Polietileno tereftalatas, paprastai sutrumpintai vadinamas PET, yra universalus termoplastinis polimeras, priklausantis poliesterių šeimai. Jis sintetinamas per tereftalio rūgšties (PTA) ir etilenglikolio (EG) polikondensacijos reakciją ir susidaro linijinis polimeras, kurio molekulinė formulė yra (C10H8O4)ₙ. PET yra žinomas dėl savo unikalių savybių derinio, įskaitant didelį mechaninį stiprumą, puikų matmenų stabilumą, gerą cheminį atsparumą, mažą drėgmės sugėrimą ir nepaprastą skaidrumą, kai jis tinkamai apdorojamas. Kaip pusiau -kristalinės medžiagos, jos kristališkumą (paprastai 30–60 %) galima reguliuoti termiškai apdorojant, kad ji prisitaikytų prie skirtingų naudojimo scenarijų. Be to, PET yra labai perdirbamas, pažymėtas dervos identifikavimo kodu „1“ (♳), kuris atitinka augantį pasaulinį tvarių medžiagų poreikį. Dėl šių privalumų PET yra vienas plačiausiai naudojamų plastikų įvairiose pramonės šakose visame pasaulyje.
Bendras PET taikymas
PET universalumas leidžia jį pritaikyti keliose srityse, užimant didžiausią rinkos dalį pakavimo ir tekstilės pramonėje. Pakuočių sektoriuje jis sunaudoja daugiau nei 55 % viso pasaulio PET suvartojimo, daugiausia naudojamas standžioms taroms, tokioms kaip gėrimų buteliai (sudaro 70 % PET pakuotės), maisto padėklai ir farmacinės pakuotės, gaminti. Dėl didelio skaidrumo, atsparumo slėgiui ir bekvapių savybių PET buteliai idealiai tinka gazuotiems gėrimams, mineraliniam vandeniui, vaisių sultims ir arbatos gėrimams gerti, o kai kurios aukštai -temperatūrai atsparios klasės (HR-PET), galinčios atlaikyti 85 laipsnių karštį pripildymą. Jis taip pat naudojamas lanksčiose pakuotėse, pvz., vakuuminiuose-sandariuose maisto maišeliuose ir aliuminiu{10} dengtose plėvelėse, skirtose drėgnoms servetėlėms, nes pasižymi geru barjeru.
Tekstilės pramonėje PET žinomas kaip poliesterio pluoštas, kuris sudaro 60 % pasaulio sintetinių pluoštų. Jis plačiai naudojamas drabužių audiniuose (dažnai sumaišytuose su medvilne), šilumos izoliacijos sluoksniuose, sportinėje aprangoje ir automobilių apmušaluose, taip pat pramoniniuose pluoštuose, pavyzdžiui, padangų korduose ir saugos priemonėse. Be šių pagrindinių sričių, PET pritaikoma elektronikoje (pvz., kondensatorių plėvelėse, jungčių korpusuose), automobilių dalyse (pvz., vandens siurblių sparnuotėse, vidaus audiniuose), medicinos prietaisuose (pvz., švirkštų korpusuose, chirurginiuose siūluose) ir fotovoltiniuose moduliuose.
Pagrindiniai tiksliųjų PET sferų gamybos reikalavimai
Tiksliųjų PET sferų gamyba yra sudėtingas procesas, kurio metu reikia griežtai kontroliuoti žaliavas, apdorojimo parametrus ir po{0}}apdorojimo metodus, kad būtų užtikrintas didelis matmenų tikslumas, vienoda paviršiaus kokybė ir stabilus veikimas. Skirtingai nuo įprastų PET gaminių, tiksliosios sferos (dažnai naudojamos guoliuose, vožtuvuose, tiksliuose prietaisuose ir medicinos prietaisuose) reikalauja itin griežtų leistinų nuokrypių, todėl įpurškimas ir šlifavimas yra du pagrindiniai procesai, lemiantys galutinę kokybę.
1. Precizinio PET sferų liejimo įpurškimo reikalavimai
Įpurškimas yra pradinis žingsnis gaminant tikslias PET sferas, padedančias pagrindą jų formai ir pagrindiniam matmenų tikslumui. Dėl didelio PET kristališkumo, higroskopiškumo ir jautrumo temperatūrai turi būti laikomasi šių pagrindinių reikalavimų:
Žaliavos paruošimas: PET derva turi būti kruopščiai išdžiovinta prieš formuojant, nes jos higroskopiškumas (0,2 %-0,4 % vandens sugėrimas) gali sukelti hidrolizę, burbuliukus, sidabro dryželius ir sumažėjusį galutinio produkto mechaninį stiprumą. Džiovinimo procese 4-6 valandas reikia naudoti sausinimo džiovintuvą 160{12}}180 laipsnių temperatūroje, užtikrinant, kad drėgmės kiekis būtų sumažintas iki 0,005% arba mažesnis. Išdžiūvusią dervą reikia laikyti sandariame bunkeryje; Jei oras veikiamas ilgiau nei 1 valandą, jį reikia dar kartą išdžiovinti. Be to, dervos lydalo srauto greitis (MFR) turėtų būti reguliuojamas atsižvelgiant į rutulio dydį – paprastai 1,5–2,5 g/10 min liejimo klasės PET, kad būtų užtikrintas vienodas lydymasis ir užpildymas.
Reikalavimai įrangai ir formoms: Įpurškimo liejimo mašinos turi turėti patobulintas plastifikavimo galimybes, turinčias PET{0}}specifinius varžtus arba modifikuotus bendrosios paskirties -sraigtus, kurių suspaudimo laipsnis yra 2.8-3.5 .. Tiksliųjų rutulių forma turi būti suprojektuota su trumpomis, lygiomis bėgelėmis ir poliruotomis ertmėmis/varteliais, kad būtų išvengta srauto žymių ir medžiagos užsilikimo. Norint pagerinti gamybos efektyvumą ir užtikrinti vienodą užpildymą, rekomenduojama naudoti karšto bėgelio sistemą. Formos temperatūra turi būti kontroliuojama 60-80 laipsnių; per žema temperatūra lemia nepakankamą kristalizaciją, o per aukšta temperatūra prailgina gamybos ciklą.
Įpurškimo proceso parametrai: Labai svarbu griežtai kontroliuoti temperatūrą{0}} statinės temperatūra nustatoma sekcijomis: 240-250 laipsnių (maitinimo sekcija), 260-270 laipsnių (suspaudimo sekcija), 270-280 laipsnių (homogenizavimo sekcija) ir 265-275 laipsnių (purkštuko temperatūra). Temperatūros nuokrypiai neturi viršyti 3 laipsnių, kad būtų išvengta PET irimo ir pageltimo. Įpurškimo slėgis paprastai yra 80–100 MPa, naudojant didelio greičio įpurškimą (100–150 mm/s), kad būtų sumažintas lydalo aušinimo laikas ir išvengta defektų. Slėgis turi būti 40–50% įpurškimo slėgio, o laikymo laikas 5–8 sekundes, kad būtų išvengta susitraukimo. Sraigto greitis reguliuojamas 80-100 r/min, kad būtų užtikrintas vienodas plastifikavimas.
2. Tiksliųjų PET sferų šlifavimo reikalavimai
Po įpurškimo formavimo, tuščių rutulių paviršius yra grubus ir matmenų nuokrypiai, todėl tikslus šlifavimas yra būtinas norint pasiekti reikiamą tikslumą ir paviršiaus apdailą. Šlifavimo procesas yra padalintas į kelis etapus, griežtai kontroliuojant kiekvieną parametrą, kad būtų išvengta paviršiaus pažeidimų ir matmenų klaidų:
Išankstinis-šlifavimas (grubus šlifavimas): Šiuo etapu siekiama pašalinti paviršiaus defektus (pvz., įdubas, srauto žymes) ir ištaisyti didelius matmenų nuokrypius. Šlifavimo įrangoje naudojami horizontalūs skaitmeninio valdymo rutuliniai šlifuokliai su daug -fosforo ketaus arba legiruotojo ketaus šlifavimo diskais (kūgio kampas 10 laipsnių -15 laipsnių, griovelio gylis 1/3 rutulio skersmens). Šlifavimo terpėje naudojami W10-W14 deimantų arba silicio karbido mikro-milteliai, sumaišyti su mažo klampumo tepimo alyva ir didelio slėgio anti-dėvėjimosi priemonėmis. Šlifavimo slėgis yra 1,2–1,6 MPa, greitis 9–12 r/min, laikas 20–30 min., siekiant apvalumo, mažesnio arba lygaus 0,2 μm, o paviršiaus šiurkštumui (Ra) ne mažesniam kaip 0,08 μm.
Smulkus šlifavimas: Smulkus šlifavimas dar labiau pagerina matmenų tikslumą ir paviršiaus lygumą. Šlifavimo terpė pakeičiama W5-W7 mikromilteliais, slėgis sumažintas iki 0,8–1,2 MPa, o greitis reguliuojamas iki 7–10 r/min. Šlifavimo laikas yra 15–25 min., todėl matmenų nuokrypis yra ±0,3 μm, apvalumas yra mažesnis arba lygus 0,1 μm, o Ra yra mažesnis arba lygus 0,03 μm.
Itin{0}}Tikslus šlifavimas (poliravimas): didelio-tikslumo sferoms (pvz., G5-G10 klasės) reikalingas itin tikslus šlifavimas arba cheminis mechaninis poliravimas (CMP). Šlifavimo terpėje naudojami W0.5-W1.0 deimantiniai mikro{17}}milteliai, kurių slėgis yra 0,3–0,5 MPa, o greitis 3–6 r/min. Šlifavimo laikas yra 8–15 min., todėl susidaro veidrodinis paviršius, kurio Ra yra mažesnis arba lygus 0,005 μm, nėra įbrėžimų ir jokių duobių. Po šlifavimo sferos yra valomos keliais etapais (valymas ultragarsu, skalavimas purškimu, džiovinimas vakuume), kad pašalintų šlifavimo likučius ir aliejaus dėmes.
Kokybės kontrolė šlifavimo metu: Šlifavimo temperatūra turi būti kontroliuojama žemiau 40 laipsnių, kad būtų išvengta šiluminės deformacijos. Šlifavimo diską reikia reguliariai prižiūrėti, kad būtų išlaikytas lygumas (mažesnis arba lygus 0,005 mm) ir griovelio forma. Viso proceso metu atliekamas skersmens matavimas ir mėginių ėmimo tikrinimas internetu, siekiant užtikrinti, kad matmenų nuokrypis, apvalumas ir paviršiaus šiurkštumas atitiktų standartus (GB/T 308, ISO 3290).
3. Tiksliųjų PET sferų dažymo metodai
Tiksliam spalvinimui PET sferoms reikia subalansuoti spalvų vienodumą, stabilumą, o sferos tikslumo{0}}dažikliai neturi turėti įtakos PET mechaninėms savybėms ar sukelti paviršiaus defektų. Atsižvelgiant į gamybos mastą ir tikslumo reikalavimus, dažniausiai naudojami šie metodai:
Pagrindinis dažymas (labiausiai rekomenduojamas): Tai pagrindinis spalvotų tikslių PET sferų masinės gamybos metodas. Spalvų pagrindinis mišinys yra koncentruotas pigmentų, dispergentų ir PET nešiklio dervos mišinys, iš anksto-sumaišytas ir granuliuotas. Prieš liejimą įpurškiant, jis sumaišomas su PET derva santykiu 1 %-5 %. Privalumai apima vienodą spalvų dispersiją (nėra matomų spalvų dėmių), stabilią partijos konsistenciją, mažą dulkių taršą ir gerą suderinamumą su PET (neturi įtakos mechaniniam stiprumui). Spalvos pagrindinis mišinys turi būti džiovinamas kartu su PET derva, kad būtų išvengta drėgmės sugėrimo, o naudojami pigmentai turi būti atsparūs aukštai temperatūrai (didesnė arba lygi 300 laipsnių), kad atlaikytų 260–280 laipsnių liejimo temperatūrą.
Skystas dažiklis: tinka mažoms-partijoms, suasmenintoms spalvotoms sferoms. Skysta dažų pasta arba spalvota alyva yra tiksliai įpilama į PET dervą dozavimo siurbliu prieš formuojant. Jis siūlo puikų sklaidą, tikslų spalvų valdymą ir neteršia dulkių. Tačiau skystas dažiklis turi būti suderinamas su PET, kad nepakenktų dervos lydymosi savybėms, o saugojimo metu jis turi būti sandariai uždarytas, kad būtų išvengta išgaravimo ar stratifikacijos.
Paviršiaus dangos dažymas: naudojama sferoms, kurioms reikalingi sudėtingi vaizdiniai efektai (pvz., metalo blizgesys, gradiento spalvos), nekeičiant vidinės dervos formulės. Po šlifavimo ir poliravimo sferos yra apdorojamos vainikiniu būdu, siekiant padidinti paviršiaus įtempimą, tada purškiamos, atspausdinamos arba vakuuminiu būdu aliuminuojamos spalvota danga. Dangos medžiaga turi būti netoksiška, atspari dilimui- ir gerai sukibti, kad nenuluptų. Sferoms, naudojamoms maisto ar medicinos srityse, danga turi atitikti FDA 21 CFR arba GB 4806 saugos standartus.
Atsargumo priemonės dažymui: Venkite tiesiogiai naudoti spalvotus miltelius, nes jie gali susikaupti ir sukelti spalvos dėmių bei paviršiaus defektų. Dažiklio sudėtyje neturi būti sunkiųjų metalų (pvz., švino, kadmio) arba lakiųjų kenksmingų medžiagų. Po dažymo šlifavimo procesą reikia šiek tiek pakoreguoti, kad nenusidėvėtų spalvos sluoksnis ir nepakenktų paviršiaus apdailai.
Išvada
Dėl puikių visapusiškų PET savybių jis yra nepakeičiama medžiaga šiuolaikinėje pramonėje, kuri apima pakuotes, tekstilę, elektroniką ir kt. Gaminant tikslias PET sferas reikia griežtai kontroliuoti liejimą (žaliavos džiovinimą, temperatūrą, slėgį) ir šlifavimą (daugiapakopį apdorojimą, parametrų optimizavimą), kad būtų užtikrintas didelis tikslumas ir paviršiaus kokybė. Spalvotoms tikslioms sferoms pagrindinis dažymas yra patikimiausias masinės gamybos būdas, o skysti dažikliai ir paviršiaus dengimo metodai tinka asmeniniams arba aukštiems -estetiniams reikalavimams. Nuolat tobulėjant apdorojimo technologijoms, tikslios PET sferos vaidins vis svarbesnį vaidmenį didelio-tikslumo įrangoje ir specialiose srityse.
