共聚聚酯PETG的物理化学结构、特性区别

共聚聚酯PETG的物理化学结构、特性区别

1.共聚聚酯简介

普通聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)是由对苯二甲酸（TPA)和乙二醇（EG)两种单体经过酯化缩聚反应得到的聚合物，属于结晶与非晶共存的结晶型聚合物。聚酯的共聚改性就是在对苯二甲酸（TPA)和乙二醇（EG)两种单体之外，引人第三种甚至第四种单体参与共聚，目的是使聚合物产生不对称的分子结构从而形成无定形的PET共聚物。引入的第三或第四单体可以是二元酸或二元醇，可用的二元酸有间苯二甲酸（IPA)、丙二酸、丁二酸、己一酸、癸二酸等。当第三单体为二元羧酸的共聚物，称为APET;当第三单体为二元醇的共聚物，则称为PETG。

APET常用的共聚单体为间苯二甲酸（IPA)，它可改变分子的对称紧密结构，破坏了大分子链的规整性，降低大分子间的作用力，使分子链变得比较柔顺。同时由于IPA的引人，使聚酯难以成核结晶，随着IPA含量的增大，结晶度越来越小，最后变成非晶聚合物，适合于生产高收缩薄膜。在APET中IPA的含量在20%左右为佳。

PETG常用的共聚单体为1,4-环己烷二甲醇（CHDM)，全称为聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己二甲醇酯。它是由对苯二甲酸(TPA)、乙二醇（EG)和1,4-环己烷二甲醇（CHDM)三种单体用酯交换法共缩聚的产物，与PET比多了1,4-环己烷二甲醇共聚单体，与PCT比多了乙二醇共聚单体，因此性能和PET、PCT都大不相同。PETG是一种非结晶型共聚聚酯，随着共聚物中CHDM的增加，熔点下降，玻璃化温度上升，结晶度下降，最后变成无定形聚合物。一般PETG中CHDM的含量在30%~40%适宜。PETG制品的透明度高，光泽度高，是一种全新的透明工程塑料；此外，PETG还具有抗冲击性优异，耐热性好，热封性好，弯曲不泛白，耐划痕，抗老化、抗静电、耐化学性优异，低萃取性，耐水解性，流动性好，着色力强，易于成型加工，卫生性好（符合FDA)，属于新一代环保塑料品种。

在应用领域，PETG特别适合于生产厚壁透明制品，透明度与PC接近，其他性能尤其是刚性和靭性都接近，但价格比pc低，在透明制品领域可替代PC、透明ABS、PMMA、K树脂等，PETG的特性黏度为0.68dL/g，熔点为215°C，加工性能极佳，可设计任意形状，用挤出、注塑、吹塑及吸塑等方法成型，并可进行二次加工如常规的机械加工修饰，但需注意的是其成型收缩率比较大。

PETG广泛用于高透明片材和板材、高性能收缩脱、热封膜、瓶材及异型材等。

目前主要PETG生产商为美国伊士曼化学公司和韩国SK化工株式会社，我国汕头市保税区锦源聚酯有限公司在国内第一个开通PETG片材生产线。

美国伊士曼化学公司的Z-聚酯系列有Z6002、Z6003、ZWKM、Z6006、Z6008、Z6018、Z6763、Z5011等牌号，其中Z6002、Z6003、Z6004、Z6006、Z6763、Z5011中的CHDM含1小于50%，称为PETG;Z6008和Z6018中的CHDM含量大于50%，称为PCTG。

韩国SK化工株式会社的产品有：PETG 2008，适合吹瓶、片材和管材的生产；PETG 2012，适合于各类片材、板材、管材、卡材；PETG DB7430，适合于注塑制品和吹瓶。

2.共聚聚酯主要性能

PETG突出的性能有：髙透明度、高光泽度、良好的抗刮伤性能；韧性特高，耐冲击性好，高伸长率，弯曲强度高；耐化学性好；良好的加工性，高流动性、优异着色性能、可二次加工，符合FDA标准。

3.共聚聚酯成型加工

(1)干燥条件聚酯是酸和二元醇反应的产物，水是反成的副产品。在溶融温度下，该反应为可逆的，所以必须将水分除去，否则发生水解反应。

用普通热风循环式干燥机条件为：100°C，4~6h。

用除湿式干燥机条件为：Z6002/3/4,70~75°C，3~5h。 Z6008,70~75°C，4~6h。

(2)加工温度

①料筒温度 采用较低的加工温度和较短的停留时间（小于5min)，一般正常料温为240~250°C。

②模温 用冷冻水冷冻模具，模温范围为15~25°C。

(3)螺杆转速 较低的螺杆转速可防止料筒温度过高，建议选用60~90r/min。

(4)背压 适当的背压可加强塑料的塑化并有助于排气，建议背压为5~10MPa。

(5)洗机用料 在使用新料之前，一定要用透明PC料洗机；在使用新料之后，可用PMMA、PS等透明料清洗。

下面以PETG热收缩膜为例，介绍其具体生产工艺及条件。

①干燥对单螺杆挤出机，推荐采用真空转鼓干燥机，干燥温度70~75°C，干燥时间>6h。对双螺杆挤出机，可省去干燥程序，用真空排气系统将水分和低聚物排出。

②熔融挤出 在单螺杆挤出机中进行，料筒的各段温度从加料口起依次为：180°C、240-C、260°C、270°C和275°C,机头溢度为270°C。

③流延成片 熔体从衣架式机头中流延至冷却转鼓上冷却成片，冷却转鼓的冷却水温为30°C左右。

④单向拉伸 高热收缩膜要求横向单向拉伸，拉伸预热温度为90~100°C,拉伸温度为105~110°C，拉伸倍数为3~3.5。链夹需风冷控制在110°C以下，防止黏夹。

⑤冷却 拉伸后的PETG膜立即进行冷却，而不必进行热定型处理。

4.共聚聚酯应用范围

(1)片板材 使用常规的成型方法，可以制备1~25.4mm厚度的透明材料，具有优越的光学性能（高透光性、高光滑和低光晕），有突出的韧性和高冲击性能，其冲击强度是改性聚丙烯酸酯的3~10倍，成型性能优异，冷弯曲不泛白，无裂纹，易于印刷和修饰，还可进行各类吸塑成型加工，制成各种电子产品包装材料。

PETG片板广泛应用于室内外标牌，储物架、自动售货机面板，家具、建筑及机械挡板等。我国的第二代身份证就采用PETG基材替代传统的pet基材，具体由江苏华信塑业发展有限公司生产，它具有可回收再利用、不污染环境、易于印刷、防伪造、耐摩擦、耐划痕、抗腐蚀、抗老化、抗静电等优点。

(2)异型材 可制成各类型材，坚硬、透明、光泽好、受压不泛白，易于成型及后加工处理，符合环保要求，广泛用于述筑装饰和医疗设施，并可用于玩具、家用电器、运动器械、家庭州品等。

(3)管材类 PETG管材的抗静电性和透明性好，用于电子产品的周转器。

(4)薄膜类 可用于生产高性能收缩膜，普通PET的热收缩率仅为30%，而PETG的热收缩率大于70%，具有卬吸烟力、高透明度、高光泽、低雾度、易于印刷，可用于形状复杂容器的包装，如饮料瓶、食品、化妆品瓶、电子产品。

(5)吹塑瓶类 可改善传统pet瓶韧性低的不足，适合于大型瓶的制造，摩擦不起痕、易于表面修饰，广泛应用于高档化妆品包装。

(6)注塑制品 电器透明配件如显示器、保护面罩、光源外罩，透明文具如笔套等，透明家庭用品如冰箱保鲜盒等，灰的界器如试管等，各类儿童玩具。