Химические свойства и область применения полиэтилентерефталата (стр. 2 из 3)
Также существует технология получения полиэтилентерефталата из диметилтерефталата.
После завершения процесса, расплав полиэтилентерефталата выдавливается из аппарата, охлаждается (при быстром охлаждении получают аморфный ПЭТ, при медленном – кристаллический) и гранулируется (товарный ПЭТ выпускается обычно в виде гранулята с размером гранул 2-4 миллиметра) или направляется на формование волокна. Матирующие агенты (TiO2), красители, инертные наполнители (каолин, тальк), антипирены, термо-, светостабилизаторы и другие добавки вводят во время синтеза или в полученный расплав полиэтилентерефталата. [5]
В последнее время в мире широкое распространение получил одностадийный синтез ПЭТФ из этиленгликоля и терефталевой кислоты (TFK) по непрерывной схеме. И именно данный способ признается весьма перспективным.
[7].5. Физические свойства
Аморфный полиэтилентерефталат – твердый прозрачный с серовато-желтоватым оттенком; кристаллический – твердый, непрозрачный, бесцветный. Отличается низким коэффициентом трения (в том числе и для марок, содержащих стекловолокно). Характеризуется высокой термостойкостью расплава (2900С); деструкция на воздухе начинается при температуре на 500С ниже, чем в инертной среде. Полиэтилентерефталат прочный, жёсткий и лёгкий материал. Пластик не ядовит. [3]
Полиэтилентерефталат обладает высокой механической прочностью и ударостойкостью, устойчивостью к истиранию и многократным деформациям при растяжении и изгибе и сохраняет свои высокие ударостойкие и прочностные характеристики в рабочем диапазоне температур от –40. °С до +60 °С. [8]
ПЭТ отличается низким коэффициентом трения и низкой гигроскопичностью. Разлагается под действием УФ-излучения. Общий диапазон рабочих температур изделий из полиэтилентерефталата от -60 до 170 °C.
По внешнему виду и по светопропусканию (90%) листы из ПЭТ аналогичны прозрачному оргстеклу (акрилу) и поликарбонату. Однако по сравнению с оргстеклом у полиэтилентерефталата ударная прочность в 10 раз больше.
ПЭТ – хороший диэлектрик, электрические свойства полиэтилентерефталата при температурах до 180.°С даже в присутствии влаги изменяются незначительно.
Основные характеристики полиэтилентерефталата:
- Плотностьаморфного полиэтилентерефталата: 1,33 г/см3.
- Плотность кристаллического полиэтилентерефталата: 1,45 г/см3.
- Плотность аморфно-кристаллического полиэтилентерефталата: 1,38-1,40 г/см3.
- Коэффициент теплового расширения (расплав): 6,55·10-4.
- Теплопроводность: 0,14 Вт/(м·К).
- Сжимаемость (расплав): 99·106 Мпа.
- Диэлектрическая постоянная при 23 °С и 1 кГц: 3,25.
- Тангенс угла диэлектрических потерь при 1 Мгц: 0,013-0,015.
- Относительное удлинение при разрыве:12-55%.
- Температура стеклования аморфного полиэтилентерефталата: 67 °С.
- Температура стеклования кристаллического полиэтилентерефталата: 81 °С.
- Температура плавления: 250-265 °С.
- Температура разложения: 350 °С.
- Показатель преломления (линия Na) аморфного полиэтилентерефталата: 1,576.
- Показатель преломления (линия Na) кристаллического полиэтилентерефталата: 1,640.
- Предел прочности при растяжении: 172 МПа.
- Модуль упругости при растяжении: 1,41·104 МПа.
- Влагопоглощение: 0,3%.
- Допустимая остаточная влага: 0,02%.
- Морозостойкость: до –60 °С. [3]
Лавсан ценится больше всего за свои уникальные свойства – износостойкость, упругость, кроме того, лавсан прекрасно чувствует себя в кислотных и слабощелочных средах, а также имеет хорошую совместимость с большим количеством тканей и биологически индифферентен.
У лавсана есть еще одно незаменимое свойство – способность выдерживать большие температуры и не деформироваться. Плавится лавсан при температуре свыше двухсот шестидесяти градусов, что гораздо выше, чем у веществ, теряющих свою форму уже при ста градусах. . [9]
6. Химические свойства
Полиэтилентерефталат имеет высокую химическую стойкость к бензину, маслам, жирам, спиртам, эфиру, разбавленным кислотам и щелочам. Полиэтилентерефталат не растворим в воде и многих органических растворителях, растворим лишь при 40-1500С в фенолах и их алкил- и хлорзамещенных, анилине бензиловом спирте, хлороформе, пиридине, дихлоруксусной и хлорсульфоновой кислотах, метиленхлориде, метилэтилкетоне, этилацетате, четыреххлористом углероде и др.. Неустойчив к кетонам, сильным кислотам и щелочам. [10]
Материал не обладает химической стойкостью к воздействию ацетона, хлорбензола, хлороформа, метиленхлорида, хлорэтилена, трихлорэтилена, тетрагидрофурана, горячей воды (выше +600С), концентрированной уксусной кислоты, 40% плавиковой кислоты, 10% водного раствора щелочи калия, 50% водного щелочного раствора углекислого натрия, водного раствора карболовой кислоты, 36% раствора соляной кислоты, 2% водного раствора серной кислоты.
Имеет повышенную устойчивость к действию водяного пара. [5]
Для оценки молекулярной массы методом вискозиметрии используют растворы полиэтилентерефталата в технической смеси крезолов, о-хлорфеноле, смеси фенолтетрахлорэтана (1:1) и др. Обладает низкой гигроскопичностью (водопоглощение обычно 0,4-0,5%), которая зависит от фазового состояния полимера и относительной влажности воздуха
Из химических свойств полиэтилентерефталата стоит особо отметить его физиологическую инертность, позволяющую материалу напрямую контактировать с пищевыми и фармакологическими продуктами, отличную сопротивляемостью окрашиванию, устойчивость к действию многочисленных моющих средств, высокую устойчивость к воздействию кислот и вместе с тем легкую склеиваемость. [11]
7.Применение
Благодаря широкому спектру свойств, а также возможности управлять его кристалличностью, полиэтилентерефталат находит разнообразное применение и занимает пятое место в мире – 6,5% от объема потребления всех полимерных материалов.
Широкое применение ПЭТФ началось в 60-е годы первоначально в производстве текстиля. С тех пор спрос неуклонно растет в первую очередь в развитых странах. На рынке ПЭТФ в большинстве регионов отмечается чрезвычайно быстрый рост спроса со стороны продуцентов полиэфирных волокон и нитей. В свою очередь из полиэфирных волокон и нитей изготавливают полиэфирные (ПЭФ) ткани. Рост спроса на ПЭФ был вызван, в первую очередь, более низкой себестоимостью по сравнению с другими видами химических волокон и нитей. Вторым фактором популярности полиэфира стал широкий спектр применения в связи с прекрасными свойствами материала. По прочности и удлинению полиэфир не уступает полиамиду, а по светоустойчивости превосходит его, по формоустойчивости превосходит самое формоустойчивое из всех природных волокон — шерсть, имеет низкую гигроскопичность и высокую термостойкость, что является достоинством при производстве технических тканей. Различают: Текстильные волокна (торговое название «полиэстер») и нити.
Полиэфирные текстильные волокна - производство пряжи полиэфирной и смесовой, широко применяется в производстве хлопковых, льняных, шерстяных тканей.
Полиэфирные текстильные нити - используются в производстве широкого ассортимента различных типов материалов: подкладочные, костюмные ткани и др. Нити из лавсана нашли свое применения в хирургии, поскольку ткани организма хорошо с ними взаимодействуют, не отторгая, как инородное тело, но и не растворяясь внутри тканей. Таким образом, после операции внешний вид швов не видоизменится, они не деформируются, что часто происходит с обычными хирургическими нитями.
По сравнению с полиамидными волокнами это волокно обладает наименьшей гигроскопичностью, наибольшей устойчивостью к действию воды и высокими теплостойкостью, светостойкостью и хемостойкостью.
По теплопроводности и несминаемости лавсан похож на шерсть. Изделия из этого волокна имеют шерстеподобный вид.
Волокно лавсан не подвержено повреждению молью, плесенью и гнилостными микроорганизмами. [12]
По внешнему виду лавсановое волокно не отличается от других химических волокон. Внесенное в пламя, оно горит слабожелтоватым пламенем с выделением черной копоти. После затухания на конце волокна застывает твердый шарик черного цвета. Себестоимость волокна лавсан ниже себестоимости полиамидных волокон.
Благодаря целому ряду положительных свойств лавсан широко применяется для изготовления изделий народного потребления, а также для технических целей.
Штапельное волокно лавсан используют в чистом виде, в смеси с шерстью, хлопком, льном, в смеси с разными химическими волокнами. Из пряжи с лавсаном изготавливают разнообразные ткани (плательные, костюмные, пальтовые), нетканые материалы, трикотаж, искусственный мех.
Лавсановый шелк используют в основном для тканей технического назначения, швейных ниток и изготовления текстурированной нити мэлан. [9]
Основные сферы применения технических волокон и нитей: Армирование шлангов; Армирование приводных ремней; Производство упаковочной ленты; Производство автомобильных подушек безопасности; Производство напольных покрытий; Армирование тентовых тканей; Производство баннерных тканей и армирование баннерных ПВХ покрытий; Производство кордных тканей; Производство геотканей.
Производство ПЭТ бутылок - одно из самых значительных направлений использования полиэтилентерефталата в России. Развитие технологии выдувки из преформ, стойкость к ударным нагрузкам, свобода в выборе дизайна и относительно низкая стоимость сделали ПЭТ упаковку самой популярной на рынке газированных напитков и минеральных вод, растительных масел. Кроме того ПЭТ тара получила широкое распространение в упаковке пива, майонеза, косметики, бытовой химии, технических жидкостей и др. пищевых и непищевых продуктов.
Полиэстровые пленки ( торговое название «лавсан»)делятся на: