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【声学材料】PET聚酯材料的特性及其应用

2016-12-29 14:51:44  来源:莞郦装饰建材事业部  作者:莞郦  点击量:

聚酯纤维吸音板、聚酯吸音棉,是一种以聚酯纤维为原料经热压成型制成的兼具吸音功能的装饰材料。目前在国内外声学装修领域成为不可或缺的性价比较高的吸声材料。很多人对于聚酯材料的了解知之甚少,莞郦声学材料下面为您讲解一下聚酯及其使用。

 

1、聚酯及其应用

所使用的原料统称为“聚酯”,即聚对苯二甲酸二乙酯,英文缩写PET,是由对苯二甲酸与乙二醇经缩聚而合成的。最初应用在纺织行业上,我们所穿的服装大多是由其制造的。所谓“涤纶”即是后来应用范围越来越广。

 

如:饮料瓶、包装膜、遮光板、发光材料、橡胶骨架材料,既可做纤维也可做塑料,既可做丝状的也可做膜、片、板状的。由于有优越的特性,应用及其广泛,人们对它的应用领域正在积极的研究。我们哈佛公司目前已成功的研制出:粮食囤积包装板;橡胶V带片型骨架材料;橡胶平带骨架材料;PET打包带(塑带);回收废聚酯再生固相增粘等技术及设备。

      

2、PET的特性

由于PET的分子结构中含有大量的酯荃[—COO—],所以在熔融状下极易产生四种降解(分子量下降)即:水解、氧解、热解、力解,导致物理机械性能变坏,甚至无法加工和使用。

由熔融聚合的PET其特性粘度在0.62~0.67之间,平均分子量约2万。如需更高粘度(即更高分子量)的PET,则需要固相缩聚而成,粘度可达1.2,分子量高达3万以上。

PET热性能:PET的熔程为257~267℃

脆化温度-60 ℃

无规物玻璃化温度Tg=76℃

结晶并取向物Tg=125℃

裂解温度315℃

粘结温度245℃

结晶速率最快温度120~190℃

结晶温度140℃

物理性能-密度:熔融状态1.2g/cm3

无规状态1.28 g/cm3

结晶状态1.38g/cm3

结晶并取向状态1.38~1.45 g/cm3

堆比度:粒状为0.83,片状为0.34

由于PET分子链中含有苯环,且相邻苯环的排列不在一个平面上,致使PET分子链段的内旋转十分困难,所以表现出极高的模量与线性高分子(如PP、PE等)相比具有较高的刚性和优越的力学性能。

 

3、原料的种类

打包带的原料大致分为三种。一是洗净后的瓶片,外形尺寸<15×15mm。瓶片也分几种:碳酸饮料瓶片η=0.85以上,矿泉水饮料瓶片η=0.70以上,食用油及奶制品瓶片η=0.62以上,啤酒瓶片η=0.90以上。二是用瓶片经熔融挤出造粒后,再经固相缩聚增粘,根据产品的不同档次和要求,增加不同粘度的原料。不同的反应时间增加不同的粘度,一般最高可增粘至-0.95。三原生料固相增粘。原生料是由熔融状态下经真空缩聚而合成的。其粘度最高可达到0.72,如需更高粘度的原料,只有再经固相缩聚增粘,一般最高可增至1.40。

 

4、塑带的等级及用途

利用不同的原料可生产出适合不同用途的打包带产品,大致可分为三种。

4.1 用瓶片直接使用的原料

拉伸强度>320Mpa(32kg/mm2),用于普通包装。如家电类、纸业、纺织业等轻负荷物品,取代PP打包带的包装。

4.2 用瓶片造粒增粘原料

用瓶片造粒增粘原料 ,粘度>0.90,拉伸强度>420 Mpa(42kg/mm2),用于重负荷包装,如钢铁制品、玻璃、耐火砖、木业等物资,取代钢带包装材料。

4.3 用原生料增粘原料

用原生料增粘原料,粘度>0.95,拉伸强度>460 Mpa(46kg/mm2),用于包装出口物品及档次要求高的重、轻包装,外观透明光亮,十分艳丽。

 

5、单螺杆与双螺杆挤出机的优劣

在打包带生产线设备的配置上,对熔融挤出设备上存在两种选择,它们有什么区别呢?

传统的挤出设备为单根螺杆挤出机。在生产过程中有很多缺点。首先,原料的含水率要<150PPm,这样,需要投资十余万元的干燥设备。且需要较多的电功清耗,增加塑带成本20\%。另外产量低降解量高,易环节阻料,操作难度大,无排气功能,产品中易产生气泡。由于单螺杆挤出机的喂料形式为自主喂料,即它的挤出量与螺杆的转速有关,所以熔融体的产量与质量易产生矛盾。总之,如原料不经严格的除水和予结晶,原料的降解量>20\%。

      

双螺杆挤出机即平行同向吻合双螺杆挤出机,能够克服上述缺陷,成为加工PET原料的新型挤出设备。它具有双排气功能,原料的含水率允许1000PPm。因此简单干燥就能达到要求。它还有具有极好的塑化剪切作用,适合增添如色母粒级废料等添加物。原料的形状及组合可以多样,都可均匀的熔融挤出,功率小、转速快、喂料多、产量大及工艺操作简单是其明显的特点。

 

6、目前国内最新的PET打包带工艺流程及特色

6.1 原料处理

采用瓶片(颗粒)直接干燥。干燥器为静止热风干燥形式。处理时间短、功率消耗低、含水量>1000PPm,不需予结晶处理。

 

6.2 熔体制备

采用平双螺杆,双排气功能,降解量<5\%,日产1.5吨的产量至需要配置φ50mm即可。电机功率小(22KW)对原料的含水率没有严格要求。

 

6.3 铸片成型

采用大直径镜面流延辊铸片,一次可铸带两条,片平整、光滑质量优良,加之静电高压附片装置,更使运行十分稳定,速度高达50米/分,对提高产量有关键作用,避免传统水溶铸片形式所带来的诸多缺陷。如:水面波动造成宽窄不均,速度慢,操作复杂,易断条,单耗大等。一次只能铸带一条,成本将成倍增加。

 

6.4二次纵向拉伸

传统的拉伸方式是延续pp带的形式,为箱体内拉伸,导致片在拉伸后不能及时冷定型,是取向的大分子链段又重新解取向,片子的力学性能降低,且拉伸点不稳定,造成片子的力学性能不均匀。经过多年的实践与研究,我们采用了五辊予热后,实施大间隙单只纵向二次拉伸工艺流程,具有拉伸点稳定,力学性能好,热性能也大大改善,传统的工艺生产出来的产品只能在75℃以下使用或者更底的温度下,我们的产品可在150℃的热环境中使用,拉伸强度可高达520 Mpa(52kg/mm2)。

 

6.5 紧张热定型

采用高温紧张热定型的流程,可使片子在二次纵向拉伸产生的内应力得以消除,使片子的力学性能保持长期稳定。同时又达到了分子内部的链段取向向晶格取向转变的功能。因此可以总结为:既是一个内应力消除的过程,又是一个结晶的过程。这样产品的性能却大大改善。如提高了拉伸强度、增加分子的密度,稳定了内在性能和外形尺寸,加宽了使用捆绑物品的温度等。

 

总之,新兴的工艺流程具有的特点:一次可生产两条以上的产品,加工成本降低近1倍,提高了设备利用率,减少设备投资和人员同时显著提高产品的品质,加之设备的配置精度高、附加值增加,既可生产塑钢带,也可生产其他产品。如V带片型骨架材料,包裹各种物品片材等。

 

东莞市莞郦纤维棉专业研发、生产、销售吸音棉隔音棉隔音毡吸音软包CFR-1633防火棉、吸音隔音材料系列产品,符合国家质检院和国家质量监督局标准,品质有保障。

 

文章关键词:吸音材料  聚酯吸音棉  PET聚酯材料  

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