PET или ПЭТ: что за материал полиэтилентерефталат?
ПЭТ (он же PET, рет, ПЭТФ, ПЭТФ, полиэтилентерефталат) – это обозначение термопластичного полимера и семейства полиэфиров, очень распространенного синтетического материала с отличными свойствам. Этот пластичный и удобный в обработке пластик известен и под другими названиями – полиэтиленгликольтерефталат, дакрон, майлар, полиэстер, ПЭТГ, лавсан, и даже просто термопластик. В статье мы опишем все разновидности ПЭТ, рассмотрим физико-химические свойства и опишем сферы использования.
Оглавление- Полиэтилентерефталат: пластик с аббревиатурой пэт
- История создания ПЭТ
- Основные свойства и характеристики ПЭТФ
- Физические и химические свойства полиэтилентерефталата
- Производство ПЭТ, схема
- Сфера применения полиэтилентерефталата
- Технология производства пэт бутылок
Полиэтилентерефталат: пластик с аббревиатурой пэт
Полиэтилентерефталат (polyethylene terephthalate) – это пластик, получаемый методом поликонденсации этиленгликоля с терефталевой кислотой или ее диметиловым эфиром.
Полиэтилентерефталат – самый популярный и распространенный материал для производства волокон, пищевых пленок, упаковки и пластиковых изделий. Этот вид пластика считается наиболее безопасным для человека, и наименее вредным для окружающей среды. Многообразие форм и вариативность примесей делают этот пластик применимым практически во всех отраслях промышленности и хозяйства.
Названия данного полимерного материала многообразны – одни знакомы всем, а другие нет. Всем, к примеру, хорошо известно название такое название как полиэстер – это ни что иное как волокна полиэтилентерефталата.
Полиэстер, Полиэтилентерефталат и ПЭТ – это одно и то же вещество.
Аббревиатуры, образованные от названия химического соединения:
- ПЭТФ – все пластики на основе полиэтилентерефталата (в России)
- PET – все пластики на основе полиэтилентерефталата (по международному обозначению)
- ПЭТГ – модификация полиэтилентерефталата, листовой ударопрочный пластик с добавлением гликоля (по международному обозначению).
- PET-G – тоже, что и ПЭТГ (по международному обозначению)
- АРЕТ – РЕТ пленка, где полиэтилентерефталат присутствует в аморфном виде
- ОПЭТ – пленка из полиэтилентерефталата, ориентированная в одном направлении
- БОПЭТ – двоякоориентированная прочная пленка для изготовления упаковки.
- ПЭТ-G – пленка, предназначенна для изготовления термоусадочной этикетки
Важно! В чем разница между сокращениями ПЭТ и ПЭТФ? Сокращение ПЭТиспользуется в основном когда речь идет об изделиях из полиэтилентерефталата, а аббревиатура ПЭТФ – когда речь идет о полимере.
Торговые марки, под которыми данный пластик реализуется в виде волокон, пленок, полимерных изделий (массы):
- Лавсан – название волокон, полученных в СССР. Лавсан – это сокращение от Лаборатории Высокомолекулярных Соединений Академии Наук.
- Терилен – волокна, запатентованные в Великобритании
- Дакрон – волокна, запатентованные в США
- Тергал – полиэфирное волокно из Франции
- Тревира – марка полиэстерного волокна немецкой компании Trevira CS
- Теторон – ПЭ волокно, популярное в Японии и запатентованное там
- Мелинекс – марка полиэфирной пленки, применяемой в качестве монтажной основы
- Майлар – он же БоПЭТ, Мелинекс, полиэфиргная пленка из США
- Текапэт (Tecapet) и Текадур (Tecadur) – немецкие марки многофункционального полукристаллический полимера конструкционного назначения, выпускается в виде плит и стержней
- Валокс – пегковесные высокотемпературные РЕТ плиты
- Ultradur – торговая марка компании BASF для линейки частично кристаллических, термопластичных, насыщенных РЕТ полиэфиров
- Celanex PBT и Vandar® HI PBT – термопластичный полиэфир, полукристаллические инженерные пластмассы
- Rynite – конструкционный и инженерный термопластик, который объединяет лучшие свойства армированного полиэтилентерефталата (ПЭТ) с более легкой технологичностью для производства высокопроизводительных деталей.
Данный список торговых названий, под которыми реализуется ПЭТ полимер, далеко не является полным; на сегодняшний день известно и зарегистрировано более сотни различных названий коммерческого полиэтилентерефталата.
История создания ПЭТ
Как и большинство пластиков полиэтилентерефталат был синтезирован и получил широкое распространение в предвоенные и военные годы. Базовые исследования по синтезу полиэтилентерефталата были начаты в 30-х годах в Англии. Успешный синтез волокнообразующего полиэтилентерефталата был осуществлен в 1935 году на базе лаборатории компании Calico Printers Association. Право на патент принадлежит химикам Джону Уинфилду и Джеймсу Диксону (1943 г.).
В СССР полиэтилентерефталат был впервые получен в 1949 году в Новосибирске в Лаборатории ацетатных волокон Сибирского отделения Академии наук.
ПЭТ изначально выпускался как полимер для производства волокна, однако он быстро занял лидирующие позиции в сфере полимерных упаковочных материалов и тары. Так патент на самую популярную сегодня тару - ПЭТ-бутылку – был получен в 1973 году.
Следующим важным этапом, ознаменовавшим начало новой эпохи, стала массовая промышленная переработка использованной ПЭТ-тары. Это случилось в 1977 году – первые линии по переработке были далеки от совершенства, но именно с них началась эпоха использования вторичных ресурсов и совершенствование линий по их совершенствованию.
Востребованность в полиэтилентерефталате растет с каждым годом, на данный момент это наиболее популярный и используемый полимерный материал в мире.
Основные свойства и характеристики ПЭТФ
Полиэтилентерефталат (ПЭТ, ПЭТФ) обладает множеством достоинств и положительных свойств. Этот прочный и износостойкий пластик может быть в двух состояниях, которые различаются по цвету:
- аморфном (цвет прозрачный)
- кристаллическом (цвет белый)
Кристаллическая структура возникает при медленном охлаждении полимерной массы, а аморфная – при быстром переходе точки плавления.
Аморфный ПЭТ используется для производства бутылок и пленок, тары. Кристаллический пластик ПЭТ преимущественно имеет конструкционное и инженерное значение.
Преимущества и общие свойства ПЭТ:
- превосходная формоустойчивость (сопротивляемость к деформациям изгиба и растяжения)
- высокая механическая прочность (ударопрочность)
- износостойкость (устойчивость к истираниям)
- малое влагопоглощение и устойчивость к коррозии (нерастворим в воде и органических растворителях.)
- светопроницаемость
- высокое изоляционное сопротивление
- хорошая химическая устойчивость (устойчивость к воздействию кислот, щелочей, солей, спиртов, парафинов, минеральных масел, бензина, жиров и эфиров.)
Важно! ПЭТ неустойчив к кетонам, сильным кислотам и щелочам.
Недостатки ПЭТ во многом являются следствием его достоинств. Так например, хорошая светопроводимость материала является недостатком для тары из полиэтилентерефталата, так как УФ-излучение прекрасно проникает сквозь стенки PET тары, вызывая окисление и порчу продукта. Второй недостаток связан с долговечностью ПЭТ полимера – долгий период разложения в природе приносит на сегодняшний день огромный вред экологии.
Однако ПЭТ – полимер, который может восстанавливаться и перерабатываться бесконечно при наличии соответствующего оборудования. Налаживание линий рециклинга может снизить экологическую нагрузку.
Физические и химические свойства полиэтилентерефталата
ПЭТ относится к алифатически-ароматическии полиэфирам, которые широко используются для производства синтетических волокон, пищевых и упаковочных пленок и пластиков различного назначения. Это легкий материал без запаха.
ПЭТ обладает термостойкостью в диапазоне температур от - 40 °С до + 200 °С.
Физические параметры ПЭТ
- плотность 1,38 - 1,4 г/см³,
- температура размягчения (t разм.) 245 °C,
- температура плавления (t пл.) 260 °C,
- температура стеклования (t ст.) 70 °C,
- температура разложения 350 °С.
Химические свойства ПЭТ
Полиэтилентерефталат – это пластик на основе синтетических смол, получаемых путем сложного химического процесса из нефти и газового конденсата. В основе производства ПЭТ лежит одностадийный синтез из моноэтиленгликоля (МЭГ) и очищенной терефталевой кислоты (PTA) по непрерывной схеме. Вместо PTA может быть использован диметиловый эфир терефталевой кислоты (ДМТ). Терефталевую кислоту и ДМТ в свою очередь производят из параксилола.
Важной характеристикой получаемого полимера является вязкость соединения. Она определяется протяженностью молекулы.
Производство ПЭТ, схема
Производство ПЭТФ можно представить в виде следующей упрощенной схемы:
Изготовление изделий из полиэтилентерефталата осуществляется тремя методами:
- экструзия
- пневмоформование
- литье под давлением
- раздувное формование
- вытяжка из расплава
Итоговые изделия отличаются по свойствам и сферам применения.
Сфера применения полиэтилентерефталата
Химические и физические свойства ПЭТФ делают данный полимер идеальным материалом для использования в следующих производствах:
- производство тары и упаковки (бутылки, хозяйственные емкости, одноразовая посуда)
- производство пленок (от тонких упаковочных до промышленных армированных)
- производство волокон (полиэстеровые волокна и ткани)
- производство инженерных и конструкционных элементов (профили, детали)
- производство композиционных материалов (наполненные пластики)
Композиционные материалы на основе ПЭТ применяются при изготовлении аудио, видео и рентгеновских пленок, автомобильных шин, Широкий ряд применений возможен благодаря исключительному балансу возможностей ПЭТ и тому, что в готовом изделии степень кристалличности и уровень ориентации можно контролировать. Наполненные ПЭТ находят свое применение очень широко: от производства игрушек до деталей космических кораблей. В настоящее время ПЭТГ распространен в качестве инженерного пластика для печати на 3D-принтерах.
Исходя из сфер применения, выделяют три основных марки ПЭТФ-гранулята:
- Волоконный ПЭТФ
- Пленочный ПЭТФ
- Бутылочный ПЭТФ
Волоконный ПЭТ: технические волокна и нити
Основные сферы применения полиэстровых волокон и нитей:
- Армирование шлангов, приводных ремней, банерных тканей
- Производство упаковочного полотна, тентовых тканей, геотканей
- Производство автомобильных подушек безопасности
- Производство напольных покрытий
ПЭТ-пленки
К настоящему времени в мире сформировался огромный рынок ПЭТ-пленок, используемых, прежде всего, для упаковки. Пленки из полиэтилентерефталата бывают однонаправленными (ОПЭТ) и двунаправленными (БОПЭТ). Последние почти полностью вытеснили с рынка менее прочные однонаправленные пленки.
Пленки также используются для изготовления труб, электроизоляции, солнечных батарей и элементов музыкальных инструментов. ПЭТ пленки используются при изготовлении стеклопластиковых изделий - форм, резервуаров. Лавсановая пленка ПЭТ применяется для защиты мебельных заготовок, облицовочных панелей, дверных полотен во время шпонирования методом горячего прессования.
Бутылочный PET: что такое ПЭТ бутылки?
Огромное количество ПЭТ бутылок выпускается ежегодно во всем мире. Это одно из самых значительных направлений использования полиэтилентерефталата в мировой промышленности. Простота производства и относительная безвредность производственного цикла сделали эту тару такой востребованной. ПЭТ тара применяется для:
- воды
- соков
- пива
- майонеза
- косметики
- бытовой химии,
- технических жидкостей
Технология производства пэт бутылок
Бутылки PET производят из полимерного сырья в виде гранул. Гранулят ПЭТ в виде расплава подается в термопластавтоматы (ТПА) для формирования ПЭТ преформ методом литья под давлением. Из этих заготовок после предварительного разогрева растягиваются и выдуваются бутылки.Цвет и прозрачность будущей бутылки закладывается при изготовлении преформы из гранул.
Бутылочный и небутылочный РЕТ: в чем разница?
ПЭТ хорошо выдерживает переработку, и вторичное сырье может быть вновь употреблено на изделия самого высокого качества. Но есть одна проблема, известная переработчикам как «небутылочный рет» или «невязкий полимер». Дело в том, что изделия с одинаковой маркировкой PET могут оказаться разными состоянию основного полимера. Главный показатель в данном вопросе – вязкость, то есть свойство пластика сопротивляться изменению формы. Напомним, что вязкость полиэтилентерефталата определяется длинной самой цепочки полимера.
Что такое невязкий полимер ПЭТ?
Из первичных PET-гранул изготавливают бутылочную и небутылочную продукцию. Бутылочной считается тара от питьевых жидкостей: такие бутылки изготавливают методом выдувного формования, эти емкости примерно одинаковы по форме и толщине. Полимер в их основе отличается высокой вязкостью и она сохраняется без существенных потерь при переработке. Небутылочный ПЭТ менее вязкий, и при рециклинге он теряет вязкость еще сильнее. Смешивать для переработки бутылочный и небутылочный ПЭТ нельзя – получаемое сырье не имеет нужных характеристик и продукция из него будет слишком нестабильной.
Смотрите также по теме «PET или ПЭТ: что за материал полиэтилентерефталат?»: