Полиэтилентерефталат
-
Описание и производство ПЭТ
- ПЭТ (полиэтилентерефталат) — термопластичная полимерная смола, используемая в волокнах, емкостях и термоформовании.
- В 2016 году произведено 56 миллионов тонн ПЭТ.
- ПЭТ состоит из повторяющихся элементов C10H8O4 и имеет идентификационный код смолы RIC 1.
-
Применение в текстильной промышленности
- ПЭТ используется в производстве полиэфирных волокон, известных как полиэстер.
- Изобретение полиэфирного волокна приписывается Дж. Р. Уинфилду.
- Полиэстер используется в модной одежде, термоодежде, спортивной и рабочей одежде, автомобильной обивке.
-
Применение в упаковке
- ПЭТ широко используется для производства пластиковых бутылок.
- Для напитков, разлагающихся под воздействием кислорода, используется многослойная структура.
- ПЭТ-листы могут быть термоформованы для изготовления упаковочных лотков и блистерных упаковок.
-
Применение в гибкой упаковке
- Двухосноориентированная ПЭТ-пленка (BOPET) используется для гибкой упаковки пищевых продуктов и теплоизоляции.
- BOPET может быть алюминирована для снижения проницаемости и повышения отражающей способности.
-
Применение в фотоэлектрических модулях
- BOPET используется в задней панели фотоэлектрических модулей.
- ПЭТ также используется в качестве подложки в тонкопленочных солнечных элементах.
-
Применение в термопластичных смолах
- ПЭТ может быть смешан со стекловолокном и ускорителями кристаллизации для получения термопластичных смол.
- Из них можно изготавливать детали методом литья под давлением.
-
Другие области применения
- ПЭТ используется как гидроизоляционный барьер в подводных кабелях.
- В качестве основы для пленки и волокна, вплетенного в колокольные канаты.
- В композитных газовых баллонах высокого давления IV типа.
- В качестве нити накала для 3D-печати и в пластике для 3D-печати PETG.
- В блестках и пленке для нанесения на ленту.
- В водостойкой бумаге и ПЭТ-преформах для бутылок.
- В полиэфирной пряже, полотенцах из микрофибры и чистящих салфетках.
- В воздушных шарах из алюминированного майлара.
-
История и физические свойства
- ПЭТ был запатентован в 1941 году и впервые изготовлен в 1949 году в СССР.
- ПЭТ-бутылка была изобретена в 1973 году.
- ПЭТ в своем наиболее стабильном состоянии представляет собой бесцветную полукристаллическую смолу.
- ПЭТ гигроскопичен и впитывает воду.
- Кристаллизация около 60% является верхним пределом для коммерческих продуктов.
-
Свойства и применение ПЭТ
- ПЭТ обладает прозрачностью благодаря кристаллической структуре.
- ПЭТ поглощает гидрофобные ароматизаторы, что требует корректировки дозировки.
- ПЭТ сополимеризуют для оптимизации свойств, например, с CHDM для снижения температуры плавления.
-
Производство и процессы
- ПЭТ производится из терефталевой кислоты, этиленгликоля и диметилтерефталата.
- Процесс получения диметилтерефталата включает переэтерификацию и дистилляцию.
- Процесс получения терефталевой кислоты включает этерификацию и дистилляцию.
-
Оборудование и методы формования
- Существуют одноэтапные и двухэтапные методы формования ПЭТ-бутылок.
- Двухэтапный метод подходит для стороннего производства, одноэтапный — для нестандартных форм.
-
Деградация и меры по смягчению
- ПЭТ подвержен разложению при высоких температурах и влажности.
- Сополимеризация и стабилизаторы помогают снизить температуру плавления и предотвратить деградацию.
-
Ацетальдегид и его влияние
- Ацетальдегид образуется при разложении ПЭТ и может вызывать неприятный привкус у воды.
- Высокие температуры и давления способствуют образованию ацетальдегида.
-
Проблемы безопасности и охраны окружающей среды
- ПЭТ может вызывать эндокринные нарушения и выщелачивать фталаты и сурьму.
- Сурьма остается в материале и может попадать в продукты питания, но в допустимых концентрациях.
-
Содержание сурьмы в бутилированной воде
- Небольшое количество сурьмы попадает из домашних животных в бутилированную воду.
- Риск для здоровья незначителен при концентрации 1% от допустимой суточной нормы.
- В концентратах фруктовых соков в Великобритании содержание сурьмы может превышать допустимые нормы ЕС.
-
Микроволокна и их влияние
- Одежда теряет микроволокна при использовании, стирке и машинной сушке.
- Микропластики могут попадать в организм мелких морских обитателей и в пищевую цепочку.
- ПЭТ-бутылки могут осаждаться на очистных сооружениях сточных вод.
- Микроволокна домашних животных могут переноситься по воздуху и попадать в пищу человека.
-
Переработка ПЭТ
- ПЭТ-бутылки хорошо поддаются вторичной переработке.
- В Швейцарии перерабатывается около 75% ПЭТ-бутылок.
- Переработанный ПЭТ используется для производства полиэфирного волокна, обвязки и непищевой тары.
- ПЭТ также используется для производства ковров и термической утилизации.
-
Химическая переработка ПЭТ
- ПЭТ может быть химически переработан в исходное сырье или механически переработан.
- Полиол, полученный из ПЭТ, используется в производстве полиуретана и продуктов на основе эпоксидной смолы.
- В 2023 году разработана технология использования ПЭТ для производства суперконденсаторов.
-
Биологическое разложение ПЭТ
- Бактерии рода Nocardia и Bacillus могут расщеплять ПЭТ с помощью эстераз.
- Японские ученые выделили бактерию Ideonella sakaiensis, способную разрушать пластиковую пленку.
- Французские исследователи разработали ПЭТ-гидролазу, способную деполимеризовать ПЭТ за 10 часов.
- Техасский университет в Остине разработал фермент на основе натурального ПЭТ-аса, способный разрушать различные продукты за 24 часа.