一种PET打包带成型的新工艺

温耀贤,许乾慰,姜 健

(1.上海新三花塑料公司,上海201702;2.教育部先进土木工程材料实验室,上海200092; 3.上海三狮塑料公司,上海200032)

0 引言

PET树脂(聚对苯二甲酸乙二醇酯)是一种高性能工程塑料,具有较好的耐候性、尺寸稳定性、耐磨性。用挤出单向拉伸工艺生产的打包带具有极高的力学性能及极低的蠕变性。随着我国塑料工业、食品及包装业的发展,其使用量和应用范围都在急剧的扩展[1]。

1 新旧工艺对比

PET是吸湿性聚合物,它会快速地吸收空气中的湿气。例如:经过完全干燥的PET树脂,若与相对湿度为35%～40%的空气接触12 min,其含湿量就会达到0.5%。残留在物料中的微量水分在PET加热成型过程中,使树脂产生水降解,特性粘度(IV)下降,从而导致制品力学性能下降。因此,不论是PET新料或废旧塑料,成型前必须进行严格、有效的干燥去湿处理。一般的PET打包带成型前,采用下述工艺流程:

上海自立塑料制品有限公司采用的PET的干燥去湿需配置高效率的干燥去湿设备,使物料在80℃～120℃条件下,干燥4～6 h。其能耗占到PET打包带生产线全过程能耗的30%～40%。若加上该工序所占用的作业时间、人力,就使打包带生产成本大大提高。

新工艺的技术关键是采用平行同向双螺杆挤出机,并在挤出机料筒处设置真空排气装置。PET物料可在未干燥条件下,直接加入挤出机;而物料在混炼塑化过程中,同步将物料中的水分及低相对分子质量的挥发物,通过真空排气装置,排除出挤出机,进入气体冷却装置。PET物料在挤出过程中逐步排除水分,提高熔体黏度(IV);同样,还可通过真空排气装置,调节熔体的含湿量,从而使熔体特征黏度(IV)保持稳定。PET的含湿量与特性黏度(IV)的关系,如表1所示。

表1 PET含湿塑化量与特性粘度(IV)关系Tab.1 Relations between wet plasticized content and intrinsic viscosity

新工艺可取得如下效果:

(1)明显降低生产线的能耗约30%～40%。

(2)可采用未经干燥去湿处理的 PET树脂、废PET工业制品(如非瓶坯、废打包带、废PET片等)粉碎片料、经粗处理的废弃 PET碎片,直接投入挤出机生产PET打包带。从而形成PET塑料的循环利用,对发展循环经济,减少废塑料对环境的污染具有重要意义。

(3)PET为无毒害聚合物。它在受热挤出成型及拉伸过程中,不会产生聚合物降解,排放单体及有害气体。因此,其生产全过程无有害气体产生。采用新工艺后,聚合物残留的微量水分也被真空排气装置抽出分离,并被水冷却箱内的水吸收。这样,生产车间就更安全、更环保。

(4)采用新工艺,既使物料不经干燥其残留在物料内的水分也在熔融挤出过程中逐渐去除,而使PET树脂黏度(IV)逐渐增大,制品的力学性能也得到提高。经检测,即使用废PET切片生产的打包带,也能达到ASTM规定的性能指标,如表2所示。

表2 废PET切片生产的打包带的性能指标Tab.2 Properties of waste PET bind belt

[1] 格诺斯公司.MRS实现PET片材加工高能效[J].中国塑料橡胶,2009(9):50-55.