PET塑料的改性及應(yīng)用探析

盧 勇

（金邦達有限公司，廣東 珠海 519070）

1 PET材料

PET 是英文Polyethylene terephthalate 的縮寫，中文全稱為聚對苯二甲酸乙二醇酯，它的顏色通常是淺黃或者乳白色，性狀為高度結(jié)晶的聚合物化學(xué)物質(zhì)，一般包括聚對苯二甲酸丁二酯PBT、聚對苯二甲酸乙二酯PET 2 種，屬于熱塑性聚酯材料，是飽和反應(yīng)后形成的縮聚物。PET 材料主要應(yīng)用在各種瓶級外殼、聚酯型的薄膜，如膠卷、包裝，還有化纖材質(zhì)等，當(dāng)然在機械電子工業(yè)中，一些電子裝置、電路、汽車等之處，作為化工復(fù)合材料，PET 可以有多種改性方式。

2 PET塑料的性能特點

PET 塑料有以下優(yōu)勢，首先是耐熱性好，塑料制品不同于金屬，容易因為高溫表示熱變形，特別是工程塑料應(yīng)用領(lǐng)域多為高溫下，PET 通過改性后，可以在250 ℃的焊錫浴中浸泡長達10 s，不會產(chǎn)生性狀的改變，因此錫焊類的電路及電子部件比較適用。其次是機械性能好，PET 材料的彎曲強度高達200 MPa，彈性模量超過4 000 MPa，同時該材料耐疲勞耐變形，有著超高的表面硬度，屬于典型的機械性能高的熱固性塑料。最后是性價比高，在進行PET 材料的生產(chǎn)時，需要用的乙二醇這種材料，但對其要求不高，價格只有PBT 材料所用到的一半，所以這種材料及其改性的工程塑料在同類塑料中價格最低，性價比最高。當(dāng)然PET 材料也有其缺點，由于其分子中含有酯鍵，因此如果遇到強酸堿以及潮濕水蒸氣時，容易分解，也就是對環(huán)境較為敏感，此外材料制作時結(jié)晶的速度慢，不容易成型，因此生產(chǎn)周期容易增長。

3 PET塑料的改性方法

從20 世紀至今，化工行業(yè)采取了多種方法來進行PET 的改性，改性的方式也較多，通過填充、混合其他物質(zhì)，采取添加輔助促進劑等物質(zhì)，來改善PET 材料原有的缺陷，提高其物理、化學(xué)性能，使其更耐熱耐腐蝕耐濕度，從而可以運用在更多場合。

3.1 玻璃纖維改性PET

采用玻璃纖維（GF）來對PET 材料進行改性，由于其粒子直徑為微米級別，比納米材料更優(yōu)，因此在高分子材料的填充中運用較多。

3.2 PET的填充改性

填充的方法是PET 改性中較為常見的方法，采用與其他聚合物進行融合，將2 種不同基體性質(zhì)的物質(zhì)進行無機組分，從而提高材料的性能和質(zhì)量，在高分子聚合物中較為多見。

3.3 納米粒子改性PET

當(dāng)前，采用納米粒子對PET 復(fù)合材料進行改性的方式，在我國比較常見，也被廣泛運用。通常使用的材料是黏土來對PET 改性，方法主要為插層聚合，最終可以改性出PET／clay型的納米復(fù)合材料。使用黏土可以讓材料在改性時結(jié)晶速度更快，特別是黏土含量為5 wt%時，改性的PET 復(fù)合材料可以提高20 ℃～50 ℃的熱變形溫度，此外，彈性模量也增加了2 倍以上。

3.4 PET的共混改性

共混改性就是把PET 材料同其他材料進行混合，首先要保證各種材料比例是精準(zhǔn)的，同時熔融的溫度也要確定，使其在外力的作用下形成新的聚合物。共混改性必須保證其他材料與PET 互有相容性，這點十分重要，在反應(yīng)前可以通過反應(yīng)擠出的技術(shù)、相容性技術(shù)，來得出這些材料的分子之間是否相容，再進行適當(dāng)配比共混[1]。

3.5 聚酯改性PET

PBT 材料在工程塑料中屬于較為優(yōu)質(zhì)的化纖產(chǎn)品，它的整體性能比PET 略勝一籌，同時具有極佳的韌性，但是流動性和耐熱性不佳，且造價較高。由于這2 種塑料在化學(xué)結(jié)構(gòu)上比較接近，因此可以很好地相容，通?？梢怨不旄男?，從而得到性價比俱佳的工程塑料。聚酯改性的PET 共混物，在強度以及剛度等物理性能上很好，同時化學(xué)性能及熱固性很好，光澤度也很好。在改性反應(yīng)時，共混物中可以加0.5%的滑石粉為成核劑，使其具有更好的收縮率，材料抗沖擊性能也更佳。在我國，北京化工研究院高分子應(yīng)用所已經(jīng)成功研究出聚酯改性PET 的合金工程塑料系列產(chǎn)品。

3.6 聚烯烴改性PET

由于聚烯烴相關(guān)的材料與PET 在化學(xué)結(jié)構(gòu)上差異很大，因此相容性不高，但是PE 材質(zhì)可以很好地改善PET 的抗沖擊性，因此必須采取一定的增容方法來提高二者的相容性，譬如在PET 與DPE 共混時，通過EVA 和EAA 體系的加入來提高沖擊性能，再如PET 和PP 共混時，可以加入5%的SEBS 來提高其耐熱性和抗敏感性，再以PET 與PS 二者的共混改性為例，它們也并不相容，研究人員將苯乙烯與丙烯 酸縮水甘油酯共聚物也就是P（S-GMA）當(dāng)作相溶劑，可以得到力學(xué)性能很好的PET 改性材料。

3.7 彈性體增韌改性PET

使用ABS 對PET 進行共混改性，由于前者具有很好的韌性，因此可以很好地提高材料的沖擊強度，二者雖然不相容，但是在共混時，塑性變形較大，二者在反應(yīng)時相互牽制，使得改性的材料具有很好的強度及收縮率[2]。

4 改性PET塑料的應(yīng)用

4.1 在各行業(yè)的應(yīng)用

4.1.1 薄膜片材

薄膜在各個需要外包裝的場合都會用到，比如藥物、食品這些對防護要求極高且材料必須無毒無害的，還有一些儀器上的光學(xué)材料、電子電器的元部件、高檔的紡織材料，此外在影像行業(yè)運用也較多，比如電影的膠片、醫(yī)學(xué)用的膠片、計算機行業(yè)中的軟盤、錄音錄像的保存膠帶，最后還有電氣行業(yè)中的電容器的外膜、電路板中的軟膜材料、電子裝置的開關(guān)以及一些絕緣材料。

4.1.2 包裝瓶的應(yīng)用

包裝塑料是當(dāng)前最常用的塑料，比如一些食用油、酸奶、化妝品、調(diào)味料、飲料以及酒，都會用到PET 材質(zhì)的塑料制品。

4.1.3 電子電器

改性PET 塑料可以制造各類電子電器，對于當(dāng)前電子化的市場十分重要，比如電子電路的外殼、電容器中的塑料、電視機內(nèi)部塑料配件、熔斷器上的塑料裝置。此外，在家電中，比如一些豆?jié){機、燈具、美容美發(fā)器材，其中用到的外殼和耐高溫的塑料都是由PET 改性塑料制成的[3]。

4.1.4 汽車配件

汽車配件中有很多具有合金性質(zhì)的合成塑料，PET 改性塑料可以通過增強抗沖擊性和提高彈性模量來提高力學(xué)性能和穩(wěn)定性，且光澤度和外觀十分美觀，因此被廣泛運用。比如汽車的方向盤、門把手、后視鏡以及一些溫度較高的地方比如放熱孔、發(fā)熱線圈處以及空調(diào)的出風(fēng)口部位。

4.2 專屬增黏增韌劑的應(yīng)用

PET 材料專屬增黏增韌劑的應(yīng)用，可以大大提高材料的各項性能，根據(jù)原理的不同和加工方法的不同，分為PET、PETG增黏增韌劑2 種，主要作用在于增加材料的黏度和韌性，同時不影響材料的透明度和顏色，使其高低溫下也能成型。此外，該技術(shù)的應(yīng)用可以使回料、廢料恢復(fù)到新料的性能水平，在聚酯纖維化工產(chǎn)品中，這種材質(zhì)會成為一個較為領(lǐng)先的技術(shù)[4]。

5 結(jié)語

總而言之，PET 材料在化工塑料中，由于它優(yōu)良的綜合性能，在各種塑料制品領(lǐng)域中都有所運用，但它也有一定的局限性，例如較難結(jié)晶，隨著反應(yīng)的變化，材料晶體結(jié)構(gòu)容易不均勻?qū)е伦罱K成品質(zhì)量較差，這些都需要對PET 進行化學(xué)改性，使其更好地運用。