聚酯瓶专用切片技术开发进展□袁宝庆 钱明球 传统聚酯切片制造的聚酯瓶存在阻隔性差的缺点，因而往往容易
传统聚酯切片制造的聚酯瓶存在阻隔性差的缺点，因而往往容易使饮料的保鲜期缩短。此外，由于传统的聚酯瓶用切片耐热性不理想，制瓶后容易产生厚坯和浇口（铸口）结雾等问题。为了解决上述问题，多年来，世界各地的许多聚酯瓶切片生产厂家开发了新技术，其中有通过降低聚酯结晶速率来克服瓶结雾的方法；有采用间苯二甲酸（IPA）取代部分PTA，以提高制瓶切片加工性能的方法；有采用1，4-环己烷二甲醇（CHDM）取代部分EG，提高瓶子光泽和透明度的方法。 为降低瓶用聚酯切片的结晶速率，克服聚酯瓶结雾，可通过降低
为降低瓶用聚酯切片的结晶速率，克服聚酯瓶结雾，可通过降低分子量，改进催化体系，添加第三组分进行共聚等方法来实现。瓶用聚酯切片的特性粘度（分子量）对分子结晶速度有较大的影响，通常随着特性粘度增高而使结晶速率常数（k）加大，同样不同催化体系也具有不同的结晶速率。 添加少量IPA可降低共聚酯的结晶速率和结晶度，使无定形程度
添加少量IPA可降低共聚酯的结晶速率和结晶度，使无定形程度提高，并使取向特性和玻璃化温度（Tg）降低。据报道，通过此法制造的食品包装瓶用聚酯是1种很有发展前途的产品，现已被美国药物管理局列入联邦食品法规中。 添加二甘醇（DEG）、新戊四醇（NPG）和CHDM均可起到降低结晶
添加二甘醇（DEG）、新戊四醇（NPG）和CHDM均可起到降低结晶速率的作用，但如果DEG含量较高，将会影响瓶用聚酯切片的性能。尽管NPG可有效地降低瓶用聚酯切片结晶速率，可是它与EG沸点接近（差10℃），在合成工艺中分离回收困难，因而只有采用CHDM取代部分EG进行改性，以提高聚酯瓶的光泽和透明度。在聚酯改性中，以CHDM全部取代EG成为均聚聚对苯二甲酸环己烷二甲酯（PCT），部分取代则成为CHDM改性共聚酯。后者随着CHDM添加量的增加，结晶速率显著下降；而且随着玻璃化温度的提高，也将会使结晶速率降低。经上述方法制得的瓶用聚酯型坯，即使加热较长时间也不易产生结雾，从而为聚酯瓶的光泽和高透明性创造了有利条件。 1.PETG 6763共聚酯
1.PETG 6763共聚酯 PETG 6763共聚酯是伊士曼公司研发的1种添加CHDM的改性瓶
PETG 6763共聚酯是伊士曼公司研发的1种添加CHDM的改性瓶用共聚酯。其熔点为211℃，特性粘度为0.7±0.2，在聚酯瓶用切片特性粘度范围，由于该聚酯克服了传统聚酯树脂成型困难的难题，因而可广泛地应用于聚酯容器（瓶）。 PETG 6763共聚酯主要特点是：熔点较低，使成型温度下降60℃；
PETG 6763共聚酯主要特点是：熔点较低，使成型温度下降60℃；熔体粘度高，有利于挤出吹塑成型，适合通用的挤出吹瓶设备加工；提高了树脂加工过程中对热和水的稳定性，放宽对树脂干燥要求，可以在通常的干燥设备上完成树脂干燥；吹塑而成的聚酯瓶无内应力，可在65～70℃长期使用；由于在取向过程中不产生结晶作用，因而，由其制成的聚酯瓶阻隔性则不如可取向结晶的聚酯瓶好。 2.PET 9921聚酯
2.PET 9921聚酯 PET 9921是伊士曼公司推出的第二代瓶用聚酯。据报道，由于
PET 9921是伊士曼公司推出的第二代瓶用聚酯。据报道，由于切片中，添加了适量的CHDM，从而有效地降低了结晶速率和熔点，扩大了加工范围，在保持基本工艺、取向特性和聚酯均聚物性能的情况下，能够使厚型瓶坯的结晶可能性变小。它的特性粘度为0.80，其拉伸性能相当于特性粘度0.76的聚酯均聚物。通常可根据加工制品对树脂性能的需要，来确定CHDM的添加量。当然如果CHDM含量增加，共聚酯的结晶趋势将会进一步降低，并会改变其分子的取向特性。 PET 9921瓶用聚酯通常还可以与其他阻隔性聚合物共用，以改
PET 9921瓶用聚酯通常还可以与其他阻隔性聚合物共用，以改进其阻隔性能，采用该树脂制成的聚酯瓶主要用于包装长期保存的饮料和食品。由于有较好的热成型性能，因而可采用PVC热成型设备进行加工。此外，还可以采用添加某种改性聚酯进行共混的方法来改善结晶性和透明性。 3.聚萘二甲酸乙二醇酯
3.聚萘二甲酸乙二醇酯 为提高聚酯瓶切片的阻隔性、耐热性，目前国外一些大公司还分
为提高聚酯瓶切片的阻隔性、耐热性，目前国外一些大公司还分别开发了采用热定型工艺，增大聚酯瓶切片的结晶度，促使聚酯的玻璃化温度随结晶度的增加而提高，从而起到进一步提高聚酯瓶切片耐热的温度，如 SIDEL（法国）、KRUPP（德国）、SIPA（意大利）等公司目前大都已采用开发的多种热定型工艺，从而使聚酯瓶的热灌装温度提高到95℃。此外，一些公司还通过在聚酯熔体中加入一定比例的耐热有机材料的方法，如与聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或无机纳米材料进行共混，从而有效地提高了聚酯瓶切片的耐热性能。 聚萘二甲酸乙二醇酯是1种新型聚酯树脂。该材料制成的聚酯
聚萘二甲酸乙二醇酯是1种新型聚酯树脂。该材料制成的聚酯瓶，与普通聚酯材料制成的瓶不同，其透明度高，气味吸收率小，耐化学药品性强，耐水解，气体透过率低，阻隔性能好约是传统聚酯瓶的5倍，抗冲击强度比传统聚酯瓶高出50%，对二氧化碳的阻隔性也优于传统的聚酯瓶。因而特别适用于啤酒的灌装。但该类聚酯瓶的价格昂贵，因而单独使用成本较高，于是市场上出现了许多PET与PEN共混的聚酯瓶产品。目前欧美国家已有许多的啤酒制造商开始大量地采用PET/PEN共混聚酯制成的复合聚酯瓶来灌装啤酒。据报道，近年来PET/PEN复合啤酒瓶已经在美国洛杉矶、迈阿密等7座城市销售，预计每年约有高达3亿只的销量，其市场发展潜力很大，预计今后这种复合聚酯瓶将会在啤酒饮料的包装领域中扮演重要的角色。 4.纳米复合聚酯
4.纳米复合聚酯 在传统聚酯中，通过添加无机类纳米材料所制成的纳米复合聚
在传统聚酯中，通过添加无机类纳米材料所制成的纳米复合聚酯，其各项性能均明显优于普通瓶用聚酯。纳米复合聚酯具有强度高、阻隔性好、耐热、耐磨、比重轻等优异性能，故它将有望成为今后制造高品位聚酯瓶包装容器的重要生产材料。纳米复合聚酯材料的技术含量极高，特别适合用于啤酒瓶。目前欧美、日本等发达国家都在积极研发这种新型聚酯材料，并取得了重大的技术突破。我国在纳米复合聚酯研发方面已处于世界前列，国内一些公司都在积极开展该类产品的开发。燕山石化公司是国内率先开展纳米聚酯研发的生产厂家。该公司于1996年就与中科院化学所合作开发出纳米复合聚酯材料，并于2000年完成了中试放大实验，2001年已在200L中试装置上开始小批量生产纳米复合聚酯。目前，该公司正在加紧进行用于啤酒热灌装的纳米复合聚酯瓶的研制和工业化生产的前期准备工作。 5.NG3工艺技术
5.NG3工艺技术 NG3工艺技术是美国杜邦公司近期开发成功的新一代专门用于聚
NG3工艺技术是美国杜邦公司近期开发成功的新一代专门用于聚酯瓶片生产工艺技术。目前，生产商们正积极开展工艺技术的开发和创新，如将聚酯短纤生产线改造成可以生产聚酯瓶片的柔性生产装置；有的公司还通过技术创新，改进生产工艺，进一步提高了装置的生产效率。 NG3与传统的高粘度聚酯瓶片生产工艺不同，可直接实现由低粘
NG3与传统的高粘度聚酯瓶片生产工艺不同，可直接实现由低粘度聚酯中间体至高粘度聚酯瓶片的在线生产。由NG3工艺生产的高粘度聚酯瓶片具有独特的晶体结构和所需的机械强度，由于该晶体结构对制造高粘度聚酯最终产品非常重要，能够使低粘度聚酯中间体在直接固相缩聚之前，有效地减少结晶度和晶体结构所需的设备和时间，从而有效地缩短了生产工艺流程，降低了投资成本，并大幅度地提升企业的盈利能力。 传统工艺的最大缺点是需要采用真空缩聚、乙二醇回收、切片制
传统工艺的最大缺点是需要采用真空缩聚、乙二醇回收、切片制造工序、切片输送、高粘度聚合控制等系统； NG3工艺为两釜流程，只需经过酯化反应（其反应时间约为90min）和聚合反应（其反应时间约为20min），即可制得特性粘度为0.82的聚酯瓶片。由于NG3工艺大幅提升了生产效率，与常规工艺相比，NG3工艺投资成本约比传统工艺低25%，生产成本比传统工艺的最低水平还低40%。 由于NG3工艺缩短了工艺流程，建设投资成本降低；由于节省了
由于NG3工艺缩短了工艺流程，建设投资成本降低；由于节省了许多生产设备，因而使设备费用及电能消耗减少，使生产成本大幅降低；产量提高。 此外，NG3工艺可根据市场需要进行产品更新。采用NG3工艺生
此外，NG3工艺可根据市场需要进行产品更新。采用NG3工艺生产的聚酯瓶片具有以下一些特点：乙醛含量仅为其他方法的1/3；分子量分布较窄，故其加工性能好；由于为线性分子排列，因而注模成瓶后强度高；制成的聚酯瓶透明度与光泽度均优于常规工艺生产的聚酯瓶；与常规工艺生产的聚酯相比，环状三聚体和齐聚物含量降低了50%，因而，适用于热灌装聚酯瓶、碳酸饮料瓶和纯净水瓶等包装容器的生产。对500ml纯净水瓶来讲，采用NG3工艺生产的聚酯能使瓶子的注模成形周期缩短0.5～1min，尤其是在生产2L碳酸饮料瓶时优势十分明显，使产能相应增加3%～6%。此外，采用NG3工艺生产的聚酯完全符合美国FDA和欧盟药品和食品卫生标准，并且产品质量超过了可口可乐公司和百事可乐公司颁布的卫生标准要求。