Полиэтилентерефталат что это такое


Полиэтилентерефталат - это... Что такое Полиэтилентерефталат?

Полиэтиле́нтерефтала́т (ПЭТФ, англ. Polyethyleneterephthalate (PET), также известный как лавсан, полиэстер) — термопластик, наиболее распространённый представитель класса полиэфиров, известен под разными фирменными названиями (см. Названия). Продукт поликонденсации этиленгликоля с терефталевой кислотой (или её диметиловым эфиром). Твёрдое, бесцветное, прозрачное вещество в аморфном состоянии и белое, непрозрачное в кристаллическом состоянии. Переходит в прозрачное состояние при нагреве до температуры стеклования и остаётся в нём при резком охлаждении и быстром проходе через т. н. «зону кристаллизации». Одним из важных параметров ПЭТ является характеристическая вязкость определяемая длиной молекулы полимера. С увеличением присущей вязкости скорость кристаллизации снижается. Прочен, износостоек, хороший диэлектрик.

Исследования по полиэтилентерефталату были начаты в 1935 г. в Великобритании Уинфилдом (англ.) (John Rex Whinfield) и Диксоном (англ. James Tennant Dickson), в фирме Calico Printers Association Ltd. Заявки на патенты по синтезу волокнообразующего полиэтилентерефталата были поданы и зарегистрированы 29 июля 1941 года и 23 августа 1943 года. Опубликованы в 1946 году.

В СССР был впервые получен в лабораториях Института высокомолекулярных соединений Академии наук СССР в 1949 году. Позже данный вид продукции начали изготавливать на Могилевхимволокно.

В СССР полиэтилентерефталат и получаемое из него волокно называли лавсаном, в честь места разработки — Лаборатории Высокомолекулярных Соединений Академии Наук. Аналогичные волоконные материалы, изготавливаемые в других странах, получили другие названия: терилен (Великобритания), дакрон (США), тергал (Франция), тревира (ФРГ), теторон (Япония), полиэстер, мелинекс, милар (майлар), Tecapet («Текапэт») и Tecadur («Текадур») (Германия) и т. д.

Пластики на основе полиэтилентерефталата называются ПЭТФ (в российской традиции) либо PET/ПЭТ (в англоязычных странах). В настоящее время в русском языке употребляются оба сокращения, однако когда речь идет о полимере, чаще используется название ПЭТФ, а когда об изделиях из него — ПЭТ.

Физические свойства

При комнатной температуре нерастворим в воде и большинстве органических растворителей.

Получение

Вплоть до середины 1960-х годов ПЭТФ промышленно получали переэтерификацией диметилтерефталата этиленгликолем с получением дигликольтерефталата, и последующей поликонденсацией последнего. Несмотря на недостаток этой технологии, заключавшийся в её многостадийности, диметилтерефталат был единственным мономером для получения ПЭТФ, поскольку существовавшие в то время промышленные процессы не позволяли обеспечить необходимую степень чистоты терефталевой кислоты. Диметилтерефталат же, имея более низкую температуру кипения, легко подвергался очистке методом дистилляции и кристаллизации.[2]

В 1965 году Аmoco Соrporation смогла усовершенствовать технологию, в результате чего широкое распространение получил одностадийный синтез ПЭТФ из этиленгликоля и терефталевой кислоты (TFK) по непрерывной схеме.

Применение

Полиэтилентерефталат относится к группе алифатически-ароматических полиэфиров, которые используются для производства волокон, пищевых плёнок и пластиков, представляющих одно из важнейших направлений в полимерной индустрии и смежных отраслях.

Многообразно применение заготовок из полиэтилентерефталата в машиностроении, химической промышленности, пищевом оборудовании, транспортных и конвейерных технологиях, медицинской промышленности, приборостроении и бытовой технике. Для обеспечения лучших механических, физических, электрических свойств РЕТ наполняется различными добавками (стекловолокно, дисульфид молибдена, фторопласт).

В России полиэтилентерефталат используют главным образом для изготовления заготовок (преформ) различного вида, из которых затем изготавливаются (выдуваются после нагрева) пластиковые контейнеры различного вида и назначения (в первую очередь, пластиковые бутылки). В меньшей степени применяется для переработки в волокна (см. Полиэфирное волокно), плёнки, а также литьём в различные изделия. В мире ситуация обратная: большая часть ПЭТФ идет на производство нитей и волокон.

Область применения полиэфиров:

  • самое массовое из всех видов химических волокон для бытовых целей (одежда) и техники;
  • ёмкости для жидких продуктов питания, особенно ёмкости (пластиковые бутылки) для различных напитков;
  • чрезвычайно важный современный материал для носителей информации — основа всех современных фото-, кино- и рентгеновских плёнок; основа носителей информации в компьютерной технике (гибкие диски — дискеты, или «флоппи-диски»), основа магнитных лент для аудио-, видео- и другой записывающей техники;
  • листовой материал, прозрачный для солнечных лучей (для УФ лучей практически непрозрачен[3]) и устойчивый к воздействиям окружающей среды, используемый в сельском хозяйстве и строительстве.
  • В хирургии разорванные связки заменяют искусственными из лавсана

Недостатки

В этом разделе не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 22 октября 2011.

Существенными недостатками ПЭТ-тары являются её относительно низкие барьерные свойства. Она пропускает кислород и углекислый газ[источник не указан 181 день], что ухудшает качество и сокращает срок хранения продукта.

ПЭТФ совершенно нестоек к действию каустической соды: как к концентрированным растворам, так и к разбавленным. Разрушение имеет в точности характер питтинговой коррозии, таким образом, толщина стенок тары не имеет значения. И наоборот, действие концентрированных растворов соляной кислоты приводит к равномерному утоньшению стенок тары, толщину которых, при определенной сноровке, можно довести до сравнимой с папиросной бумагой.

В свою очередь, фосфорная кислота разрушает ПЭТФ комбинированным образом.

Экология

Во всем мире постоянно идёт увеличение производства и потребления пластмасс, что приводит к складированию неразлагающегося мусора. При этом ПЭТФ образует основной вес в общем количестве полимерных отходов. Также он является ценным вторичным сырьем в производстве упаковочной тары, текстильной промышленности, изготовлении строительных и декоративных материалов.

В результате переработки ПЭТ-бутылок образуются хлопья, которые являются сырьём в некоторых отраслях по производству полиэфира.[4]

Сырьем для современных экологически безопасных утеплителей является ПЭТ-тара. Производство материалов из вторичного полиэтилентерефталата – производство двойного назначения. Во-первых, происходит очистка окружающей среды от пластиковой тары, которая в природе практически не разлагается. Во-вторых, производятся экологически безвредные строительные утеплительные и шумоизоляционные материалы.

В России вторичная переработка находится на начальной стадии развития, в то время, как во многих странах мира является прибыльным бизнесом.

См. также

  • Флис — ткань из полиэтилентерефталатного волокна
  • АСПЭТ — композитная арматура из полиэтилентерефталата и стекловолокна

Литература

  • A.K. van der Vegt & L.E. Govaert Polymeren, van keten tot kunstof. — 2003. — P. 279. — ISBN 90-407-2388-5
  • J. G. Speight, Norbert Adolph Lange Lange's handbook of chemistry. — edition 16. — McGraw-Hill, 2005. — С. 2.807–2.758. — P. 1000. — ISBN 0071432205
  • GESTIS| ZVG=530566| Polyethylenterephthalat, 7 November 2007

Ссылки

Примечания

dic.academic.ru

Свойства и применение полиэтилентерефталата

Полимерные материалы прочно заняли ведущие места практически во всех отраслях науки, техники и быта в современном мире. Как правило, это искусственно получаемые вещества и соединения, которые обладают определенными свойствами, отличными от натуральных материалов – повышенной плотностью и износостойкостью, прочностью и термопластичностью, легкостью и долговечностью.

Наиболее распространенным в бытовой сфере полимером является полиэтилентерефталат (ПЭТФ). Большинство из нас сталкивается с этим материалом практически каждый день, когда покупает газированную воду или другие напитки в пластиковой таре прозрачного цвета – это и есть наш ПЭТФ (на просторах бывшего Союза более привычная аббревиатура ПЭТ, а на западе и в Европе – PET).

История создания и способы получения

Первые исследования этого материала и способы его получения начались в 1935 году в Англии, а успешные результаты в области синтеза вещества были достигнуты в 1946 году. В Советском союзе полимер был впервые получен в 1946 году и назван как «лавсан» – аббревиатура от Лаборатории Высокомолекулярных Соединений Академии Наук, где он и был синтезирован.

Внешне полимер представляет собой прозрачное вещество, которое под действием высокой температуры может принимать любые формы, а при кристаллизации материал становится твердым и хрупким, меняя прозрачный цвет на матовый белый оттенок.

Производство полиэтилентерефталата до 1965 года представляло собой множество сложных стадий получения мономера – диметилтерефталата, из которого в дальнейшем путем полимеризации создавался ПЭТФ. Затем процесс получения мономера существенно сократился благодаря новым технологиям очистки терефталевой кислоты, которая является основой полимера. Современный процесс производства вещества практически не претерпел изменений по сравнению с 1965 годом, разве что стал более экономичным.

Основные свойства и характеристики

Полиэтилентерефталат, свойства которого не ограничиваются легким фесом и пластичностью, обладает следующими характеристиками:

  • не подвержен воздействию воды. Одно из основных свойств полимера, позволившее создать переворот в области производства пищевой тары для напитков, соков и других продуктов питания;
  • на материал никак не влияют органические растворители;
  • полимер плавится при температуре +260 градусов по Цельсию. Это дает широкие возможности для применения ПЭТФ в различных отраслях промышленности;
  • невысокая цена производства.

Несмотря на довольно существенные преимущества, полимер не лишен недостатков, главным из которых является пропускание ультрафиолета и выделение внутри углекислого газа. Эти процессы не позволяют использовать пластик для длительного контакта с продуктами питания, сокращая срок их хранения. Практически на любой пластиковой бутылке можно встретить надпись, рекомендующая хранить продукт в этой таре в темном месте. В Америке и Европе вся ПЭТ тара считается одноразовой и не допускается к повторному применению без переработки.

Стоит так же учесть тот факт, что по полимер не может самостоятельно разложиться в естественных условиях, что представляет угрозу для окружающей среды.

Существуют целые комбинаты по переработке этого материала, ведь новая тара, полученная путем вторичной переработки, не отличается по своим свойствам от изначального материала, что расширяет возможности использования ПЭТФ.

Существует два основных способа переработки:

  • механический. Пластик измельчают на специальных станках, превращая его в гранулы необходимого диаметра. В дальнейшем из них произведут новые изделия методом термолитья;
  • химический. В данном случае существует несколько вариантов – модификация полимера при помощи введения дополнительных компонентов для получения других материалов, получение порошкового покрытия или получение мономеров из вторичного сырья.

Отрасли применения

Уникальные физические и потребительские свойства позволили использовать полимер во многих сферах производства, науки и быта.

Полиэтилентерифтолат – свойства и применение:

  • химические волокна используют наиболее массово по сравнению с другими полимерами при производстве одежды и бытовой техники;
  • благодаря термопластичности львиная доля рынка пластиковой тары изготовлена из ПЭТФ. В первую очередь, это массовое производство бутылок для воды и напитков;
  • за счет механической прочности, пластик является превосходным армировочным материалом. Это дало широкие возможности использовать полимер в качестве дополнительной армировки шлангов, автомобильных шин, транспортерных лент;
  • прозрачные листы, которые хорошо пропускают солнечный свет, широко применяются в сельском хозяйстве или строительной сфере.

Кроме того, благодаря диэлектрическим свойствам, материал используют в качестве электроизоляции для определенных элементов – конденсаторов, реле и катушек.

Полимер в странах бывшего Союза в основном применяют для изготовления тары, в мире при производстве полиэтилентерифтолата основное его назначение – получение волокна и нитей для последующего их применения во всех доступных сферах производства.

Итоги

Всем известный пластик для бутылок со сложным названием полиэтилентерифтолат является наиболее распространенным полимером в нашем быту или на производстве. Дело не ограничивается тарой для жидкостей и контейнерами для еды – существует целая отрасль производства упаковки из этого материала для медицинской, строительной или сельскохозяйственной сферы, а изготовление современной бытовой техники или элементов одежды невозможно представить без использования ПЭТФ нитей или волокон.

polimerinfo.com

Полиэтилентерефталат (ПЭТФ, лавсан, терилен, дакрон)

Полиэтилентерефталат представляет собой полиэфир терефталевой кислоты и этиленгликоля, который можно получить из различных производных терефталевой кислоты и этиленгликоля.

В промышленности полиэтилентерефталат получают в две стадии по периодической или непрерывной схеме через ди(β-оксиэтил) терефталат:

nНО(СН2)2ООСС6Н4СОО(СН2)2ОН → [-ОСС6Н4СОО(СН2)2O-]n + nНО(СН2)2ОН

Ди(β-оксиэтил)терефталат синтезируют следующими способами:

где катализатор — амины, сульфиды, фосфины, оксиды и соли щелочных металлов и др.

Наибольшее распространение в промышленности получил первый способ. Однако в последнее время благодаря освоению производства чистой терефталевой кислоты (содержание основного вещества не менее 99,97%, 4-карбоксибензальдегида не выше 0,0025%, общее содержание металлов не выше 0,0009%) появилась возможность реализации второго способа, особенно перспективного при непрерывном способе получения полиэтилентерефталата. Экономически (более дешевое сырье) перспективен также третий способ. Поскольку ди(β-оксиэтил)терефталат легко очищается перекристаллизацией из водных растворов, более экономичным является использование для оксиэтилирования неочищенной терефталевой кислоты.

Производство полиэтилентерефталата

Технологический процесс получения полиэтилентерефталата из диметилтерефталата и этиленгликоля состоит из стадий:

  • подготовки сырья,
  • переэтерификации диметилтерефталата этиленгликолем,
  • поликонденсации дигликольтерефталата,
  • охлаждения и измельчения полимера.

В реактор 1(рис. 1), нагретый до 140 °С, загружают диметилтерефталат. Отдельно в аппарате 2 готовят раствор катализатора в этиленгликоле. Для этого этиленгликоль нагревают до 125 °С и при перемешивании вводят в него катализатор (ацетат цинка). Раствор катализатора в этиленгликоле подают в реактор 1. Нормы загрузки компонентов (масс, ч.) приведены ниже:

  • Диметилтерефталат – 80
  • Этиленгликоль – 100
  • Ацетат цинка- 0,01

Переэтерификацию проводят в токе азота или диоксида углерода при 200— 230 °С в течение 4—6 ч. Автоклав снабжен насадочной колонной 3 для разделения паров гликоля и метанола. Пары метанола охлаждаются в холодильнике 4 и собираются в приемниках 5, а возгоняющийся диметилтерефталат смывается гликолем с колец Рашига и возвращается обратно в реактор. После отгонки метанола содержимое реактора нагревают до 260—280 °С, отгоняют избыточный этиленгликоль и расплавленный продукт продавливают через металлический сетчатый фильтр 6 в реактор 7 для поликонденсации. После загрузки реактора 7 в течение 0,5—1 ч создают вакуум 2,6 гПа-(2 мм рт. ст.) для отгонки оставшейся части этиленгликоля. Поликонденсацию проводят при 280 °С в течение 3—5 ч до получения расплава заданной вязкости. Расплавленный полиэтилентерефталат сжатым азотом выдавливается через щелевое отверстие в виде пленки и подается на барабан 10, помещенный в ванну, охлаждаемую водой. Лента полиэфира поступает на рубильный станок 13 и далее на подсушку и упаковку. Молекулярная масса получаемого полиэтилентерефталата составляет 15 000—30 000.

Для утилизации отходов производства полиэтилентерефталат разлагают деструктирующими агентами: водой, щелочью, метанолом, гликолем, гидразином. При метанолизе полиэтилентерефталата под давлением 2,7 МПа в течение 3—6 ч при 280 °С образуется диметилтерефталат с 80% выходом. Расщепление отходов полиэтилентерефталата при нагревании его с этиленгликолем до олигомеров или ди(β-оксиэтил)терефталата можно успешно осуществить за 30—40 мин, проводя процесс в присутствии катализатора [например, 0,5% (масс.) карбоната или ацетата цинка]. Полученные мономеры могут снова использоваться для производства полимера.

Термостабилизирующее действие на полиэтилентерефталат оказывает добавка к нему фосфорной кислоты, эфиров фосфорной кислоты, n-изобаронилфенола и некоторых других веществ.

Свойства и применение полиэтилентерефталата

Расплавленный полиэтилентерефталат представляет собой прозрачную высоковязкую слегка желтоватую жидкость (100 Па·с при 280 °С), превращающуюся при быстром охлаждении в прозрачное твердое вещество, устойчивое до 80 °С. Выше этой температуры полимер кристаллизуется. Температура плавления полиэтилентерефталата 265 °С, плотность 1380 кг/м3. Полиэтилентерефталат —малогидрофильное соединение. При выдерживании в воде при 25 °С в течение недели он поглощает менее 0,5% воды. При этом его механические свойства практически не меняются. Полиэтилентерефталат стоек (даже при повышенных температурах) к действию таких растворителей, как этилацетат, ацетон, ксилол, диоксан, ледяная уксусная кислота. Он растворяется в фенолах, хлорированных фенолах, трифторуксусной кислоте, дифенилоксиде, концентрированной серной кислоте. При длительном воздействии щелочи разрушают полиэфир. Особенно сильно действует концентрированный раствор аммиака. Полиэтилентерефталат устойчив к действию моли и микроорганизмов.

Из полиэтилентерефталата вырабатывают пленку, волокна, монолитные изделия. В промышленности пленку получают методом экструзии. Для создания заданных прочностных характеристик аморфную пленку подвергают двухосной ориентации, выдерживая в растянутом состоянии при повышенной температуре определенное время. Этим достигается кристаллизация полимера и стабилизация его механических показателей. Пленки, волокна и другие изделия из полиэтилентерефталата обладают высокой прочностью. Однако она существенно ниже потенциально возможной, заложенной строением этого полимера. Так, при теоретических значениях прочности и модуля упругости волокон из полиэтилентерефталата, равных 24 000 МПа и 140 000 МПа соответственно, достигнутые показатели составляют всего лишь 1300 МПа и 25 000 МПа. Проводятся работы по дальнейшему увеличению упруго-прочностных свойств полиэтилентерефталата, как за счет реализации технологических процессов изготовления изделий, активно влияющих на совершенствование его физической структуры, так и за счет создания более совершенной, минимально разнозвенной химической структуры.

Ниже приведены некоторые физико-механические и диэлектрические свойства ориентированной пленки из полиэтилентерефталата:

  • Разрушающее напряжение при растяжении, МПа:100—180;
  • Модуль упругости при растяжении, МПа: 2900—3800;
  • Относительное удлинение при разрыве, %:Не менее 50;
  • Ударная вязкость, кДж/м2: 70—90;
  • Сопротивление многократному изгибу, число циклов: >20000;
  • Морозостойкость, °С: —155;
  • Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом·см:1016—1019;
  • Тангенс угла диэлектрических потерь при 60 Гц:0,002;
  • Диэлектрическая проницаемость при 60 Гц: 3,1—3,2;
  • Электрическая прочность при 20 °С, кВ/мм, не менее:140;

Полиэтилентерефталат способен выдерживать длительное нагревание при 150 °С, не изменяя существенно своей прочности. Полиэтилентерефталатная пленка является высококачественным электроизоляционным материалом. Из металлизированной пленки изготавливают портативные конденсаторы. Пленка применяется для изоляции в электрических машинах, для звукозаписи, упаковки, теплоизоляции трубопроводов, как основа фотопленки и т. д. Полиэтилентерефталат широко применяется для изготовления синтетических волокон. Волокна из полиэтилентерефталата, выпускаемые в СССР под названием «лавсан», в Англии — «терилен», в США — «дакрон», обладают высокой механической прочностью. По прочности лавсан не уступает полиамидным волокнам. Изделия из него в 2—3 раза устойчивее к сминанию, чем шерстяные, они имеют хорошую светостойкость. Из лавсана получают всевозможные ткани для одежды, электроизоляции, драпировочные ткани. Его используют для изготовления веревок, канатов, корда, парусов, сетей, транспортерных лент, ремней, пожарных рукавов, фильтровальных тканей, брезента.

Свойства полиэтилентерефталата могут быть модифицированы введением в процессе синтеза в качестве сомономеров производных алифатических и ароматических дикарбоновых кислот, оксикислот, полиалкиленгликолей, разветвленных диолов, замещенных аминов и т. п. Так, волокна из полиэтилентерефталата, модифицированного диметиладипинатом, диметилгексагидротерефталатом отличаются большей прочностью, меньшей ползучестью, большей устойчивостью к многократным деформациям.

Введение в состав полиэтилентерефталата остатков адипиновой, изофталевой, n-оксиэтоксибензойной кислоты существенно улучшает накрашиваемость полимера.

mplast.by

Химические свойства и область применения полиэтилентерефталата (стр. 1 из 3)

Содержание

Введение

1. История получения полиэтилентерефталата

2. Строение полиэтилентерефталата

3. Разновидности полиэтилентерефталата

4. Получение полиэтилентерефталата

5. Физические свойства

6. Химические свойства

7. Применение

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Полиэтилентерефталат (ПЭТФ , ПЭТ )- термопластик, наиболее распространённый представитель класса полиэфиров, известен под разными фирменными названиями: полиэфир, лавсан или полиэстер.

Пластики на основе полиэтилентерефталата называются ПЭТФ (в российской традиции) либо PET/ПЭТ (в англоязычных странах). В настоящее время в русском языке употребляются оба сокращения, однако когда речь идет о полимере, чаще используется название ПЭТФ, а когда об изделиях из него — ПЭТ.

Международный знак ПЭТ.

Я считаю, что выбранная мной тема является актуальной постольку, поскольку в настоящее время полиэтилентерефталат нашел широкое применение в производстве волокон, пищевых плёнок и пластиков, представляющих одно из важнейших направлений в полимерной индустрии и смежных отраслях. Область применения полиэфиров:

· самое массовое из всех видов химических волокон для бытовых целей (одежда) и техники;

· ёмкости для жидких продуктов питания, особенно ёмкости (бутылки) для различных напитков;

· основной материал для армирования автомобильных шин, транспортерных лент, шлангов высоко давления и других резинотехнических изделий;

· чрезвычайно важный современный материал для носителей информации — основа всех современных фото-, кино- и рентгеновских плёнок; основа носителей информации в компьютерной технике (гибкие диски — дискеты, или «флоппи-диски»), основа магнитных лент для аудио-, видео - и другой записывающей техники;

· пластик для ответственных видов изделий в различных отраслях машиностроения, электро- и радиотехнике;

· листовой материал, прозрачный для солнечных лучей (в том числе и УФ) и устойчивый к воздействиям окружающей среды, используемый в сельском хозяйстве и строительстве.

1. История получения полиэтилентерефталата

Исследования по полиэтилентерефталату и полиэфирным волокнам были начаты в Великобритании Уинфилдом (J. R. Whinfield) и Диксоном (G. T. Dickson), работавшими в это время в фирме Calico Printers Association Ltd, в период, начиная с 1935 г . Заявки на основополагающие патенты по синтезу волокнообразующего полиэтилентерефталата были поданы и зарегистрированы 29 июля 1941 г. и 23 августа 1943 г., но только в 1946 г. эти патенты были опубликованы.

В дальнейшем, приобретя эти патенты, фирмы Imperial Chemical Industries Ltd. (ICI) и E. I. Du Pont de Nemours & Co на их основе разработали усовершенствованные технологические процессы получения полиэтилентерефталата и волокон из него. Производство полиэфирных волокон было начато в Англии (волокно терилен — 1947—1951 гг. в большом опытном масштабе и в 1953—1955 гг. в промышленном масштабе) и США (волокно дакрон — 1953—1955 гг. в промышленном масштабе).

В СССР (в России) научные исследования в области синтеза полиэтилентерефталата были начаты под руководством акад. В. В. Коршака в 1949 г. в Лаборатории высокомолекулярных соединений Академии наук СССР.

В СССР полиэтилентерефталат и получаемое из него волокно называли лавсаном, в честь места разработки — ЛАборатории Высокомолекулярных Соединений Академии Наук . Аналогичные волоконные материалы, изготавливаемые в других странах, получили другие названия: терилен (Великобритания), дакрон (США), тергал (Франция), тревира (ФРГ), теторон (Япония), полиэстер, мелинекс, милар Tecapet («Текапэт») и Tecadur («Текадур» (Германия) и т. д.

Разработка промышленной технологии синтеза полиэтилентерефталата и получения волокон были развернуты во ВНИИ искусственных волокон (г. Мытищи, под Москвой) под руководством проф. Б. В. Петухова и проф. Э. М. Айзенштейна (при большом содействии проф. А. А. Конкина — зам. директора по НИР, а затем директора ВНИИВа), а в 1956 г. здесь же был начат опытный выпуск волокон лавсан. .[1]

2. Строение полиэтилентерефталата

Полиэтилентерефталат является продуктом поликонденсации терефталевой кислоты (OH)-(CO)-C6h5-(CO)-(OH) и моноэтиленгликоля (OH)-C2h5-(OH). В процессе поликонденсации образуется линейная молекула полиэтилентерефталата [-O-(Ch3)2-O-(CO)-C6h5-(CO)-] n и вода. Молекулярная масса полиэтилентерефталата 20-40 тыс.

ФениленоваягруппаC6h5 в основной цепи придает жесткость скелету молекулы полиэтилентерефталата и повышает температуру стеклования и температуру плавления полимерного материала. Регулярность строения полимерной цепи повышает способность к кристаллизации полиэтилентерефталата, которая в значительной степени определяет механические свойства и которой можно управлять, поскольку степень кристалличности полиэтилентерефталата зависит от способа его получения и обработки.

Возможность управления кристалличностью полиэтилентерефталата существенно расширяет спектр его применения. Так, например, подвергая аморфный ПЭТ двухосному растяжению при температуре выше температуры стеклования для создания кристалличности, получают материал с замечательными барьерными свойствами для изготовления бутылок для газированных напитков.

Максимальная степень кристалличности неориентированного полиэтилентерефталата - 40-45%, ориентированного - 60-65%.[2]

Структура полиэтилентерефталата обусловливает его особенности, а именно: прочность относительно механического воздействия (в том числе ударопрочность), устойчивость к агрессивной химической среде, великолепная эластичность, как холодном, так и в нагретом состоянии. [3]

3. Разновидности полиэтилентерефталата

Кроме самого полиэтилентерефталата также существует Полиэтилентерефталат-гликоль (ПЭТГ) - высокоударопрочный листовой пластик из полиэтилентерефталата с добавлением гликоля (по международному обозначению PET-G). Благодаря модифицированию, ПЭТГ при нагреве не кристаллизуется, что делает возможным более глубокую вытяжку при термоформовании. При этом ПЭТГ не теряет свои основные свойства: ударопрочность и прозрачность. К основным свойствам относятся: ударопрочность, высокая химическая и УФ-устойчивость, отличные оптические свойства, повышенная влагоустойчивость, пожаробезопасность, возможность обработки всеми известными способами механически и вручную. Может подвергаться склеиванию, изгибанию и изменению формы посредством термовакуумформования.

Применяется в качестве: витрин, торгового оборудования, сувенирной и печатной продукции, защитных стекол, производства упаковок, системы уличного освещения, оформления бензо/ газоправочных станций, медицинского оборудования. [4]

4. Получение полиэтилентерефталата

Полиэтилентерефталат (ПЭТФ) является полимером пара-(тере)фталевой кислоты и этиленгликоля. Он может быть получен тремя способами: 1) из хлорангидрида терефталевой кислоты и гликоля в среде инертного растворителя, в присутствии щелочного катализатора; 2) при полиэтери-фикации терефталевой кислоты и гликоля, взятого в избытке, в присутствии катализаторов этерификации; 3) переэтерификацией диметилтерефталата этиленгликолем с последующей поликонденсацией образовавшегося дигликольтерефталата.

Первые два способа не нашли широкого применения из-за ограниченности сырьевых ресурсов (хлорангидрида терефталевой кислоты) и трудности проведения процесса, осложняющегося тем, что терефталевая кислота не плавится (возгоняется при 300° С) и не растворяется в этиленгликоле.

В промышленности наибольшее распространение получил последний способ. [14]

Полиэтилентерефталат получают поликонденсацией кристаллической терефталевой кислоты или ее диметилового эфира с жидким этиленгликолем по периодической или непрерывной схеме в две стадии : этерификации терефталевой и изофталевой кислот этиленгликолем и поликонденсации в присутствии катализатора — триоксида сурьмы.

По технико-экономическим показателям преимущество имеет непрерывный процесс получения полиэтилентерефталата из кислоты и этиленгликоля. Этерификацию кислоты этиленгликолем (молярное соотношение компонентов от 1:1,2 до 1:1,5) проводят при 240-270 °С и давлении 0,1-0,2 МПа.

Полученную смесь бис-(2-гидроксиэтил)терефталата с его олигомерами подвергают поликонденсации в нескольких последовательно расположенных аппаратах, снабженных мешалками, при постепенном повышении температуры от 270 до 300 °С и снижении давления от 6600 до 66 Па.[5]

Первая стадия, поликонденсация, включает в себя несколько последовательных процессов. Во-первых, это смешение всех компонентов: основного сырья, различных добавок, необходимых катализаторов и др. Во-вторых, следующим этапом производства полиэтилентерефталата является этерификация, представляющая собой процесс, характеризующийся получением сложных эфиров из различных спиртов и кислот.

Два таких смежных процесса, как предполиконденсация и непосредственно поликонденсация объединяются на одном этапе. Здесь осуществляется синтез полимеров, который сопровождается выделением побочных продуктов реакции (низкомолекулярные соединения). Заключительным моментом первой стадии производства полиэтилентерефталата является процесс гранулирования. Из аморфного полимера, обладающего низкой степенью вязкости получают бесцветные гранулы.

Вторая стадия получения ПЭТ, характерная для классической технологии производства этого материала, является твердофазной дополиконденсацией. Процесс представляет собой последовательное охлаждение и нагревание полученных гранул. Они нагреваются до высоких температур, что способствует повышению молекулярной массы продукта и, как следствие, увеличение степени вязкости полимера.[6]

mirznanii.com

Все о полиэтилентерефталате

Полиэтилентерефталат — это синтетический линейный жесткоцепной термопластичный полимер, принадлежащий к классу полиэфиров.

ПЭТФ является продуктом поликонденсации терефталевой кислоты (OH)-(CO)-C6h5-(CO)-(OH) и моноэтиленгликоля (OH)-C2h5-(OH).

Химическая и физическая структура ПЭТ определяет возможность плотной упаковки макромолекул, и, соответственно, способность к кристаллизации. В зависимости от способа получения полимера и скорости охлаждения расплава, при переработке возможно получение изделий из полиэтилентерефталата с различной степенью кристалличности: от стеклообразного аморфного при резком охлаждении, до кристаллического при медленном охлаждении.

Основные свойства ПЭТ материалов

  •  Высокие барьерные свойства и низкая газопроницаемость;
  •  Стойкость к воздействию жиров и минеральных кислот;
  •  Высокая прозрачность в аморфном состоянии (сопоставимая со стеклом);
  •  Высокая ударопрочность (90кДж/м2) в широком диапазоне температур;
  •  Низкий коэффициент влагопоглощения;
  •  Легкое окрашивание в массе;
  •  Возможность нанесения высококачественной печати.

История разработки полиэтилентерефталата

Появлением материала ПЭТ, мир обязан английским химикам Джону Уинфилду (John Whintfild) и Джеймсу Диксону (James Dixon), которые, работая в компании Calico Printers Association, в 1935 году начали разработки по полиэфирным волокнам. Заявки на патенты ими были поданы в июле 1941 и августе 1943 года, однако, военная обстановка приостановила внедрение этого изобретения.

Компании ICI (Imperial Chemical Industries, Англия) и DuPont (США) на основе патентов Уинфилда усовершенствовали технологические процессы получения полиэтилентерефталата и волокон из него. Нужно отметить, что обе компании еще с 20-х годов проводили собственные разработки в этом направлении, но не успели подойти к самому открытию. В 1955 году эти компании начали производство полиэфирных волокон в промышленном масштабе. Первые полиэфирные волокна были названы Терилен (ICI) и Дакрон (Dupont). Компания ICI разработала технологию производства ПЭТ-пленок.

Первоначально ПЭТ считался неподходящим полимером для термопластичного формования из-за хрупкости толстых сечений, которые кристаллизовались после расплавления. Однако в 1966 году были введены марки ПЭТ, которые оказались подходящими для литьевого формования и экструзии. Используемые сейчас материалы из ПЭТ получили признание, благодаря своими механическими, химическими, электрическими свойствами и своей необычной способностью существовать как в аморфном, так и в кристаллическом состоянии. Способность к кристаллизации находится в пределах от 0 до 60 %.

Производство ПЭТ- материалов

Основными компонентами для изготовления полиэтилентерефталата является терефталевая кислота (ТФК) и моноэтиленгликоль (МЭГ). Для получения материала  бутылочного назначения добавляется изофталевая кислота и диэтиленгликоль.

Лидерами по количеству установленного промышленного оборудования для производства ПЭТ материалов являются компании Zimmer AG (Германия), Inventa-Fischer (Германия), Eastman Chemical (США) и Chemtex (США). Все компании имеют собственные ноу-хау производственного процесса, но в общих чертах он состоит из следующих этапов:

1. Непрерывная полимеризация расплава, в результате которой получается полимер низкой вязкости (0.60-0.66 dl/g). Во время этого этапа происходит этерефикация терефталевой и изофталевой кислот моноэтиленгликолем, а затем поликонденсация в присутствии катализатора. Из зоны реакции удаляют наиболее легколетучие компоненты: при этерефикации – воду, а при поликонденсации – этиленгликоль.

2. Твердофазная поликонденсация, в результате которой получается полимер высокой вязкости (0.76-0.85 dl/g). Во время этого этапа происходит кристаллизация материала.

Конечным продуктом, который получают переработчики ПЭТ, являются гранулы белого цвета. Они абсолютно безвредны и транспортируются в общем порядке в полимеровозах или в мешках (биг-бэгах).

Применение полиэтилентерефталатов

ПЭТ материал, вернее волокна, пленки и пластики на его основе играют огромную роль в жизни любого современного человека. Широкий ряд применений возможен благодаря исключительному балансу возможностей ПЭТ и тому, что в готовом изделии степень кристалличности и уровень ориентации можно контролировать. ПЭТ материалы незаменимы при изготовлении аудио, видео и рентгеновских пленок, автомобильных шин, бутылок для напитков, пленок с высокими барьерными свойствами, волокон для тканей.

Области применения ПЭТ и значение характеристической вязкости, dl/g
 Двухосноориентированные пленки
 Листы для вакуум-формования
 Преформы и полимерная тара раздувом

Структура сфер применения ПЭТ материалов различна в зависимости от региона. Например, в России около 90% ПЭТ гранул используется для изготовления ПЭТ- преформ, из которых в дальнейшем выдуваются бутылки. Крайне неразвитым остается производство полиэфирных волокон и  пленочных материалов.

Общемировая тенденция совершенно отлична от российской. Свыше 60% мирового потребления ПЭТ гранулята используется для изготовления полиэфирных волокон, которые в свою очередь применяются для изготовления тканей. Около 25% используется для изготовления пэт-преформ (бутылок). Остальная часть используется в пленочных и других специализированных отраслях. 

С появлением пластиковых бутылок из полиэтилентерефталата (ПЭТ), впервые представленных компанией DuPont около 30 лет назад, коренным образом изменилась ситуация на мировом рынке упаковки для напитков. Новая технология позволила товаропроизводителю совместить изготовление тары с процедурой розлива продукта и ощутимо снизить расходы на транспортировку (на завод поставляются небольшие по размеру ПЭТ-преформы, из которых потом выдуваются готовые бутылки.)

Ввиду высоких потребительских свойств тары, изготовленной из ПЭТ, использование этого материала в производстве упаковки для напитков и пищевых продуктов, неуклонно растет. ПЭТ тара в настоящее время активно вытесняет такие традиционные виды сырья для упаковки, как стекло и картон.

Экологичность ПЭТ

Экологичность этого материала до сих пор вызывает споры. Материал безвреден при непродолжительном хранении в нем продуктов без нагрева, так как только в этом случае можно гарантировать отсутствие миграции токсичных веществ в пищу. ПЭТ не растворяется в воде и слабых растворах кислот, т.е. он инертен к окружающей природной среде. То есть упаковка будет десятилетиями храниться на свалке в первозданном виде. Можно ли это считать экологичностью?

При этом использованная тара (как и другая продукция) из ПЭТ легко может быть подвергнута вторичной переработке, что уже успешно делается в Европе и США. В странах СНГ в этом направлении только делаются первые робкие шаги, хотя ПЭТ является действительно уникальным материалом по возможностям его вторичной переработки практически до первоначальных характеристик.  Вторичная механическая переработка ПЭТ позволяет делать кровельные материалы, упаковочную ленту, листы, пластиковую плитку и т.п. Вторичный ПЭТ можно использовать в качестве сырья при производстве клеёв, эмалей. Отходы ПЭТ производства (брак, технологические отходы) после переработки на 100% находят своих потребителей. Сложные и дорогостоящие технологии поликонденсации «бутылка-в-бутылку» окупаются за 3-4 года.

engitime.ru

ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТ - это... Что такое ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТ?

  • полиэтилентерефталат — полиэтилентерефталат …   Орфографический словарь-справочник

  • Полиэтилентерефталат — Полиэтилентерефталат …   Википедия

  • Полиэтилентерефталат — используется для производства упаковки косметических и фармацевтических средств, практически всех видов пищевых продуктов: сыпучих, пастообразных, жидких, в частности упаковки для растительного масла, газированных напитков и воды, а также для… …   Официальная терминология

  • ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТ — ПОЛИЭФИРАКРИЛАТЫ то же, что олигоэфиракрилаты …   Большой Энциклопедический словарь

  • полиэтилентерефталат — сущ., кол во синонимов: 3 • диэлектрик (11) • лавсан (2) • полимер (77) Словарь син …   Словарь синонимов

  • полиэтилентерефталат — ПЭТФ Сложный полиэфир терефталевой кислоты и этиленгликоля. [ГОСТ 24888 81] Тематики полимерные и др. материалы Обобщающие термины полимеры Синонимы ПЭТФ EN poly (ethylene terephthalate) DE Polyäthylenterephtalat FR poly (ethylene téréphtalate) …   Справочник технического переводчика

  • Полиэтилентерефталат — – это искусственный материал, сложный полиэфир. Примечание. В России выпускается под названием лавсан, за рубежом – майлар, терилен. Изготавливают шестерни, кронштейны, канаты, ремни, ткани, пленки и др.  [ГОСТ 3.1109 – 82]… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Полиэтилентерефталат —                  сложный полиэфир, получаемый поликонденсацией терефталевой кислоты (или её диметилового эфира) с этиленгликолем (См. Этиленгликоль).          П. твёрдое вещество белого цвета без запаха, молекулярная масса 20 40 тыс.,… …   Большая советская энциклопедия

  • полиэтилентерефталат — [ СН2СН2OC(O)С6Н4OC(O) ]n, синтетический полимер, продукт поликонденсации этиленгликоля с терефталевой кислотой; твердое бесцветное вещество. Прочен, износостоек, хороший диэлектрик. Применяется главным образом в производстве полиэфирного волокна …   Энциклопедический словарь

  • полиэтилентерефталат — polietilentereftalatas statusas T sritis chemija formulė Formulę žr. priede. priedas( ai) Grafinis formatas atitikmenys: angl. poly(ethylene terephtalate) rus. полиэтилентерефталат ryšiai: sinonimas – poli(oksietilenoksitereftaloilas) …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТ — кристаллизующийся полиэфир ф лы I, мол. м. (20 50) …   Химическая энциклопедия

dic.academic.ru


Смотрите также