溫耀賢,許乾慰,姜 健

(1.上海新三花塑料公司,上海201702;2.教育部先進土木工程材料實驗室,上海200092; 3.上海三獅塑料公司,上海200032)

0 引言

PET樹脂(聚對苯二甲酸乙二醇酯)是一種高性能工程塑料,具有較好的耐候性、尺寸穩(wěn)定性、耐磨性。用擠出單向拉伸工藝生產(chǎn)的打包帶具有極高的力學(xué)性能及極低的蠕變性。隨著我國塑料工業(yè)、食品及包裝業(yè)的發(fā)展,其使用量和應(yīng)用范圍都在急劇的擴展[1]。

1 新舊工藝對比

PET是吸濕性聚合物,它會快速地吸收空氣中的濕氣。例如:經(jīng)過完全干燥的PET樹脂,若與相對濕度為35%～40%的空氣接觸12 min,其含濕量就會達到0.5%。殘留在物料中的微量水分在PET加熱成型過程中,使樹脂產(chǎn)生水降解,特性粘度(IV)下降,從而導(dǎo)致制品力學(xué)性能下降。因此,不論是PET新料或廢舊塑料,成型前必須進行嚴(yán)格、有效的干燥去濕處理。一般的PET打包帶成型前,采用下述工藝流程:

上海自立塑料制品有限公司采用的PET的干燥去濕需配置高效率的干燥去濕設(shè)備,使物料在80℃～120℃條件下,干燥4～6 h。其能耗占到PET打包帶生產(chǎn)線全過程能耗的30%～40%。若加上該工序所占用的作業(yè)時間、人力,就使打包帶生產(chǎn)成本大大提高。

新工藝的技術(shù)關(guān)鍵是采用平行同向雙螺桿擠出機,并在擠出機料筒處設(shè)置真空排氣裝置。PET物料可在未干燥條件下,直接加入擠出機;而物料在混煉塑化過程中,同步將物料中的水分及低相對分子質(zhì)量的揮發(fā)物,通過真空排氣裝置,排除出擠出機,進入氣體冷卻裝置。PET物料在擠出過程中逐步排除水分,提高熔體黏度(IV);同樣,還可通過真空排氣裝置,調(diào)節(jié)熔體的含濕量,從而使熔體特征黏度(IV)保持穩(wěn)定。PET的含濕量與特性黏度(IV)的關(guān)系,如表1所示。

表1 PET含濕塑化量與特性粘度(IV)關(guān)系Tab.1 Relations between wet plasticized content and intrinsic viscosity

新工藝可取得如下效果:

(1)明顯降低生產(chǎn)線的能耗約30%～40%。

(2)可采用未經(jīng)干燥去濕處理的 PET樹脂、廢PET工業(yè)制品(如非瓶坯、廢打包帶、廢PET片等)粉碎片料、經(jīng)粗處理的廢棄 PET碎片,直接投入擠出機生產(chǎn)PET打包帶。從而形成PET塑料的循環(huán)利用,對發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,減少廢塑料對環(huán)境的污染具有重要意義。

(3)PET為無毒害聚合物。它在受熱擠出成型及拉伸過程中,不會產(chǎn)生聚合物降解,排放單體及有害氣體。因此,其生產(chǎn)全過程無有害氣體產(chǎn)生。采用新工藝后,聚合物殘留的微量水分也被真空排氣裝置抽出分離,并被水冷卻箱內(nèi)的水吸收。這樣,生產(chǎn)車間就更安全、更環(huán)保。

(4)采用新工藝,既使物料不經(jīng)干燥其殘留在物料內(nèi)的水分也在熔融擠出過程中逐漸去除,而使PET樹脂黏度(IV)逐漸增大,制品的力學(xué)性能也得到提高。經(jīng)檢測,即使用廢PET切片生產(chǎn)的打包帶,也能達到ASTM規(guī)定的性能指標(biāo),如表2所示。

表2 廢PET切片生產(chǎn)的打包帶的性能指標(biāo)Tab.2 Properties of waste PET bind belt

[1] 格諾斯公司.MRS實現(xiàn)PET片材加工高能效[J].中國塑料橡膠,2009(9):50-55.