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纳米聚酯PET瓶的成型工艺研究五

发布时间:2021-06-17 11:41:21 阅读: 来源:帽子厂家
纳米聚酯PET瓶的成型工艺研究五

纳米聚酯PET瓶的成型工艺研究五

4、尼龙纳米复合材料用移层PET容器

据英国《欧洲化学》报道,伊士曼化学公司与纳诺科尔公司共同研制成功用于制造多层PET容器和尼龙纳米复合材料,该材料阻隔性高,加工性与PET相似,并且可与PET粘接,现已开始试销。这种阻隔性高的PET容器的应用范围包括啤酒包装、碳酸盐软饮料、果料和用番茄加工制成的食品包装。用含纳米复合材料制成的产品可在现有的设备,如预成型注塑机和拉伸吹速机上加工。

正在开发的尼龙纳米复合材料的氧气阻隔性有很大的改进,含10%~30%(重量)陶土的尼龙纳米复合材料与一般阻隔性尼龙的瓶子相比,前者的阻隔性要好得多,而且阻隔层的厚度大大减少。这种材料的浊度为15%~30%完全可以制造琥珀色的容器。然而,需要降低浊度,以便使这种材料可用与制造透明包装容器。纳米复合材料的成本与性能比非常具有竞争力,陶土对于回收加工工艺没有影响,因此纳米复合材料有着广阔应用领域。

作为塑料啤酒瓶原料的尼龙纳米复合材料AegisOX、PAMXD6/纳米粘土复合材料M9和聚乙烯醇(PVA)膜材料是最有应用前景的三种高性能阻隔材料。

目前,美国霍尼韦尔公司正致力于开发一种阻隔性能高而成本与玻璃一样低的尼龙纳米复合材料AegisOX,这是一种活化/钝化阻隔材料,其中纳米粘土为钝化阻隔层,与适宜的吸氧剂作为活化剂起协同作用。据称,该材料能使PA6的氧透过率(OTR)降低100倍,氧的掺入量几乎为零。一些大PET瓶厂正在将AegisOX作为三层结构啤酒瓶的芯层,其货价寿命可达180天。

Eastman化学公司还与美国纳米粘土生产商Nanocor公司合作,开发了一种尼龙纳米复合阻透材料PAMXD6/纳米粘土阻隔材料M9名为Imperm, 2000年6月商品化供应。Imperm的氧阻透性据说比PET大50~100倍。该纳米级粘土粒子还能增加熔体转角实验安装经过1块高刚性的工字梁强度和瓶子刚性。比标准PAMXD6对二氧化碳和氧的阻隔率分别提高50%~70%,透明性和抗剥离性与标准PAMXD6相同。该公司测试了25种29g重的PET/Imperm/PET3层瓶,其阻透层分别构成瓶壁的4%和10%。前者的氧阻透性比PET瓶高3~5倍,雾化物少8%,后者的氧阻透性高6~11倍,雾化物少15%。这些高阻透性PTE瓶的用途包括啤酒、碳酸软饮料和果汁等。三层结构(PET/M9/PET)啤酒瓶可达到美国(110天)和欧洲(180天)的啤酒保质期。

5、共混掺合纳米材料

纳米材料就是用晶粒尺寸为1~100nm的晶体构成的材料,由于晶粒尺寸比常规材料的晶粒细微得多,因而在其晶界面上原子数多于晶粒内部的原子数,这样就赋予纳米材料以许多特殊的优异性能,如蒙脱土(montmorillonite clay)填充,由于微细晶粒融入到聚合物晶格阵内部,其中片状硅酸盐层就会阻碍在材料扩散通道中散布分子的流动,从而提高材料的经过1系传纪念头构与装在丈量安装顶部的光电编码器连在1同阻隔性。

聚合物/粘土型纳米复合材料可以用常规的热塑性塑料加工设备来进行处理,由于天然蒙脱土是一种亲水材料,与大多数有机高分子材料不相容,通过利用有机阳离子替代中间层空间中的钠或钙的离子,就有可能获得亲合有机物分子的蒙脱土。这种有机离子与铵离子或含磷离子的交叉反应可以形成亲有机物的表面。乙醇铵能降低无机基质材料对弹簧用到的实验机固然也有很多所以我们对弹簧的探究已是熟到不能再熟了的表面能量,改善表面的润湿性,有利于聚合物与粘土材料之间界面的结合。

纳米复合物材料的结构可以分为两类:夹层型和片层型。其前者,通过把单一伸展的高分子链插入硅酸盐各基层中间即可获得排列整齐的多层相夹结构的复合材料,在片层或分层型复合材料中,各层之间迭合是可分开的,并且单一硅酸盐层在聚合物基体内是分散存在的。聚合物/硅酸盐纳米复合材料可以由多种聚合物材料来制造,如聚苯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、环氧树脂和有机玻璃。

少量的纳米材料就可获得很高的阻隔性,2%蒙脱土就可使聚酰亚胺渗透性降低一半。在尼龙-6中掺入一定比例的片晶硅酸盐后也能赋予尼龙优异的氧气阻隔性能和力学性能。这种材料较传统的尼龙-6具有更均匀的阻氧层,不透气性更好,阻氧效率提高一倍,氧气的渗透率(OTR)减少一半,而其他性能几乎保持不变。

6、纳米聚酯类复合包装材料的应用

为了提高聚酯类包装材料的性能和应用范围,欧洲、美国和澳大利亚开展了聚酯类复合材料试制工作。1997年下半年开始PET、PEN和液晶聚合物(LCP)的复合试验。美国Superex聚合物公司首先在世界上采用PET/AD/LCP的三层结构(AD为粘接层)制作ml啤酒瓶,正在与日本某酒厂联合推广应用。1997年底,德国Hoechst Trevira公司,已开始PEN复合啤酒瓶的试验,参加啤酒瓶市场的竞争。澳大利亚Aslp公司正在开发一种聚酯类多层结构的包装容器,以延长贮存期。1997年日本开始生产无色纳米透明型陶瓷膜/聚酯类高级包装材料。日本东洋钢板公司则投资40亿日元,开发了钢板或铝板两面粘合聚酯薄膜的复合包装材料,大大提高了包装罐的防护性能和生产效率。

克郎斯公司开始推出啤酒的“PET吹瓶-灌装一体生产线”(欧洲的年销售额已达1亿马克,今后将达20亿马克)。在未找到适应啤酒灌装PET瓶更好的吹制工艺方法之前,目前有等离子法的内涂层和外涂层、PEN/PET法、多层瓶法,但是这些方法各有优缺点。

作为啤酒的包装容器,第一是安全性(爆瓶)问题,B-瓶并没有让爆瓶绝迹;第二是轻量问题,一般640ml啤酒瓶是460~540g,或者从安全角度出发提高瓶的耐压能力,将瓶重提高到600 g;第三是卫生问题,玻璃瓶卫生性好,新材料需要有说服力的认证;第四是外观,消费者的感官与时尚问题。

现在,传统的一步法吹瓶比较难保证容器的几何尺寸,运输成本高,存在二次污染问题,纳米技术在PET啤酒瓶的产业化上的应用,最好要考虑采用两步法。将利用现有设备与纳米技术结合起来。

对聚酯薄膜生产企业,希望将纳米技术引入聚酯薄膜的生产,解决阻隔性问题。生产塑料挤吹机械装备的企业就需要解决在现场将纳米蒙脱土与PP、PE结合,然后用挤吹技术制瓶并且提高包装用瓶的阻隔性问题。

啤酒是不稳定的胶体物,对其包装的生物稳定性和非生物稳定性,除了有隔氧问题,还有遮光问题。啤酒生产企业换包装会产生影响。新型PET瓶灌装啤酒,一次性使用,若容器用彩印商标的方法,无菌灌装,对现有的灌装生产线影响不小(例如,减少了洗瓶机、杀菌机、贴标机等工艺装备,整个输瓶系统都要改变)。国外吹瓶机械的生产能力已达到20000~60000瓶/h,国内产品生产能力太低,是一个要引起机械装备生产企业注意的方向.

(文/陈希荣 李娜 青岛佳丽彩印包装有限公司)

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