降解性,以滿足不同領(lǐng)域的應(yīng)用要求;研究了線型聚酯的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系以及在不同條件下的微生物降解性。目前聚丁二酸丁二醇酯僅在日本有小批量產(chǎn)品問(wèn)世,清華大學(xué)研制的產(chǎn)品的相對(duì)分子質(zhì)量已達(dá)到日本產(chǎn)品水平。現(xiàn)正在進(jìn)行機(jī)理和應(yīng)用開(kāi)發(fā)研究,并計(jì)劃進(jìn)行中試和擴(kuò)大生產(chǎn)。