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瓶胚的知識王博峰瓶胚的化學式瓶胚構(gòu)成化學名:聚對苯二甲酸乙二醇酯(聚酯)簡寫PET聚酯化學式如下PET(聚酯)是一種中高分子量(25000~50000)長鏈型聚合物,其高分子(31000~50000)常被用來制造雙向拉伸的瓶子即通常所講的瓶用(PET)。該樹脂是一種圓柱形或平行六面體立方狀態(tài),體積為34~40mm3為一種半結(jié)晶態(tài)物體。根據(jù)不同牌號的原料其玻璃化溫度為75℃~80℃左右,其熔融溫度在250℃,其加工溫度在260℃~290℃之間。此三個溫度指標通常用于該PET的拉伸加熱溫度、塑化溫度及機器、模具溫度的設定參數(shù)。PET為親水性物質(zhì),其熔融狀態(tài)時遇水分時將加速降解。因此加工之前必須進行有效的干燥。在擠出、注塑過程中,會有乙醛(AA)的放出,其殘留量使加工困難。PET的化學性質(zhì)CAS號:25038-59-9密度:1.68g/mlat25攝氏度熔點:250-255攝氏度從聚酯的化學式可以看出如果溫度過高化學式中的醛基|O=C—H就會加熱分出來生成乙醛對身體產(chǎn)生危害瓶胚的由來瓶胚是由PET切片經(jīng)過注塑機經(jīng)過干燥加熱注塑形成的。聚酯切片的由來PET切片聚酯工藝路線有直接酯化法(PTA法)和酯交換法(DMT法),環(huán)氧乙烷法(EO法)由精對苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)聚合而成對苯二甲酸是由天然氣和石油經(jīng)過深加工分別生成甲酸和二甲苯聚合的。嚴格的我們不能稱我們現(xiàn)在用的塑料瓶(pet)為聚酯,只能說pet是聚酯中的其中一種,是工業(yè)發(fā)展后應用最廣的一種。聚酯單體對苯二甲酸乙二醇酯的生產(chǎn)方法(PET切片)對苯二甲酸乙二醇酯(BHET)的生產(chǎn)方法目前主要有三種,1,酯交換法、2,直接酯化法3,環(huán)氧乙烷法(1)酯交換法(DMT法)·

a、對苯二甲酸與甲醇反應生成對羧基苯甲酸甲酯(MMP):HOOCCOOH+CH3OHCH3OOCCOOH+H2Ob、對羧基苯甲酸甲酯再與甲醇反應生成對苯二甲酸二甲酯(DMT):CH3OOCCOOH+CH3OHCH3OOCCOOCH3+H2Oc、得到DMT以后,與乙二醇進行酯交換反應就可以獲得BHET:CH3OOCCOOCH3+2HOCH3CH3OH2CH3OH+HOCH2CH2OOCCOOCH2CH2OH酯交換法的特點酯交換法的優(yōu)點:1、反應產(chǎn)生的副產(chǎn)物DEG含量較少;2、DMT能與EG完全混合,反應速度快;3、原料可以使用粗PTA進行生產(chǎn)。酯交換發(fā)的缺點:1、需要把甲醇進行回收;2、流程復雜,投資大。由于酯交換法的生產(chǎn)復雜,需要甲醇的回收裝置,而且投資大,現(xiàn)在新建的裝置基本上已經(jīng)很少用酯交換的工藝路線,而以前的裝置也慢慢的淘汰了。二甘醇又叫二乙二醇醚低毒.對哺乳類動物,可引起腎臟及中樞神經(jīng)損害.

(2)直接酯化法直接酯化法是直接用對苯二甲酸與乙二醇反應生成對苯二甲酸乙二醇酯的方法,也稱之為PTA法。直接酯化法是由高純度的對苯二甲酸與乙二醇配制成的漿料投入反應釜,發(fā)生如下反應:HOOCCOOH+2HOCH2CH2OH2H2O+HOCH2CH2OOCCOOCH2CH2OH目前也有用中度純度對苯二甲酸(QTA)代替PTA進行直接酯化的工藝。(3)環(huán)氧乙烷法(EO法)HOOCCOOH+2CH2CH2HOCH2CH2OOCCOOCH2CH2OHO

三種方法的特點EO法技術(shù)應該是最理想的工藝路線,但是由于環(huán)氧乙烷原料很危險,沸點很低(10.7℃),容易發(fā)生爆炸,發(fā)展很慢。其次是PTA法發(fā)展太快造成的。由于PTA法較DMT和EO法優(yōu)點更多(原料消耗低,EG回收系統(tǒng)較小,不副產(chǎn)甲醇,生產(chǎn)較安全,流程短,工程投資低,公用工程消耗及生產(chǎn)成本較低,反應速度平緩,生產(chǎn)控制比較穩(wěn)定)等,目前世界PET總生產(chǎn)能力中大多采用PTA法·

3、縮聚經(jīng)過上述三種方法得到對苯二甲酸乙二醇酯后,縮聚反應便可開始進行,其化學反應式如下:nHOCH2CH2OOCCOOCH2CH2OHHO〔CH2CH2OOCCOO〕nCH2CH2OH+(n-1)HOCH2CH2OH4、直接酯化法的主要生產(chǎn)工藝直接酯化法生產(chǎn)聚酯的工藝主要有吉瑪工藝、鈡紡工藝、杜邦工藝、伊文達工藝等。吉瑪工藝的生產(chǎn)工藝圖吉瑪工藝流程圖`這是對應上面的生產(chǎn)流程圖的工藝流程PTAADD

H2O五釜流程工藝示意圖漿料配制酯化1酯化2預聚1預聚2終聚EG回收EG循環(huán)熔體輸送紡絲酯化反應機理PTA和EG的酯化反應可在PTA的氫離子(H+)自催化作用下進行,自催化的反應機理是原料PTA羧基解離的H+自催化和EG進行親和酯化反應。其實,酯化反應和縮聚反應在整個生產(chǎn)反應過程中都同時存在,在反應剛開始時,反應條件有利于酯化反應的進行。酯化反應為可逆反應,為了向正反應方向進行,必須及時除去生成的水。另外EG與PTA的配比也有一定的影響,當EG過量時,會發(fā)生EG之間、EG與BHET之間的醚化反應。在實際生產(chǎn)過程中,酯化反應生成的BHET經(jīng)本體聚合生成二聚體、三聚體等,在反應結(jié)束時,反應物料大部分為BHET的四聚體和五聚體。在酯化反應過程中,也有縮聚反應、水解反應(酯化反應的逆反應)、醇解反應、生成醚的副反應等。影響酯化反應的主要工藝條件(1)EG/PTA摩爾比的影響;(2)反應壓力的影響;(3)反應溫度的影響;(4)反應時間的影響;(5)PTA粒徑的影響;(6)催化劑的影響。縮聚的反應機理由于聚酯的縮聚反應是可逆反應,并且反應平衡常數(shù)較小,因此,在反應過程中必須盡快除去反應生成的EG,否則,將會影響縮聚反應速率和聚合度。縮聚階段主要是一個鏈增長的過程,這一階段伴隨著高分子聚合物的生成,同時也釋放出許多地相對分子量的EG及其他化合物。為了確保縮聚反應順利進行,得到優(yōu)質(zhì)的聚酯產(chǎn)品,必須把這些反應所產(chǎn)生的小分子物質(zhì)迅速分離出反應系統(tǒng)。因此,縮聚反應通常是在相對較高的溫度、高真空的條件下進行的。影響縮聚反應的主要工藝條件(1)催化劑的影響;(2)穩(wěn)定劑的影響;(3)反應溫度的影響;(4)反應壓力的影響;(5)反應時間的影響;(6)攪拌速度的影響;(7)熔體層厚度的影響;(8)酯化率對聚合度的影響PET的質(zhì)量指標及各指標的影響因素為了使生產(chǎn)的PET滿足后加工的要求,其質(zhì)量必須滿足一定的條件。常用來衡量PET質(zhì)量的指標有黏度、熔點、端羧基、色相、凝集粒子、水含量、異狀切片、灰分、鐵含量、二甘醇含量等1,黏度黏度是聚酯的非常重要的指標,一般用特性黏度(相對黏度)表示。黏度是分子內(nèi)摩擦的量度,由于高分子的流動是通過鏈段的位移形成的,鏈段越長,摩擦力越大,其黏度越高,因此黏度是分子量大小的一個標志。2、熔點熔點是指將結(jié)晶的固態(tài)物質(zhì)加熱到一定溫度時,有固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)時的溫度。純聚酯結(jié)晶聚合物(100%結(jié)晶)的熔點在300℃左右,但實際生產(chǎn)中不可能達到,一般在260℃左右。3、羧基端羧基(—COOH)含量使聚酯的一項重要質(zhì)量指標,對聚酯制品的物理性能、后加工性能及后加工成品的后序影響很大。一般認為,在一定的范圍內(nèi)端羧基含量高,聚酯的熱穩(wěn)定性差,隨著熱降解時間的增長,端羧基含量增大。另外,端羧基會對酯基進行酸解反應,使黏度降低。因此,控制聚酯的端羧基含量,使其穩(wěn)定在適當?shù)乃绞欠浅V匾摹T诳s聚過程中,聚合工藝條件有波動,縮聚的反應溫度高,真空度偏低或停留時間過長,這些都對降低產(chǎn)品中的端羧基含量不利。PET的質(zhì)量指標及各指標的影響因素4、色相色相通常用L值(黑白度)、B值(黃藍指數(shù))、a值(紅綠指數(shù))表征。我們一般用B值和L值表示。聚酯發(fā)黃的原因除了原材料的色澤影響外,主要是被氧化的結(jié)果。此外由于熱降解產(chǎn)生的乙醛對銻的還原作用,會導致聚酯發(fā)灰、L值下降。5、凝集粒子(聚酯切片中≧10um的粒子)凝集粒子是指凝聚粒子、凝膠粒子、炭黑粒子以及其他雜質(zhì)粒子的總稱。凝聚粒子是由TiO2產(chǎn)生;凝膠粒子是由于反應釜有死角或其他原因造成降解的熔體逐漸形成的高結(jié)晶聚合物;炭黑是由于聚酯高溫炭化后形成的。凝集例子對生產(chǎn)最大的影響是熔體過濾器、紡絲組件壓差上升快,縮短使用周期,增加紡絲斷頭。6、二甘醇二甘醇(DEG)端羥基間反應的產(chǎn)物,該副反應主要發(fā)生在游離EG量大的場合,聚合物中的DEG含量高,會使熔點降低;由于醚鍵的存在,耐紫外線性能、耐熱性下降。聚合物的DEG還將影響織物的染色性,產(chǎn)品的DEG含量不必過低,而應保證在指標范圍內(nèi)穩(wěn)定,所以要求它的含量要均勻。DEG在縮聚過程中幾乎不增加,主要在酯化過程中產(chǎn)生,產(chǎn)生量與酯化的進料EG/PTA的摩爾比、酯化溫度、酯化停留時間等幾個參數(shù)有較大關(guān)系。因此在優(yōu)化質(zhì)量時,重點對酯化釜的工藝參數(shù)做相應的調(diào)整。7、水含量切片產(chǎn)品中的水分子無疑給用戶直接帶來了損失,而且更重要的是增加了后加工干燥的能耗,影響到紡絲工藝的穩(wěn)定性可紡絲性,以及成品率和成品絲質(zhì)量。8、異狀切片(長度≧規(guī)定尺寸的4倍,厚度,寬度或直徑≧規(guī)定尺寸的2倍的聚酯切片)

9、灰分(表示聚酯樹脂切片中無機成分的含量)10、鐵含量瓶胚生產(chǎn)工藝流程切片料斗泵干燥機注塑機除濕機鏈道瓶胚框冰水機實物圖干燥機和料斗干燥機料斗實物圖·真空泵用于吸切片‘粒子進入料斗除濕機防止冷凍水引起模具結(jié)露,瓶胚上產(chǎn)生水紋露點:空氣中的水蒸汽變成露珠時的溫度注塑機主體1.平臺2.梯子3.欄桿4.注嘴5.下料口6.氮氣罐7.擠壓器8.電柜工作循環(huán)圖·除濕機料斗干燥機注塑機瓶胚成型部分切片加熱部分擠壓粒子裝置干燥機干燥機設定溫度165℃-175℃停留時間4-6小時下料溫度160℃以上露點-30℃以下干燥風的流量3.7m3/h(kg/h)1、干燥系統(tǒng)的原理首先從料筒中來的回風經(jīng)濾網(wǎng)過濾后,有鼓風機送入分子篩經(jīng)吸附后通過控制閥進入進風加熱系統(tǒng),高熱的氣體進入料筒,將PET加熱并使水份蒸發(fā)帶走微小粒子,再次回到回風入口;同時再生加熱根據(jù)露點測定進行工作,由再生風機鼓風進行再生加熱使左邊分子篩升溫并帶走其中濕熱水分,直至其出口風溫及濕度達到干燥要求然后停止工作等待右邊的分子篩超過露點要求,之后上、下控制閥自動換向進行左右分子篩筒的對換并重復以上工作循環(huán),通過不停的轉(zhuǎn)換使PET達到干燥。2,干燥的作用預熱干燥的PET對加工來講,可以增加表面光潔度和透明度,提高抗彎強度,拉伸強度,避免內(nèi)部的裂紋和氣泡,并可提高塑化能力、縮短成型周期。除濕機的作用作用:通過運轉(zhuǎn)可以將潮濕的水分除去,使空氣變得干爽。(防止冷凍水引起的模具結(jié)露)露點:空氣濕度達到飽和時的溫度,當空氣中水汽已達到飽和時,氣溫與露點相同;當水汽未達到飽和時,氣溫一定高于露點溫度。內(nèi)循環(huán):壓縮機的運行→排氣口排出高溫高壓的氣體→進入冷凝器冷卻→變成低溫高壓氣體→通過毛細管截流→變成低溫低壓的液體→通過蒸發(fā)器蒸發(fā)吸熱→回到壓縮機變成低溫低壓的氣體。如此循環(huán)往復外循環(huán):風機的運行→潮濕的空氣從進風口吸入→經(jīng)過蒸發(fā)器→蒸發(fā)器將空氣中的水份吸附在鋁片上→變成干燥的空氣→經(jīng)過冷凝器散熱→從出風口吹出干燥空氣

鏈道對瓶胚的影響100度時瓶胚會變形,粘連75度時瓶胚會劃傷60度時很好,因此跌落溫度應小于60度瓶胚出現(xiàn)的異常區(qū)域123456瓶胚缺陷分布序號缺陷現(xiàn)象產(chǎn)生區(qū)域產(chǎn)生原因解決方法1瓶坯壁內(nèi)有氣泡4/51.背壓不夠2.排氣孔阻塞1.增加注塑壓力2.清潔模具排氣孔2瓶坯壁內(nèi)氣泡破裂(分叉狀、耳狀、魚骨狀)4/5/61.減壓過快2.注塑行程過長3.模具加熱溫度過高1.增加減壓周期2.減少減壓行程3.降低模具加熱溫度3瓶頸與瓶體之間有收縮空洞3/41.第二級注塑速度過快2.注塑行程過短調(diào)節(jié)第二級注塑的速度或行程(增加或減少4分隔線收縮空洞分隔線1.一次注塑量不足增加注塑量5瓶頸以下的頸環(huán)有收縮空洞1/2模腔不能充滿第二級注塑速度過快1.增加注塑量2.降低第二級注塑速度3.增加注塑行程6全部瓶坯瓶頸一側(cè)不光潔11.一次注塑量過大2.第二級注塑壓力過大1.減少注塑量2.減少第二級注塑壓力3.檢查原料干燥情況7瓶坯太燙(坯體之間黏結(jié),變形)1.模具冷卻不夠1.增加生產(chǎn)周期的時間檢查冷卻循環(huán)系統(tǒng)(閥的開啟、閉合,水溫,冷凍機)2.增加冷卻時間瓶胚常見異常及處理方法1.瓶坯注口撕皮(脫皮)瓶坯注口撕皮產(chǎn)生的原因有:閥針太熱;澆口處太熱;針閥的磨損;材料過冷。解決的方法:適當增加pullback;減低模具冷卻;提高噴嘴的溫度。2.坯身有絲狀條紋坯身有絲狀條紋通常是過熱引起的,熔體中含有一定氣體所致。適當降低注口加熱圈的功率。如果出現(xiàn)數(shù)量較多的話,則應降低熱流道、機器的溫度,并視情況將螺桿轉(zhuǎn)速、擠出機溫度進行調(diào)整。另外,pullback的位置不宜太大。3.桔皮(褶皺)桔皮的產(chǎn)生既有冷卻的原因,還有其他因素。因此,適當?shù)卦黾永鋮s時間會起到一定的作用。另外,可以增加保壓壓力及時間,降低機器和模具溫度,pullback的位置不宜太大。4.白霧(白化)產(chǎn)生白霧的原因有:針閥太冷;原料干燥不充分;模具溫度不夠;注射速度太快等。解決的方法可以適當提高注口加熱比例;提高干燥設定溫度;適當提高模具的溫度;適當調(diào)整冷卻時間;降低注射速度;提高螺桿轉(zhuǎn)速和背壓。瓶胚常見異常及處理方法黑斑1.有已降解熔體產(chǎn)生的黑色粒子2.由于輸入原料的顆粒溫度過底而造成塑化過程中產(chǎn)生過多的剪切熱3.有異物除去方法:排料直至正常。料斗處有磁鐵,吸走磁性物質(zhì)瓶胚常見異常及處理方法氣泡:由于夾雜空氣或者氣體,造成瓶胚側(cè)壁出現(xiàn)隨機分布的氣泡或則凹穴處理方法:1.減小螺桿背壓2.降低擠出機的溫度3.通過縮短總的周期時間縮短熔體滯留時間4.確認原料干燥器正常運行。確保溫度,露點。空氣流量。料斗中原料水平和滯留時間在規(guī)定的范圍之內(nèi)

瓶胚常見異常及處理方法瓶胚發(fā)黃(絳解)特點是整個瓶胚呈現(xiàn)異常黃色或者變色。處理方法1.確認原料干燥器正常運行。確保溫度(取決于原料)空氣流量和料斗滯留時間在規(guī)定范圍之內(nèi)2.降低模具分流板的溫度3.降低機器溫度4.通過降低螺桿速度,背壓和/或輸料/注射速度減少剪切生

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