pet材料改性技术和市场应用

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1、PET材料改性技术和市场应用　　摘要：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)自1953年由杜邦公司实现工业化以来，是目前最重要的合成材料之一，具有良好的耐热性、耐药品性、力学性能和电学性能，尤其是透明性好、绝缘性佳，较低的生产成本和较高的性能价格比。如何制备出具有高韧性和刚性、良好成型加工性能的改性PET是国内外研究的热点课题之一。本文通过对PET材料的各种技术的探讨和应用以及市场的状况阐述了PET材料的优点和待开发事项。中图分类号：F406文献标识码：A文章编号：1.总述PET在中国的大规模工业化，起步于上世

2、纪80年代初，发展壮大于90年代中期，目前产能已超过2000万吨，成为PET生产、消费第一大国。中国PET在全球PET的比重现状及预测如下：非纤用途的PET最早由柯达公司引入用作摄影胶卷的基材，自80年代中期，由可口可乐公司将这一品种引入饮料包装领域，此后，非纤用PET发展迅速，目前已发展到瓶用、膜用、片材、工程塑料、打包带(塑钢带)等多个领域，仅以食品级瓶用PET切片就有矿泉水、碳酸饮料、热罐装饮料、白酒及啤酒瓶等多种分类。全球2005年包装用途的PET产能达1450万吨。72.PET改性技术PET薄

3、膜和纤维在工业和日常生活中应用广泛，其具有刚性和强度大、抗蠕变和尺寸稳定性好等优点，是一种重要的纤维和工程塑料原料。但由于PET分子结构中缺少亲水性基团，造成材料表面吸湿性差，易产生静电。同时，PET在加工中经过拉膜或抽丝形成了光滑的表面，其表面能低，与其他基质的粘结性差。这些使PET材料的应用受到了限制，因此人们设法通过表面处理来改善其性能。化学改性、低温等离子体处理、电晕放电、辉光放电、高能射线辐射、超声波处理等方法都被用于PET材料的表面改性。2.1电晕放电技术传统的电晕表面接枝技术是电晕法与化学

4、法的结合。首先用电晕放电，使薄膜表面产生活性基团或自由基，然后使用卤代烷和酚类，作为聚酯的溶剂对薄层表面进行溶解、蚀刻，产生粗糙表面的效果，有利于带功能基团的大分子接枝锚固。电晕技术的主要局限在于对设备的要求高，工艺较为繁琐，用到过氧化氢和其它有毒溶剂。并且由于酚类和偏二氯乙烯的存在，涂布后片基有发黄现象。2.2高能射线辐射技术7从20世纪50年代初，人们发现辐射引发高聚物进行接枝共聚反应以来，辐射引发高聚物接枝反应已成为高分子材料改性的重要方法之一。它在聚全氟乙丙烯均相离子交换膜及聚乙烯型电池隔膜的制

5、备等领域都取得了广泛的应用。辐射接枝的优点在于方法成熟，表面接枝的深度可调节，缺点是辐射工艺不易工业化，并且薄膜的整体产生自由基对于表面接枝改性似乎无必要，甚至可能产生薄膜强度的变化问题。2.3准分子激光照射技术近年有研究表明，用准分子激光照射聚合物材料如PET，可在不影响材料本体性质的情况下对材料表面烧蚀，使表面产生周期性起伏结构，并生成极性基团，表层无定形区含量增加，晶区含量减少，表面O/C比例改变，从而使材料表面的粘结性、亲水性、导电性等发生变化。在准分子激光照射处理PET材料表面的同时对材料进行

6、接枝改性，将亲水性单体丙烯酰胺接枝在PET大分子上，提高材料的表面亲水性，改善其表面性能。激光照射PET薄膜表面可使表面发生烧蚀性光降解作用，表面对水的接触角降低，亲水性增强;激光可引发亲水性单体接枝聚合在PET薄膜表面，进一步降低接触角，改善亲水性。2.4低温等离子体处理7等离子体电离的气体的处理技术一般在气压为1～100Pa的真空设备中进行。在真空条件下，在气体上施加的电场可以引起自由电子的加速运动，让电子的动能达到足够高，使气体分子在激烈碰撞时处于激发态上的电子产生电离和分离。此时，通过等离子体可

7、见的辉光可以看到等离子体产生。原子和分子被离子化、激化和分离，形成高度活性的气体混合物，该气体可与暴露在其中的基体进行化学反应。经冷等离子体处理后的纤维表面的PET活性基团数量增加，因而纤维与树脂的界面化学反应增强，进而使纤维环氧复合材料的界面粘PET结强度提高。总的来说，今后PET的改性正向着高性能化、高功能化、高附加值的方向发展，特别是采用纳米材料改性，发展特异型新材料。3.PET的市场与应用1946年英国发表了第一个制备PET的专利，1949年英国ICI公司完成中试，但美国杜邦公司购买专利后，19

8、53年建立了生产装置，在世界最先实现工业化生产。自2003年以来，全球PET的产能以年均9%左右的速度扩张，2005年产能已达到约5470万吨，2005年产量为4100万吨，据PCi的预测，到2008年，全球PET产能将达6700万吨，产量为5000万吨。PET在中国的大规模工业化起步于上世纪80年代初，发展壮大于90年代中期，目前产能已超过2000万吨，成为PET世界生产、消费第一大国，中国PET在全球PET的比重现状及预测如下。7PET