做和PET瓶加工技术探讨下

PET瓶加工技术探讨(下)

2.3 PET瓶坯的双轴取向

2.3.1宏观状态的转变

双轴取向从根本上改变了材料的性能。在加热之后，最初无定形状态下的瓶坯变成高弹态，即如橡胶一样。在双轴拉伸以后，大分子链的取向产生结晶。吹瓶后，材料像固体一样坚硬，因此发生了状态转变。状态转变是由于临界变强化限度引起的。在硬变强化限度范围以内，塑料流动性具有高度双向的特点，增加了PET的内部应力。

2.3.2应变强化系数

由于拉伸最终总要超过应变强化限度，以得到固态响应，从而影响诱导结晶，保证瓶体的壁厚均匀。一旦接近应变强化限度，应变以幂指数形式增加。实际上，应变强化的开始取决于最大应变值，即固有应变率限度（λn）。

Sidel公司通过瓶坯的自由吹瓶研究，证明λn取决与材料固有的粘度和瓶坯温度。另外，圆柱形的瓶坯在径向较在轴向更容易拉伸，即径向的固有应变率大于轴向的固有应变率，导致在轴向优先取向，而轴向的取向取决于材料特性粘度。

2.4 PET瓶坯的自调节作用

瓶坯上的应力分布使瓶坯各部分产生正交各向异性的扩展。这种扩展由应力-强化系数决定。在拉伸杆和高压的共同作用下，瓶坯刚刚开始变形时，最薄弱的环节是最热的或壁最薄的地方，从这里最先开始发生变形。当大到了应变强化限度时强度局部增加，因为产生了诱导结晶。一旦变形区域做自调节超过了未变形区域的强度，未变形的区域沿着移动的“气泡边界”开始变形。这种膨胀叫做自调节作用。虽然自调节作用只在达到了应变强化限度时才会发生，但却控制了瓶壁的厚度济南试金CDW-60型冲击实验低温槽。

2.5工业上PET瓶坯的双轴取向

如上所述，分子的双轴取向是塑料在特定条件下双轴向受拉伸的结果。在几何上，瓶坯具有特定的双轴向率；瓶坯各部分的温度分布不同。工业上为了生产出具有特定性能的瓶体，必须控制拉伸速度和冷却速率。

◎ 材料性能

瓶坯的材料必须是无序的（结晶度低），以保证在双向拉伸时有合适的取向。另外，由于在同等条件下，在临界拉伸极限之前（发生降解前），高粘聚酯比低粘聚酯有较高的各向异性（正交各向异性取向），所以材料的特性粘度必须超过取向的要求值。实际上，特性粘度的选择还应根据瓶的最终用途而定。高粘聚酯（0..85）有很好的力学性能（蠕变），用于吹制碳酸饮料瓶。对于无气饮料如矿泉水，低粘聚酯（0..78）就够了。

◎ 几何形状

瓶坯的几何形状包含了有PTE的IV，瓶的外形和最终用途控制瓶坯的尺寸。实际上，瓶坯是基于双向拉伸率和所需的最终壁厚而选定的。沿二个轴方向达到固有拉伸率，才能得到足够的取向，从而增加材料的力学性能。材料的主要参数包括粘度及其它参数。超过固有应变率会增加内部应力。内部应力倾向于抵消瓶体内部气体压力，是有益的，应该尽量使之增大。另一方面，对于热灌装瓶，为了减小瓶体在冷却时（有负压）变形，内部应力应尽量使之减小。

◎ 温度

半结晶材料的双轴取向的温度条件为：（1）玻璃化温度Tg以上，以得到允许取向的延展性。（2）在结晶化温度以下，以避免妨碍取向的球晶晶万能实验机在现在的使用中已足见被电子化的控制取代了过去老式读盘式的操作核的形成。PET双轴取向的温度范围是90~120℃。对于确定的双向拉伸率，双轴向取向温度主要由最终产品的使用目的确定。对于碳酸饮料瓶，其温度范围是90~100℃，以增加诱导应力。对于热灌装瓶，其温度范围是110~120℃。即达到了固有应变率，诱导力也受到限制。

◎ 拉伸广大中小防水卷材生产厂家的首选速度

拉伸速度必须很快（500~1500㎜改性沥青聚乙烯胎防水卷材GB18967⑵003/s），以防止拉伸时发生降解取向。

◎ 冷却

拉伸后，当材料冷却到Tg以下时，PET分子重新排列所引起的诱导应力“冻结”在瓶壁里，这对碳酸是有益的。对于热灌瓶，温度必须保持在Tg以上，以维持分子取向，让诱导应力松弛（减小直到消失）。在此期间，产生了额外的静态结晶（25%、30~35%），从而加强了结构。

综上所述，在PET瓶成型的过程中，温度的控制及拉伸、冷却对PET瓶的质量起重要作用。PET瓶的发展方向是不断提高瓶的性能，降低成本，不断扩大应用领域。随着PET瓶技术的发展，对材料及工艺要求更高的PET啤酒瓶已成为近期开发的热点，预示着PET瓶发展史上一个新的里程碑即将到来。

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