폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)는 화학식 (C10H8O4)n으로, 디메틸 테레프탈레이트와 에틸렌 글리콜의 에스테르 교환 또는 테레프탈산과 에틸렌 글리콜의 에스테르화로 디하이드록시에틸 테레프탈레이트를 합성한 다음, 폴리축합하여 얻습니다. 이것은 결정성 포화 폴리에스테르로, 유백색 또는 연한 노란색, 매끄럽고 광택이 나는 표면을 가진 고결정성 폴리머입니다. 이것은 생활에서 흔한 수지이며 APET, RPET 및 PETG로 나눌 수 있습니다.
넓은 온도 범위에서 우수한 물리적, 기계적 특성을 가지며 작동 온도는 120°C에 도달할 수 있으며 전기 절연성이 우수합니다. 고온, 고주파에서도 전기적 특성은 여전히 좋지만 코로나 저항성이 낮고 크리프 저항성, 피로 저항성, 마찰 저항성 및 치수 안정성이 모두 매우 좋습니다.
개요
| 이름 | 폴리에틸렌 테레프탈레이트(줄여서 PET) |
|---|---|
| 별칭 | 폴리에틸렌 테레 프탈레이트 |
| CAS 번호 | 25038-59-9 |
| 녹는 점 | 250-255 ° C |
폴리에틸렌 테레프탈레이트는 가장 중요한 유형의 열가소성 폴리에스터로, 일반적으로 폴리에스터 수지로 알려져 있습니다. 디메틸 테레프탈레이트와 에틸렌 글리콜의 에스테르 교환 또는 테레프탈산과 에틸렌 글리콜의 에스테르화로 디하이드록시에틸 테레프탈레이트를 합성한 다음, 중축합 반응을 통해 만들어집니다. 함께 PBT, 이를 총칭하여 열가소성 폴리에스테르 또는 포화 폴리에스테르라고 합니다.
1946년 영국에서 PET 제조에 대한 첫 번째 특허를 공개했습니다. 1949년 영국의 ICI사가 파일럿 테스트를 완료했습니다. 그러나 미국 듀폰사가 특허를 인수한 후 1953년 생산 시설을 설립하여 세계 최초로 산업 생산을 달성했습니다. 초기에는 PET가 거의 대부분 합성 섬유(중국에서는 폴리에스터, 다크론이라고 함)에 사용되었습니다. 1980년대 이후 PET는 엔지니어링 플라스틱으로 획기적인 발전을 이루었고 핵제와 결정화 촉진제가 잇따라 개발되었습니다. 현재 PET와 PBT는 열가소성 폴리에스터로 XNUMX대 주요 엔지니어링 플라스틱.
PET는 섬유등급 폴리에스터 칩과 비섬유등급 폴리에스터 칩으로 구분됩니다. ① 섬유등급 폴리에스터는 폴리에스터 스테이플 파이버와 폴리에스터 필라멘트를 만드는 데 사용되며, 폴리에스터 섬유 회사가 섬유 및 관련 제품을 가공하는 원료입니다. 폴리에스테르는 화학섬유 중 가장 다양한 종류의 섬유입니다. ② 비섬유등급 폴리에스터는 병, 필름 등에 사용되며 포장산업, 전자, 의료, 건설, 자동차 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 그 중 포장재는 폴리에스터 비섬유 응용 분야 중 가장 큰 분야이며, PET 분야에서도 가장 빠르게 성장하는 분야입니다.
섬유로 널리 사용되며 엔지니어링 플라스틱 수지는 비엔지니어링 플라스틱 등급과 엔지니어링 플라스틱 등급의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 비엔지니어링 플라스틱 등급은 주로 병, 필름, 시트, 베이킹 방지 식품 용기 등에 사용됩니다.
PET는 유백색 또는 연한 노란색의 고결정성 폴리머로 매끄럽고 광택이 나는 표면을 가지고 있습니다. 광범위한 온도 범위에서 우수한 물리적 및 기계적 특성을 가지고 있으며 작동 온도는 120°C에 도달할 수 있습니다. 우수한 전기 절연성을 가지고 있습니다. 고온 및 고주파에서도 전기적 특성은 여전히 좋지만 코로나 저항이 낮고 크립 저항성, 피로 저항성, 마찰 저항성 및 치수 안정성이 모두 매우 좋습니다. PET는 에스테르 결합을 가지고 있어 강산, 강알칼리 및 수증기의 작용으로 분해됩니다. 유기 용매에 강하고 내후성이 좋습니다. 단점은 결정화 속도가 느리고 성형이 어렵고 성형 온도가 높고 생산 주기가 길고 충격 저항성이 낮다는 것입니다. 일반적으로 보강, 충진을 통해 가공성과 물리적 특성이 향상됩니다. 혼합 및 기타 방법. 유리섬유 강화의 효과는 명확하고 수지의 강성, 내열성, 내화학성, 전기적 특성 및 내후성이 향상됩니다. 그러나 결정화 속도가 느리다는 단점은 여전히 개선이 필요하며 핵제 및 결정화 촉진제를 추가할 수 있습니다. 난연제 및 난연성 드립핑제를 추가하면 PET의 난연성과 자기 소화 특성을 향상시킬 수 있습니다.
장점
- 기계적 성질이 좋고, 충격강도가 다른 필름에 비해 3~5배 높으며, 내절곡성이 좋습니다.
- 오일, 지방, 묽은 산, 묽은 알칼리 및 대부분의 용매에 내성이 있습니다.
- 55~60℃의 온도범위에서 장기간 사용이 가능하며, 단기간 사용시에는 고온 65℃, 저온 -70℃에 견딜 수 있으며 기계적 성질은 높고 낮은 온도에 약간의 영향을 받습니다. 온도.
- 가스 및 수증기의 투과성이 낮고 가스, 물, 기름, 냄새에 대한 저항성이 우수합니다.
- 투명성이 높고 자외선을 차단할 수 있으며 광택이 좋습니다.
- 무독성, 무취, 위생적이고 안전하며 식품 포장에 직접 사용할 수 있습니다.
성능
PET는 매끄럽고 반짝이는 표면을 가진 유백색 또는 밝은 노란색의 고결정성 폴리머입니다. 그것은 좋은 크립 저항성, 피로 저항성, 내마모성 및 치수 안정성, 낮은 마모 및 높은 경도를 가지고 있으며 가장 큰 인성을 가지고 있습니다. 열가소성 수지: 전기 절연 성능이 좋고 온도 영향이 적지만 코로나 저항성이 낮습니다. 무독성, 내후성, 내화학성, 낮은 물 흡수성, 약산 및 유기 용매에 대한 내성이 있지만 뜨거운 물 침지 및 알칼리에는 내성이 없습니다.
PET 수지는 유리전이온도가 높고, 결정화 속도가 느리고, 성형주기가 길고, 성형주기가 길고, 성형 수축률이 크고, 치수 안정성이 낮고, 결정화 성형이 취약하고, 내열성이 낮은 특성을 가지고 있습니다.
PET는 핵제, 결정화제, 유리섬유 강화 등의 개선을 통해 PBT의 특성에 더해 다음과 같은 특성을 갖게 됩니다.
- 열 변형 온도와 장기 사용 온도는 열가소성 일반 엔지니어링 플라스틱 중에서 가장 높습니다.
- 강화 PET는 내열성이 높기 때문에 250°C 납땜 욕조에 10초 동안 담가도 변형이나 변색이 거의 발생하지 않으므로 납땜용 전자 및 전기 부품 제조에 특히 적합합니다.
- 굽힘강도는 200MPa, 탄성계수는 4000MPa이며, 크립 및 피로저항성도 매우 양호하고, 표면경도가 높으며, 기계적 성질은 기존 제품과 유사하다. 열경화성 플라스틱.
- PET를 생산하는 데 사용되는 에틸렌글리콜의 가격은 PBT를 생산하는 데 사용되는 부탄디올의 절반에 가깝기 때문에 PET 수지와 강화 PET는 엔지니어링 플라스틱 중 가격이 가장 저렴하고 경제성이 높습니다.
PET의 성능을 향상시키기 위해 PET를 합금화할 수 있습니다. PC, 엘라스토머, PBT, PS, ABS예산 및 PA.
PET(강화 PET)는 주로 사출 성형으로 가공되며, 압출, 블로우 성형, 코팅 및 용접, 밀봉, 기계 가공, 진공 코팅 등의 2차 가공 방법도 있습니다. 성형 전에는 반드시 완전히 건조되어야 합니다.
폴리에틸렌 테레프탈레이트는 디메틸 테레프탈레이트를 에틸렌 글리콜과 에스테르 교환하거나, 테레프탈산과 에틸렌 글리콜을 에스테르화하여 디히드록시에틸 테레프탈레이트를 합성한 후 중축합 반응을 통해 얻어집니다. 이는 (2-3)×10 4 의 평균 분자량과 1.5-1.8의 중량 평균 대 수 평균 분자량 비율을 갖는 결정성 포화 폴리에스테르입니다. 유리전이온도 80℃, 마틴 내열성 80℃, 열변형온도 98℃(1.82MPa), 분해온도 353℃. 우수한 기계적 성질, 높은 강성, 높은 경도, 낮은 흡수율 및 우수한 치수 안정성을 가지고 있습니다. 인성, 충격 저항, 마찰 저항 및 크리프 저항이 우수합니다. 내화학성이 우수하고 크레졸, 진한 황산, 니트로벤젠, 트리클로로아세트산, 클로로페놀에 용해되고 메탄올, 에탄올, 아세톤 및 알칸에는 용해되지 않습니다. 작동 온도는 -100~120℃이고 굽힘 강도는 148~310MPa입니다.
| 물 흡수 | 0.06 % - 0.129의 % |
|---|---|
| 충격 강도 | 64.1-128J / m |
| 로크웰 경도 | 남 90-95 |
| 연장 | 1.8 % - 2.7의 % |
어플리케이션
플라스틱 분류에서 PET는 1위이며 다양한 용도로 사용됩니다.
주요 응용 분야는 전기 소켓, 전자 커넥터, 밥솥 손잡이, TV 요크, 단자대, 회로 차단기 하우징, 스위치, 모터 팬 하우징, 기기 기계 부품, 지폐 카운터 부품, 전기 다리미 및 액세서리 등 전자 및 전기 분야입니다. 인덕션 쿠커 및 오븐용; 자동차 산업의 유량 제어 밸브, 기화기 커버, 윈도우 컨트롤러, 페달 변속기 및 배전반 커버; 기어, 블레이드, 도르래, 기계 산업의 펌프 부품뿐만 아니라 휠체어 본체 및 바퀴, 전등갓 하우징, 조명 하우징, 배수관 조인트, 지퍼, 시계 부품 및 분무기 부품.
게다가:
- 폴리에스테르 섬유, 즉 폴리에스테르로 방적할 수 있습니다.
- 기록용 기판, 비디오 녹화용, 영화 필름, 절연 필름, 제품 포장 등의 기판으로 사용하기 위해 얇은 필름으로 만들 수 있습니다.
- 플라스틱이므로 콜라병, 생수병 등 다양한 병에 불어 넣을 수 있습니다.
- 전기 부품, 베어링, 기어 등으로 사용할 수 있습니다.
처리 방법
폴리에스테르는 선형 중축합의 일반 법칙에 따라 테레프탈산과 에틸렌 글리콜의 중축합을 통해 만들어집니다. 폴리에스테르를 생산하기 위해 에스테르 교환반응과 직접 에스테르화라는 두 가지 합성 기술이 개발되었습니다.
(1) 에스테르교환법 또는 간접에스테르화법
이는 메틸 에스테르화, 에스테르 교환 및 최종 축중합의 세 단계로 구성된 전통적인 생산 방법입니다. 메틸 에스테르화의 목적은 디메틸 테레프탈레이트의 정제 및 정제를 촉진하는 것입니다.
① 메틸화: 테레프탈산은 약간 과량의 메탄올과 반응하여 먼저 디메틸 테레프탈레이트로 에스테르화됩니다. 물, 과량의 메탄올, 메틸 벤조에이트 및 기타 저비점 물질을 증발시킨 후 증류를 통해 순수한 디메틸 테레프탈레이트를 얻습니다.
② 에스테르 교환 반응: 190~200℃에서 카드뮴 아세테이트와 삼산화안티몬을 촉매로 사용하여 디메틸 테레프탈레이트와 에틸렌 글리콜(몰비 약 1:2.4)을 에스테르 교환 반응시켜 폴리에스테르 올리고머를 형성합니다. 에스테르 교환반응이 완료되었는지 확인하기 위해 메탄올을 증류 제거합니다.
③ 최종 중축합 : 폴리에스테르의 녹는점보다 높은 온도(283°C)에서 삼산화안티몬을 촉매로 사용하여 에틸렌테레프탈레이트의 자가축합 또는 에스테르 교환을 일으킨다. 감압 및 고온을 통해 부산물인 에틸렌 글리콜을 지속적으로 증류 제거하여 점차적으로 중합도를 높입니다.
메틸 에스테르화 및 에스테르교환 단계에서 두 그룹의 비율은 고려되지 않습니다. 최종 중축합 단계에서는 에틸렌 글리콜의 증류량에 따라 두 그룹의 비율이 자연스럽게 조정되어 점차 동일한 물질의 양에 접근하고 에틸렌 글리콜을 약간 과다 복용하여 분자의 양쪽 끝을 차단하여 미리 정해진 정도에 도달합니다. 중합의.
(2) 직접 에스테르화 방법
테레프탈산의 정제 기술이 해결된 후 이것이 선호되는 경제적인 방법이다. 테레프탈산과 과량의 에틸렌글리콜을 먼저 200°C에서 에스테르화하여 저중합도(예: X=1~4) 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 형성한 후 최종적으로 280°C에서 중축합하여 고중합도의 최종 폴리에스테르 제품( n =100~200). 이 단계는 간접 에스테르화 방법과 동일합니다.
중축합 정도가 증가하면 시스템의 점도도 증가합니다. 엔지니어링에서는 두 개의 반응기에서 중축합을 수행하는 것이 더 유리합니다. 사전 축중합의 첫 번째 단계: 270℃, 2000~3300Pa. 최종 축중합의 두 번째 단계: 280~285℃, 60~130Pa.
형성
PET는 사출성형, 압출, 블로우성형, 코팅, 접착, 기계가공, 전기도금, 진공증착, 인쇄 등의 방법으로 가공할 수 있습니다. 다음은 주로 두 가지 유형을 소개합니다.
1. 사출 성형:
온도 설정: 노즐: 280~295℃, 앞부분 270~275℃, 중간 단조 265~275℃, 뒷부분 250-270℃; 스크류 속도 50~100 rpm, 금형 온도 30~85℃, 비결정성 금형 70℃ 이하, 배압 5-15KG.
제습건조기를 사용해 보시고, 소재관 온도는 240~280℃, 사출성형 온도는 260~280℃, 건조온도는 120~140℃, 소요시간은 2~5시간 정도 소요됩니다.
2. 필름 등급:
먼저, 가수분해 방지를 위해 PET 수지 슬라이스를 사전 건조시킨 후, 압출기 내에서 280°C의 T-다이를 통해 무정형의 두꺼운 슬라이스를 압출하고, 냉각 드럼이나 냉각수를 통해 급랭시켜 무정형 상태로 유지하여 연신합니다. 그리고 오리엔테이션. 그런 다음 두꺼운 조각을 텐터로 이축 연신하여 PET 필름을 형성합니다. 종연신이란 두꺼운 슬라이스를 86~87℃로 예열한 후, 이 온도에서 두꺼운 슬라이스의 평면연장방향을 따라 3배 정도 늘려서 더 높은 온도로 결정성을 높이는 방향으로 방향을 잡는 것이다. 연신 예열 온도 98~100°C, 연신 온도 100~120°C 연신 비율 2.5~4.0, 열고정 온도 230~240°C. 세로 및 가로 연신 후의 필름도 연신으로 인한 필름 변형을 제거하고 열 안정성이 좋은 필름을 만들기 위해 열 경화가 필요합니다.
