聚对苯二甲酸乙二醇酯 PET：性能与应用

聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）- 全面概述

什么是聚对苯二甲酸乙二醇酯？

聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是一种热塑性聚合物，是聚酯类中最常见的代表。它有不同的商品名称：达克纶、迈拉、特丽纶、拉夫桑。PET在非晶态下为固体、无色、透明的物质，在晶态下为白色、不透明的物质。

聚对苯二甲酸乙二醇酯通过对苯二甲酸（或其二甲酯）与乙二醇缩聚制得。分子式为(C₁₀H₈O₄)n。分子量为20,000-40,000。

历史

聚对苯二甲酸乙二醇酯的研究始于1935年英国的温菲尔德和迪克森。成纤聚对苯二甲酸乙二醇酯的合成专利申请于1941年和1943年提交。在苏联，该聚合物于1949年在苏联科学院高分子化合物研究所首次获得，由此得名"LAVSAN"。PET瓶于1973年获得专利。

PET的生产方法

PET生产的主要原料是对苯二甲酸和乙二醇，来自石油和焦化产品。生产过程包括两个主要阶段：

酯化 - 酸与乙二醇在1:1.2至1:1.5的摩尔比下，于240-250°C和0.2 MPa压力下进行酯化。

缩聚 - 所得混合物在串联装置中进行缩聚，温度升至300°C，压力降至66 Pa。

成品PET材料为2-4毫米的颗粒。所有必要的染料和添加剂在合成过程中或加入所得熔体中。

PET可以两种状态存在：非晶态（透明，快速冷却形成）和晶态（不透明，白色）。PET的一个重要参数是特性粘度，由聚合物链长决定。

主要物理化学性能

聚对苯二甲酸乙二醇酯具有一系列独特的性能，决定了其广泛的应用。

密度 - 非晶态：1.335-1.370克/立方厘米，晶态：1.420-1.455克/立方厘米。未取向PET的结晶度为40-45%，取向PET为60-65%。

熔点 - 250-265°C。软化温度 - 245-248°C。玻璃化转变温度：非晶态PET - 67°C，晶态 - 81-98°C。

强度 - 拉伸强度为172 MPa，拉伸模量为1.41×10⁴ MPa。PET具有耐磨性、机械负载下的尺寸稳定性和良好的抗冲击韧性。断裂伸长率 - 12-55%。

介电性能 - 介电常数（23°C，1 kHz）为3.25。PET是良好的电介质。

耐化学性 - PET不溶于水和有机溶剂，耐稀酸（70% H₂SO₄、5% HCl、30% CH₃COOH）、冷碱溶液和漂白剂。耐醇、油和脂肪。在100°C以上被碱溶液水解，在200°C下甚至被水水解。

吸水率 - 0.3%。在65%相对湿度下，纺织纤维吸收0.4%的水分。

使用温度范围 - 在-40至+75°C范围内保持性能。耐寒性 - 低至-50°C。PET不燃烧，不支持燃烧。

瓶级PET

瓶级PET是专为生产食品和饮料容器而设计的特殊聚合物牌号。瓶级PET的关键参数是特性粘度（IV）。水瓶用IV 0.72-0.78 dL/g的牌号，碳酸饮料用IV 0.80-0.84 dL/g的牌号。

瓶类生产 - PET颗粒通过注塑成型后吹塑加工。PET用于生产饮料和矿泉水塑料瓶、化妆品瓶罐。

PET容器的优点 - 与玻璃瓶不同，PET容器不会破碎，重量更轻。PET包装具有透明度、高强度、良好的可塑性和高阻隔性能。

纺织PET（聚酯纤维）

纺织PET是加工成纤维和纱线用于织物生产的聚合物。PET是用于纤维生产的主要聚酯。

纤维生产 - 大多数PET纤维通过熔融纺丝生产，熔融聚合物通过喷丝板挤出。有两种主要生产类型：两段式（间歇式）纺丝-拉伸工艺。

纺织PET的性能 - PET纤维不起皱、强度高、吸湿少、透气性好。纤维断裂强度可达4.2 cN/tex。PET纺织品被认为是疏水的。

应用 - 聚酯纤维用于服装（包括功能性运动服）、工业用纺织品和非织造材料。PET用于羊毛和棉混纺织物。

PET回收（rPET）

聚对苯二甲酸乙二醇酯非常适合回收利用。将废旧PET瓶回收为纤维和新瓶是循环经济的重要方向。

回收技术 - 有"瓶到瓶"技术，可使用高达100%的回收材料生产新瓶。研究表明，回收PET纤维在拉伸强度、伸长率和耐磨性方面可与原生材料竞争。

回收PET的应用 - rPET用于服装、工业用纺织品和非织造材料。

PET的应用

凭借其独特的性能组合，聚对苯二甲酸乙二醇酯在各个行业中得到了最广泛的应用。

包装和容器 - 最大的消费领域。饮料和矿泉水塑料瓶、包装薄膜和胶带、托盘和泡罩包装、化妆品瓶罐。

纺织工业 - 聚酯纤维和纱线、羊毛和棉混纺织物。

薄膜 - BOPET（双向拉伸）用于软包装、PET-G（热收缩和印刷）、A-PET（非晶高强度）用于食品包装。薄膜具有高耐油性、无气味、不与食品反应。

机械工程和汽车 - 管道、洗涤器水箱、保险杠、油箱、车身部件。

电子 - 电子元件、电缆产品。

医疗 - 药品包装。

3D打印 - 用于增材制造。

全球主要PET生产国

全球聚对苯二甲酸乙二醇酯市场呈现高度集中的特点。中国仍是全球最大的生产国，约占全球产量的36%。美国位居第二，约占13%，沙特阿拉伯第三。

主要生产企业：

• Indorama Ventures（泰国）- 全球最大的综合PET和rPET生产商，业务遍及30多个国家。

• Alpek S.A.B. de C.V.（墨西哥）- 西半球最大的PET供应商之一。

• Reliance Industries Limited（印度）- 全球最大的综合聚酯生产商之一。

• 远东新世纪（台湾）。

• 乐天化学（韩国）。

• 中国石化（中国）。

• 东丽工业（日本）。

• Eastman Chemical（美国）。

生产区域： 亚太地区主导PET生产。北美、欧洲和中东也有大型生产设施。

总结

聚对苯二甲酸乙二醇酯是当代用途最广、需求量最大的聚合物材料之一。凭借透明度、强度、耐化学性和易加工性的独特组合，它在瓶类容器、纺织纤维、包装薄膜和工业制品的生产中占据关键地位。可回收性使PET成为循环经济的重要材料。了解其生产、特性和全球趋势有助于市场参与者在采购该原材料时做出明智的决策。