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机械-聚酯瓶——改性技术的概况

发布时间:2021-10-26 10:21:46 阅读: 来源:二氧化氯发生器厂家
机械-聚酯瓶——改性技术的概况

摘要:本文概述了PET瓶无定形碳涂技术,等离子涂层技术、氧化硅涂层技术、纳米碳涂技术等改性技术。 关键词:碳涂等离子氧化硅纳米碳 我国是啤酒生产大国,2000年啤酒产量已突破2140万吨,居世界第2位。我国也是世界啤酒销售大国,从1993年起1直保持着世界第2大啤酒销售国的地位,2001年瓶装啤酒上市量高达188亿瓶。据专家预测,今年啤酒销售量将突破2300多万吨,2005年将到达2600万吨,2010年将到达3250万吨。因此,研究高性能塑料瓶特别是聚酯饮用瓶就具有10分重要的意义。 高性能塑料瓶1直是食品界和包装界寻求的完善目标。在聚酯饮用瓶中,聚对苯2甲酸乙2醇酯(PET)是饮料包装领域的首选材料和主要原材料,具有透明性,化学性质稳定,阻隔性相对较好,质轻价廉和可回收利用等多种优点,因此利用广泛,但作为啤酒瓶,PET的气体阻隔性仍不够高。1改性聚酯瓶概况 高性能包装是塑料包装的基本要素。因此,对包装材料改性,就可以够大大提高包装材料的性能,图1即为1例,包装容器变形前后大不相同,得到很大改进。聚酯的阻隔性能,需要加以改性,其中聚酯饮用瓶采取表面纳米涂层法改性是最重要的、最行之有效的方法之1。因此,不断提高聚酯瓶的气体阻隔性是啤酒塑料化包装的1个主要研究方向,其利用亦在不断增加如何处理征地拆迁纠纷,其中表面纳米涂层法是研究最广、投人最多的新工艺技术,如今已成为提高聚酯瓶的气体阻隔性的重要手段。 食品界、包装界的1些研究开发公司认为,高阻隔性PET瓶将很快出现在市场上,起初将用于较贵的高级啤酒瓶市场,有专家认为,在1—2年内,塑料包装就将大量进入啤酒市场,国外已商品化或早已试销的塑料啤酒瓶已初露锋芒,据不完全统计什么样的房子法院能强拆,欧洲PET包装市场中啤酒包装占已由1997年的0.4%提高到2002年的1.7%。 有关专家预计,到2005年全球用于生产塑料啤酒瓶的PET。将到达100万吨以上,北美洲将成为世界最大的市场,可达25万吨之上,亚太地区次之,可达23.5万吨。到2007年,欧洲啤酒包装用PET将到达84.1万吨(占有份额为3.7%)。美国商务/包装开发协会总裁Gordon Boekner先生认为,用于包装果汁、茶类和运动饮料的高阻隔PET瓶已从1996年的28亿只增加到2000年的84亿只,高阻隔PET瓶长时间增长的市场领地还有速溶咖啡、蕃茄汁等现在农村养猪强拆有补助吗。他说,1996年总用量36亿只的95%为玻璃容器,而到2000年高阻隔PET瓶占了50%的份额。因此可知,包装用PET聚酯树脂增长速度之1斑。2无定形碳涂层改性技术 无定形纳米碳涂覆技术(ACTIS)是法国HDEL公司开发的,这是1种新的纳米碳涂覆技术型高阻隔处理技术。新技术方法要点是使等离子化乙炔,在PET瓶内壁凝聚淀积,构成1层高度氢化的非晶态碳的、均匀的、纳米固态微薄薄膜、厚度为20~150nm。 采取Actis工艺处理的:PET瓶,较普通PET瓶的隔氧性能效果提高30倍,对CO2的阻透性提高7倍多,防乙醛的渗人性提高了6倍。用这类:PET瓶装啤酒贮存6个月后,碳酸气损失率仅为6%,比目前啤酒工业标准的10%碳酸气损失率还低。 该涂层对食品的安全性已通过欧盟安全机构认可,并获美国FDA批准用于食品包装。ACTIS工艺处理的:PET、瓶在回收利用上具有很强的优势。由于涂层材料用量小,且结构类似于聚合物,因此用回收的ACTIS瓶制造的纤维,其物理性能和色泽均无影响。与其他未经表面涂复的原料混合使用,不会影响终究包装的特性和转化处理进程。据报道,法国Sidel公司生产的第1批种生产设备.ACTIS20,每小时可处理10000个0.6L的聚酯PET、瓶,设备已销往美国、日本、澳大利亚、欧盟等国,市场前景10分良好。3等离子涂层改性技术 聚酯(PLYESTER)——是20世纪包装行业最伟大的发明。对聚酯而言,采取表面纳米涂层法改性是最重要的——最行之有效的方法之1。它采取各种高阻透性涂料和各种涂覆技术,在PET瓶的内外表面构成很薄的阻透涂层,隔绝气体的进出,改进透气性能(参见表1),以到达食品保鲜长货架寿命的目的,利用日渐广泛。 在各种表面技术涂覆方法中,最具有市场潜力的是等离子体纳米涂覆技术,它也是现代开发的热门。等离子体纳米表面处理研究起于20世纪末期,它是1种真空干式处理工艺,具有操作简便、清洁、高效、安全无污染等优点,能满足环保的要求。等离子体表面处理的涂层厚度为纳米级,在使材料界面物理性能得到显著改进的同时,确保材料基体不会遭到不良影响。4氧化硅涂层改性技术 据最新资料报道,美国COCA—COLA公司与德国埃森大学、德国Krones公司及Leybold系统公司4方合作,开发了提高阻透性的“氧化硅纳米处理PET瓶”技术。该技术是在高真空等离子状态下,采取SiOx作真空物理蒸气淀积处理,处理层在PET瓶的外部。据报道称,用此工艺处理的PET瓶可提高阻透性4倍,延长货架期最少6个月,而且不影响啤酒的气味。据德国:Krones公司称,该法的处理工艺费用比使用:PEN瓶或多层瓶更加经济实惠。该公司与Leybold公司合作已在德国的1家可口可乐公司的灌装厂家安装了1条生产线投入使用。 另外,据外电报道,瑞士Tetra Pak包装公司开发了1种在PET瓶内壁等离子涂覆纳米SiOx涂层的技术,该工艺可在瓶内壁构成1层厚度为50~100纳米的玻璃状阻透涂层。用这类瓶子灌装啤酒或果汁,货架期可延长到12个月。该系统每小时可处理18000个2L以下的PE3、瓶,并已在瑞典的Spendrups公司利用,市场前景10分良好。5钻石型碳涂层改性技术 据日刊最近报道,日本日精ASB公司与日本麒麟啤酒公司、3菱商社及YOUTEC公司通力合作,共同合作开发出钻石型纳米碳涂复工艺(DLC)。该DLC工艺采取高频真空放电,使离子碳和氢在PET瓶内表面构成厚度为20~40nm、类似钻石碳结构的精细涂层。该PEAT瓶对氧气阻透性比普通PET。瓶提高20多倍,对CO2的阻透性提高7倍,对水汽的阻透性提高8倍,耐紫外线能力也有较大提高。该纳米涂层不但透明度高,涂层不容易龟裂,而且耐酸碱性能好。这几家公司正在合作开发工业化生产设备,并计划首先向东南亚市场推行。6其他涂层改性技术 据不完全报道,意大利的Sipa公司开发了1种环氧聚氨酯外涂层PET瓶。该工艺选用美国PPG公司的环氧聚氨酯阻透涂料,构成光亮的耐磨性、耐划伤阻透涂层。瑞士Instant表面技术公司开发了1种可在大气压下等离子涂覆技术,使阻透层沉积于PET瓶内壁。据称,该技术无需昂贵的设备,简化了涂覆进程,并且涂覆后的PET瓶较普通瓶隔氧性提高了10倍。另外,瑞士Tetrs Pak公司还推出了1项阻透涂覆新技术,用1种PET瓶,通过对阻透层厚度的调解到达希望的阻透效果。阻透层采取的是陶氏DOW化学公司的热塑性环氧树脂,既有较高的透明性又有极好的气体阻隔性能。 最近,美国杜邦聚酯(DU PONT)公司开发了1种新的两段式外涂覆技术,使PET瓶对02及CO2的阻透性可提高30倍,且底涂层可用水分离,材料回收10分方便,是优美的绿色包装。杜邦公司开发的另外1项被称为“透明的铝”的外涂覆技术,可使PET瓶的阻透性提高30~40倍,该技术已接近于商业化。 虽然如此,但是表面涂覆技术提高的涂层阻隔性能,可能会遭到瓶子表面积的影响。另外,内涂层则存在对食品的安全性问题,必须经过安全机构认证。另外,部分涂层的韧性欠佳,其中SiOx涂层较脆、易剖落;而其他方法也存在着或多或少的问题,还须进1步提高。 总而言之,今后我们包装世界还有很长的路要走,有大量的工作要做,以此开发纳米表面涂复新工艺,全面提高饮用聚酯瓶的性能。(文:王芳 韩虞梅)