PET塑料的改性及应用探析

卢 勇

（金邦达有限公司，广东 珠海 519070）

1 PET材料

PET 是英文Polyethylene terephthalate 的缩写，中文全称为聚对苯二甲酸乙二醇酯，它的颜色通常是浅黄或者乳白色，性状为高度结晶的聚合物化学物质，一般包括聚对苯二甲酸丁二酯PBT、聚对苯二甲酸乙二酯PET 2 种，属于热塑性聚酯材料，是饱和反应后形成的缩聚物。PET 材料主要应用在各种瓶级外壳、聚酯型的薄膜，如胶卷、包装，还有化纤材质等，当然在机械电子工业中，一些电子装置、电路、汽车等之处，作为化工复合材料，PET 可以有多种改性方式。

2 PET塑料的性能特点

PET 塑料有以下优势，首先是耐热性好，塑料制品不同于金属，容易因为高温表示热变形，特别是工程塑料应用领域多为高温下，PET 通过改性后，可以在250 ℃的焊锡浴中浸泡长达10 s，不会产生性状的改变，因此锡焊类的电路及电子部件比较适用。其次是机械性能好，PET 材料的弯曲强度高达200 MPa，弹性模量超过4 000 MPa，同时该材料耐疲劳耐变形，有着超高的表面硬度，属于典型的机械性能高的热固性塑料。最后是性价比高，在进行PET 材料的生产时，需要用的乙二醇这种材料，但对其要求不高，价格只有PBT 材料所用到的一半，所以这种材料及其改性的工程塑料在同类塑料中价格最低，性价比最高。当然PET 材料也有其缺点，由于其分子中含有酯键，因此如果遇到强酸碱以及潮湿水蒸气时，容易分解，也就是对环境较为敏感，此外材料制作时结晶的速度慢，不容易成型，因此生产周期容易增长。

3 PET塑料的改性方法

从20 世纪至今，化工行业采取了多种方法来进行PET 的改性，改性的方式也较多，通过填充、混合其他物质，采取添加辅助促进剂等物质，来改善PET 材料原有的缺陷，提高其物理、化学性能，使其更耐热耐腐蚀耐湿度，从而可以运用在更多场合。

3.1 玻璃纤维改性PET

采用玻璃纤维（GF）来对PET 材料进行改性，由于其粒子直径为微米级别，比纳米材料更优，因此在高分子材料的填充中运用较多。

3.2 PET的填充改性

填充的方法是PET 改性中较为常见的方法，采用与其他聚合物进行融合，将2 种不同基体性质的物质进行无机组分，从而提高材料的性能和质量，在高分子聚合物中较为多见。

3.3 纳米粒子改性PET

当前，采用纳米粒子对PET 复合材料进行改性的方式，在我国比较常见，也被广泛运用。通常使用的材料是黏土来对PET 改性，方法主要为插层聚合，最终可以改性出PET／clay型的纳米复合材料。使用黏土可以让材料在改性时结晶速度更快，特别是黏土含量为5 wt%时，改性的PET 复合材料可以提高20 ℃～50 ℃的热变形温度，此外，弹性模量也增加了2 倍以上。

3.4 PET的共混改性

共混改性就是把PET 材料同其他材料进行混合，首先要保证各种材料比例是精准的，同时熔融的温度也要确定，使其在外力的作用下形成新的聚合物。共混改性必须保证其他材料与PET 互有相容性，这点十分重要，在反应前可以通过反应挤出的技术、相容性技术，来得出这些材料的分子之间是否相容，再进行适当配比共混[1]。

3.5 聚酯改性PET

PBT 材料在工程塑料中属于较为优质的化纤产品，它的整体性能比PET 略胜一筹，同时具有极佳的韧性，但是流动性和耐热性不佳，且造价较高。由于这2 种塑料在化学结构上比较接近，因此可以很好地相容，通常可以共混改性，从而得到性价比俱佳的工程塑料。聚酯改性的PET 共混物，在强度以及刚度等物理性能上很好，同时化学性能及热固性很好，光泽度也很好。在改性反应时，共混物中可以加0.5%的滑石粉为成核剂，使其具有更好的收缩率，材料抗冲击性能也更佳。在我国，北京化工研究院高分子应用所已经成功研究出聚酯改性PET 的合金工程塑料系列产品。

3.6 聚烯烃改性PET

由于聚烯烃相关的材料与PET 在化学结构上差异很大，因此相容性不高，但是PE 材质可以很好地改善PET 的抗冲击性，因此必须采取一定的增容方法来提高二者的相容性，譬如在PET 与DPE 共混时，通过EVA 和EAA 体系的加入来提高冲击性能，再如PET 和PP 共混时，可以加入5%的SEBS 来提高其耐热性和抗敏感性，再以PET 与PS 二者的共混改性为例，它们也并不相容，研究人员将苯乙烯与丙烯 酸缩水甘油酯共聚物也就是P（S-GMA）当作相溶剂，可以得到力学性能很好的PET 改性材料。

3.7 弹性体增韧改性PET

使用ABS 对PET 进行共混改性，由于前者具有很好的韧性，因此可以很好地提高材料的冲击强度，二者虽然不相容，但是在共混时，塑性变形较大，二者在反应时相互牵制，使得改性的材料具有很好的强度及收缩率[2]。

4 改性PET塑料的应用

4.1 在各行业的应用

4.1.1 薄膜片材

薄膜在各个需要外包装的场合都会用到，比如药物、食品这些对防护要求极高且材料必须无毒无害的，还有一些仪器上的光学材料、电子电器的元部件、高档的纺织材料，此外在影像行业运用也较多，比如电影的胶片、医学用的胶片、计算机行业中的软盘、录音录像的保存胶带，最后还有电气行业中的电容器的外膜、电路板中的软膜材料、电子装置的开关以及一些绝缘材料。

4.1.2 包装瓶的应用

包装塑料是当前最常用的塑料，比如一些食用油、酸奶、化妆品、调味料、饮料以及酒，都会用到PET 材质的塑料制品。

4.1.3 电子电器

改性PET 塑料可以制造各类电子电器，对于当前电子化的市场十分重要，比如电子电路的外壳、电容器中的塑料、电视机内部塑料配件、熔断器上的塑料装置。此外，在家电中，比如一些豆浆机、灯具、美容美发器材，其中用到的外壳和耐高温的塑料都是由PET 改性塑料制成的[3]。

4.1.4 汽车配件

汽车配件中有很多具有合金性质的合成塑料，PET 改性塑料可以通过增强抗冲击性和提高弹性模量来提高力学性能和稳定性，且光泽度和外观十分美观，因此被广泛运用。比如汽车的方向盘、门把手、后视镜以及一些温度较高的地方比如放热孔、发热线圈处以及空调的出风口部位。

4.2 专属增黏增韧剂的应用

PET 材料专属增黏增韧剂的应用，可以大大提高材料的各项性能，根据原理的不同和加工方法的不同，分为PET、PETG增黏增韧剂2 种，主要作用在于增加材料的黏度和韧性，同时不影响材料的透明度和颜色，使其高低温下也能成型。此外，该技术的应用可以使回料、废料恢复到新料的性能水平，在聚酯纤维化工产品中，这种材质会成为一个较为领先的技术[4]。

5 结语

总而言之，PET 材料在化工塑料中，由于它优良的综合性能，在各种塑料制品领域中都有所运用，但它也有一定的局限性，例如较难结晶，随着反应的变化，材料晶体结构容易不均匀导致最终成品质量较差，这些都需要对PET 进行化学改性，使其更好地运用。