pen的树脂结构与pet十分近似,pet的苯环用萘环替代就是pen。
由于萘环比苯环具有更大的共轭结构,分子刚性高,结构更呈平面状,虽然两者具有相似的特点性,但pen在所有方面的性能都优于pet,它具有如下特性:1)pen的热变形温度比pet高30℃,可以用于热灌装。2)pen的玻璃化温度比pet约高40℃,拉伸强度、弯曲模量、弯曲强度也较高,故pen的尺寸稳定性好、热收缩率低、长期耐热性好;3)pen在耐酸、耐碱、耐水解性和耐一般化学药品的性能优于pet。4)pen是各种塑料中气体阻隔性较好的一种,对氧气、二氧化碳、水的阻隔性分别比pet高4倍、5倍、3.5倍;5)pen与pet相比,对有机溶剂的吸附性较小,本身游离、析出性也低。6)pen结晶度低于pet,易制得厚壁透明瓶;7)pen具有良好的抗紫外线性能;8)pen有很好的卫生性能,美国食品药物管理局(fda)已允许pen用于食品包装。
pen/pet共聚或共混
如上所述,pen具有优良的特性,是一种理想的包装材料。但pen的价格昂贵,因而限制了作为包装材料的广泛应用。由于pen与pet均属热塑性聚酯,化学结构具有相似性,因此,将一定配比的pen与pet通过熔融共混制成聚合物合金,可以兼顾pet的经济性和pen的耐热性、阻气性等优良特性,是目前pen应用研究的开发重点,也是使pen走向市场(尤其是包装领域)的主要途径之一。当10%-20%的pen与pet共混后,对氧气、二氧化碳的阻透性可分别提高30%-50%和23%-37%,并可将对紫外线的遮蔽波长提高到380nm。pen/pet共混或共聚物已用于食用油、酒类、碳酸饮料及啤酒的包装。
pen在包装行业的应用
pen首先以薄膜制品出现在市场上,但目前,瓶类包装容器已成为pen的主要应用市场。
薄膜
目前正式出售pen薄膜的是teijin公司、ici公司、shell化学公司等。teijin公司是世界上生产双向拉伸pen薄膜的先驱,早在1989年就成功地研制了高性能的pen薄膜,在1993年建造了一条4000吨/年的薄膜生产线。此外toray公司、du pont公司等世界薄膜生产巨头也相继进入pen薄膜生产市场。pen可以使用与pet同样的设备制造,工艺过程与pet薄膜生产一样,通过熔融-挤出-双向拉伸制得pen膜(bopen)。bopen具有优良的耐热性、气体阻隔性、耐水解性、尺寸稳定性等特点,且易制得厚度为0.8μm的极薄薄膜,利用薄膜的这些特性,可制得不同用途的包装材料,其中在食品包装、医药包装、保香包装及精密仪器耐冲力包装方面占据较大的应用市场。
pen包装容器
目前瓶类包装容器已成为pen的主要市场。由于pen具有优良的特性,用pen吹制的pen瓶性能优于pet瓶。pen瓶透明、热灌装温度可达约100℃,对紫外线、氧气、二氧化碳阻隔性邓,并耐化学药品,用于饮料、啤酒、化妆品、婴儿食品的包装,具有很大的实用性和市场。pen瓶虽可用pet的各种吹塑方法加工,但最常用的是拉伸吹塑法。
国内现状与发展前景
以萘为骨架的功能性聚酯pen,因具有优良的特性,成为许多国外大公司竞相开发的热点,年生产量已达10多万吨,已广泛用于产品包装、建筑、电子、电器、航空航天、纺织等领域。相比而言,国内对pen的开发正处于起步阶段,从单体2,6-ndc的合成、pen性能表征和应用,还需要做很多的工作。仪征化纤有限公司、鞍钢学院、桂林电科所和北京化工研究院等单位做了一定的研究工作,取得了一些进展。随着包装行业、电子通讯业等其它行业的迅猛发展,对pen的需求将大幅度增长,我国也将成这pen消费大国。仅啤酒包装一项,目前中国内地啤酒年消费总量在全班干部排名第二,啤酒包装每年要使用350亿只啤酒瓶(包括回收瓶)和70亿只易拉罐,如果有10%玻璃瓶啤酒被塑料瓶包装取代,则需求量达40亿只,市场十分巨大。因此,发展我国自己的产业十分迫切,国内相关的企业及研究单位应加大人力和经费的投入,以加快pen技术开发和产业化进程,迎接pen消费热潮的到来。
