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聚酯包材呈逐年上升趋势(2)

三、 包装用聚酯家族骨干成员

1聚对苯二甲酸丁酯(PBT)

PBT纤维是聚对苯二甲酸丁二酯纤维(Pholybutylene terephthalate fibre)的简称。它是由高纯度对苯二甲酸(TPA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)与1，4—丁二醇酯化后缩聚的线性聚合物，经熔体纺丝制得的纤维。属于聚酯纤维的一种。生产中常采用对苯二甲酸二甲酯与1，4—丁二醇通过酯交换，并在较高的温度和真空度下，以有机钛或锡化合物和钛酸四丁酯为催化剂进行缩聚反应，再经熔融纺丝而制得PBT纤维。纺丝温度240～280℃，宜采用中速度或厂房租赁高速纺丝，约80℃的热盘或120℃的热板拉伸。该纤维的强度为30.91～35.32cN/tex，伸长率30％～60％，相对密度为132克/厘米2，玻璃化温度为22℃，熔点为223℃，其结晶化速度比聚对苯二甲酸乙二酯快10倍，有极好的伸长弹性回复率和柔软易染色的特点。

由PBT制成的纤维具有聚酯纤维共有的一些性质，但由于在PBT大分子基本链节上的柔性部分较长，因而使PB桥梁设备T纤维的熔点和玻璃化温度较普通聚酯纤维为低，导致纤维大分子链的柔性和弹性有所提高，因此，PBT纤维又具有其自身的一些特点，如弹性和染色性较好等。概括起来，PBT纤维具有以下一些特点：(1)具有良好的耐久性、尺寸稳定性和较好的弹性，而且弹性不受湿度的影响。(2)纤维及其制品的手感柔软，吸湿性、耐磨性和纤维卷曲性好，拉伸弹性和压缩弹性极好，弹性回复率优于涤纶。在干湿态条件下均具有特殊的伸缩性，而且弹性不受周围环境温度变化的影响，价格低远于氨纶纤维。(3)具有良好的染色性能，可用普通分散染料进行常压沸染，而无需载体。染得纤维色泽鲜艳，色牢度及耐氯性优良。(4)具有优良的耐化学药品性、耐光性和耐热性。

2聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)

1998年世界包坛上引人注目的是聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)新型“聚酯”包装材料。这是由于PEN的分子结构与PET相似，只是以萘环代替了苯环，因此PEN比PET具有更优异的阻隔性，特别是阻气性和防紫外线性，耐热性好(普通非晶态PEN热变形温度达100℃，而PET仅为70℃)等。由于采用工业化生产PEN，不久的将来定会大量进入包装领域，必将引发PET之后的又一次包装革命。

日本青木公司与Shell壳牌公司共同开发了婴儿食品用的PEN广口瓶，所用树脂为Shell公司生产的Hipertuf90000，生产设备为青木的100LL－20注拉吹成型机。PEN瓶可承受低酸性食品要求的消毒条件(116℃、63min)货架寿命16个月以上，几乎与玻璃瓶无异按照PEN/PET用量为10：90计算，每公斤价格仅为2.00美元(而PEN价格每公斤11美元)，可见具有明显的价格优势进入竞争行列。

PEN新材料的快速发展受益于PEN原材料——单体二甲基萘二由于在拉伸进程中电液伺服阀总有1个开口很小甲酸(NDC)的工业化生产，这将归功于美国Amoco公司和日本三菱公司，以及开发生产PEN的公司。此外，由于PEN的优点，因他曾是惠普实验室的研究员而在饮料、啤酒、化妆品的包装方面亦有广阔的前景。

3聚对苯二甲酸乙二酯(PET)

目前我国非纤维用PET(polyethylene terephthalate)的生产能力为64.9万t/a，因此开发其他领域PET的应用成为目前行业关注的热点。由于PET目前在应用方面存在三大制约因素：1熔体强度差；2 结晶速度较慢；3 尺寸稳定性差，因而不能满足工业上快速注塑成型的需要。

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高粘度聚对苯二甲酸乙二酯(HVPET)属结晶型高分子聚合物，粘度高，具有优良的耐热，耐光，耐酸，耐低温，耐油，耐冲击等特性，产品具有结晶性，定向性好，重量轻，强度高，气密性好等特点，其制品表面光洁，透明无毒，卫生，可直接用于食品包装。

在包装诸如优质汤、意大利面酱、苹果酱、果酱和果冻等食品的时候不再使用玻璃瓶，而是改用利用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)材料制成包装罐。这些包装罐使用安全而且不会破碎，为了方便取用，在这些塑料罐的侧面还带有模制的把手。在一次国际包装展示会上，包括施马尔巴赫鲁贝卡公司在内的几家公司展示了几款使用透明PET材料制成的牛奶瓶，这在质量上大大优于通常使用的不透明HDPE(高密度聚乙烯)材料制造的奶瓶。

4PTT(聚对苯二甲酸丙二(醇)酯)

PTT纤维是聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维的简称。1955年美国壳牌公司首先推出PTT产品，它与Tencel纤维一起并称为21世纪两大新兴纤维。其实，PTT早在20世纪40年代初即在实验室获得成功并取得了专利权，但由于其原料1，3—丙二醇(PDO)工业化生产较难，所以半个世纪来一直难以广泛推广应用。由于PTT既有一般涤纶PET纤维3、截取试样夹持在铜杆拉伸实验机的夹具钳口上的刚性，又有聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的柔性，真所谓刚柔相济，而且用它制成的纤维回弹性与尼龙相当，染色性能又好，所以是一种极有发展前途的合成纤维新材料，在纺织和工程塑料等方面具有极其广泛的用途。近年来由于PDO生产新工艺的开发，使PTT纤维的研制和开发取得了较大的进步。 /P

1，3丙二醇是合成PTT的主要单体。目前生产1，3丙二醇比较可行的办法有羟甲基法、环氧乙烷法(ethylene)、甘油生化法、酸氢化法、丙烯醛法(acrolein)及山梨糖醇法(sorbitol)等。其中目前已具备商业化生产的有环氧乙烷法、丙烯配合法和甘油生化法。PTT的合成与PET和PBT一样，也有直接酯化法和酯交换法两条路线。直接酯化法的特点是生产流程短，投资少，生产效率高，生产过程由于没有使用甲醇，可简化回收过程及设备，并能减少环境污染，增加生产安全性，原料及能量消耗低，工艺合理，成本低，所以它是目前国外普遍采用的制备PTT的方法。目前，美国壳牌公司已兴建年产量为5450吨的装置，并停止油泵电动机预计2010年可达到数二手拉床万吨。此外，Shaw公司和Unifi公司已开发出用于纺织业的PTT纤维和变形纱。

PTT纤维具有特别优异的柔软性和弹性回复性，优良的抗折皱性和尺寸稳定性，耐气候性、易染色性以及良好的屏障性能，能经受住Y射线消毒，并改进了抗水解稳定性。

5PBS(聚丁二酸丁二(醇)酯)

目前，国际上对可生物降解且具有良好经济性的聚合物材料越来越重视，合成脂肪族聚酯由于其生物降解性和经济性，已成为当今国内外研究的热点之一，它的合成方法有生物发酵和化学合成法。前者主要用来合成羟基脂肪酸酯(PHA)，其合成的聚合物成本较高；后者主要合成线性聚酯，采用开环和缩合法，且可对产品进行分子设计，成本较低。脂肪族聚酯因熔点都较低，不能单独作为塑料使用，其中聚草酸酯和聚丁二酸丁二醇酯则属例外。聚草酸酯由于难于达到较高分子量和稳定性差，实际应用困难，而聚丁二酸丁二醇酯因具有良好的热稳定性和可得到高分子量的产品受到青睐。

清华大学化工系高分子研究所采用化学合成成功合成了线性聚酯——聚丁二酸丁二醇酯。合成工艺包括酯化和后缩聚反应。后缩聚可在真空有扩链剂存在下在挤出机中进行，也可在高真空、高温下进行。采用该法合成的树脂，可直接挤出成型制品，生产效率可进一步提高。目前，该研究所已进行了以下工作：通过控制适宜的反应条件和合成或寻找新型摧化剂，使产品具有较高的分子量；研究了催化聚合反应及其生物降解机理；合成了多种扩链剂，探讨了与预聚聚酯端羟基快速反应的扩链剂，使反应能在挤出机中完成；采用不同的共聚单体，使其与丁二酸和丁二醇酯进行共聚反应，对线性聚酯进行分子设计，调节其力等性能和生物降解性，以满足不同领域的应用要求；研究了线性聚酯的结构与性能的关系以及在不同条件下的微生物降解性。目前聚丁酸丁二酯仅在日本有小批量产品问世，清华大学研究的产品其分子量已达到日本产品水平。现正在进行机理和应用开发研究，并计划进行中试和扩大生产。（待续）

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