پلی اتیلن ترفتالات PET یا PETE یک پلیمر ترموپلاستیک با کاربردهای عمومی است که به خانواده پلی استرها تعلق دارد. رزین های پلی استر به خاطر خواص مکانیکی، حرارتی و شیمیایی خوب خود در کنار پایداری ابعادی عالی خود شناخته می شوند، به همین دلیل پلی اتیلن ترفتالات PET نیز از همین خواص بهره مند می باشد.
PET یک ترموپلاستیک بازیافت پذیر است که ساختار آن به شکل زیر می باشد:
PET پلی اتیلن ترفتالات می تواند به صورت الیاف، پارچه، ورق بسته بندی و … تبدیل شود. PET به صورت طبیعی بسیار انعطاف پذیر، بی رنگ و نیمه کریستالین می باشد. بسته به فرایند تولید آن می تواند به حالت نیمه سخت یا سخت تولید شود. همانطور که گفته شد PET پایداری ابعادی خوبی دارد، همچنین مقاومت به ضربه بالایی دارد، در مقابل رطوبت، الکل و حلال های شیمیایی نیز مقاومت خوبی نشان می دهد.
گریدهای PET پلی اتیلن ترفتالات موجود در بازار به صورت های تقویت نشده، تقویت شده با الیف شیشه، گرید مقاوم در برابر شعله و… می باشد.
افزودن پرکننده هایی مانند الیاف شیشه، کربن نانو تیوب و … به استحکام، پرداخت نهایی سطح و … کمک می کند.
همچنین کوپلیمر PET نیز علاوه بر هموپلیمر آن موجود است. معمولا با اصلاح هموپلیمر به تولید کوپلیمر های PET نظیر PETG یا پلی اتیلن ترفتالات گلایکول می پردازند. اصلاحلات اینچنینی بر روی PET منجر به تغییرات تبلور و دمای ذوب ماده می شود.
مزایا و خواص کلیدی پلی اتیلن ترفتالات PET
- استحکام و سفتی بیشتری نسبت به PBT دارد.
- خیلی قوی و در عین حال سبک می باشد
- به عنوان مانع (BARRIER) در مقابل نفوذ گاز (اکسیژن، کربن دی اکسید) و رطوبت شناخته می شود.
- خواص عایق حرارتی عالی دارد
- رنج دمایی استفاده گسترده ای دارد (۶۰- الی ۱۳۰ درجه)
- در مقایسه با PBT دمای HDT بالاتری دارد.
- برای کاربردهایی که نیاز به شفافیت باشد مناسب است.
- پلیمر PET نمی شکند و همچنین مقاومت به پارگی خوبی دارد به طوریکه در برخی کاربردها جایگزین مناسبی برای شیشه است.
- PET مطابق مقررات بسیاری از کشورها و سازمان ها برای تماس با مواد غذایی بی خطر محسوب می گردد.
- پلاستیک PET مقاومت عالی به لکل، هیدروکربن های آلیاتیک، روغن و گریس دارد.
- مقاومت متوسط هیدروکربن های آروماتیک و هالوژنه دارد.
محدودیت ها و معایب پلی اتیلن ترفتالات PET
- استحکام ضربه ای پایین تر نسبت به PBT دارد.
- قالب پذیری ضعیف تری نسبت به PBT دارد زیراکه سرعت بلور شدن آن پایین تر است.
- آب جوش روی آن تاثیر مخرب می گذارد.
- در مقابل بازهای قوی ضعیف است.
- PET در مقابل کتون، هیدروکربن های آروماتیک و هاولوژنه در دمای بالای 60 درجه سلسیوس ضعیف است.
آلیاژ پلی اتیلن ترفتالات PET با سایر پلیمرها
آلیاژ سازی پلی اتیلن ترفتالات PET با ترموپلاستیک ها و ترموست ها برای تولید موادی است که عملکرد و خصوصیات بهتری را برای مصرف مورد نظر با هزینه پایین تر به دست آورند. موادی که با PET به صورت آلیاژ در می آیند عبارتند از پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی کربنات، پلی استایرن، اتیل وینیل استات و ABS . همچنین ترموست هایی مانند اپوکسی، رزین پلی استر، رزین فنولیک و …
آلیاژ PET پلی اتیلن ترفتالات با پلی اولفین های تقویت شد با الیاف به منظور استفاده در قطعات تزریقی صنعت خودروسازی رایج می باشد. همچنین آلیاژ PET/PC در مواردی که نیاز به ترکیب خواص سفتی عالی، مقاومت گرمایی و شیمیایی، مقاومت به ضربه، استحکام کششی و خمشی بالا می باشد مورد استفاده قرار می گیرد.
آلیاژسازی PET پلی اتیلن ترفتالات و ترموست ها نیز به منظور بهبود خواص حرارتی، مکانیکی، ضربه و اشتعال پذیری می باشد. این آلیاژ ها در خودروسازی، هوافضا و قطعات الکترونیکی کاربرد دارند.
کاربردهای اصلی پلی اتیلن ترفتالات PET
PET در صنعت بسته بندی در چندین نوع شکل مختلف استفاده می شود که در ذیل به آن اشاره شده است:
- بطری های پلاستیکی (نوشیدنی، بطری آب معدنی و.. ) به دلیل اینکه در مقابل نفوذ آب و رطوبت از خود مقاومت نشان می دهد.
- فیلم های PET: تولید نوار های پلاستیکی به دلیل استحکام مکانیکی بالا
- بسته بندی مواد غذایی: به دلیل بهداشتی بودن، مقاومت به مواد شیمیایی و دیگر خواص فیزیکی
- دیگر کاربردهای بسته بندی و ظروف یکبارمصرف: از ورق PET به دلیل داشتن خواص ذکر شده در بالا، در تولید انواع ظروف مانند سینی، ظروف بسته بندی یکبار مصرف، پیش دستی و… با روش ترموفرمینگ و وکیوم فرمینگ استفاده می شود.
- پارچه و نساجی: از مونوفیلامنت های پلی اتیلن ترفتالان PET در ساخت الیاف و استفاده آن ها در صنایع فیلتر پارچه و به طور کلی نساجی استفاده می شود. PET کاربرد فراوانی در صنایع پارچه دارد. الیاف پلی استر محکم، سبک، مقاوم به پارگی و کشیده شدن هستند و به همین دلیل در صنایع پارچه و منسوجات کاربرد بسیاری دارند.
- صنعت برق و الکترونیک: به علت خواص عایق الکتریسیته مناسب، پایداری ابعادی عالی و استحکام بالا، از PET در صنعت برق و الکترونیک استفاده فراوانی می شود. PET یک پلیمر موثر در جایگزینی عایق های موجود در این صنعت می باشد.
- خودروسازی: پلی اتیلن ترفتالات PET یک پلیمر موفق در صنایع خودروسازی است که کاربردهای فراوانی در آن دارد. مانند برف پاک کن، جعبه دنده، گیره چراغ جلو، روکش موتور و …
پلی اتیلن ترفتالات PET چگونه ساخته می شود؟
PET یک پلی استر آلیفاتیک است. از واکنش تراکمی بین مونومر ها به شرح زیر ساخته می شود:
- واکنش استری شدن بین ترفتالیک اسید و اتیلن گلایکول و یا
- واکنش استری شدن بین اتیلن گلایکول و دی متیل ترفتالات
محصول این واکنش PET به صورت مذاب ویسکوز می باشد که به آسانی می تواند آن را به شکل الیاف دراورد، اکسترود کرد و یا قالب گیری تزریقی را روی آن انجام داد.
فرایند و شکل دهی پلی اتیلن ترفتالات PET:
PET می تواند به آسانی با فرایند تزریق، اکستروژن، قالب گیری دمشی و ترموفرمینگ شکل دهی شود.
پل یاتیلن ترفتالات (پت) PET به صورت کلی اکسترود می شود تا بتوان از آن ها ورق و فیلم تهیه کرد. این ورق ها بعدا در فرایند ترموفرمینگ مورد استفاده قرار می گیرند. یا در فرایند قالب گیری دمشی برای تولید پریفرم و یطری پلاستیکی از آن ها استفاده می شود.
قبل از فرایند باید حتما پلی اتیلن ترفتالات PET را به مدت 4-2 ساعت در دمای 120 درجه سلسیوس خشک کرد.
فرایند قالب گیری دمشی پلی اتیلن ترفتالات PET:
- برای تولید بطری های شفاف
- دمای قالب باید بین ۱۰ الی ۵۰ درجه سلسیوس باشد.
قالب گیری تزریقی پلی اتیلن ترفتالات PET
- دمای مذاب: ۳۱۰-۲۸۰ درجه سلسیوس
- دمای قالب: 160-140 درجه سلسیوس برای تولید PET بلورینه (مات)
- دمای قالب: 50-10 درجه سلسیوس برای تولید PET آمورف (شفاف)
- L/D مارپیچ در بازه 22-18 توصیه می شود
اکستروژن پلی اتیلن ترفتالات PET:
- استفاده برای تولید فیلم و ورق
- دمای اکستروژن در بازه ۲۹۰-۲۷۰ درجه سلسیوس
بازیافت PET
محصولات ساخته شده از پلی اتیلن ترفتالات PET به طور 100 درصد قابل بازیافت هستند و بیشترین پلاستیک بازیافتی در دنیا PET می باشد. نماد بازیافت PET نیز با شماره 1 می باشد.
بطری ها و سایر محصولات استفاده شده از جنس PET جمع آوری می شوند، سپس فرایند شست و شو در آن ها انجام می گیرد. در صورت نیاز اصلاحات شیمیایی برای شکستن PET به تکه های کوچک انجام می شود. بعد از این اصلاح شمیمیایی ، باید کلیه مواد فرار و ناخالصی ها حذف گردد.
از این مواد بازیافت شده و خرد شده PET می توان در صنایع مختلفی مانند الیاف موکت، برخی کیسه های حمل، ژاکت های پشمی، فیلم و ورق، تسمه و … استفاده کرد.