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閔氏塑料設備集團為上海某塑料制品公司研制的低成本、高性能PET打包帶生產(chǎn)線(xiàn)

高性能的PET工程塑料

PET（聚對苯二甲酸乙二脂）是一種線(xiàn)型熱塑性聚酯，也是應用最廣泛的工程塑料之一。其密度為1.3~1.4g/cm3，特性粘度（1V）為0.65~0.85ml/g，熔點(diǎn)為245~260℃。PET塑料透明、光澤度高，有較好的耐候性、耐磨性、耐沖擊性、耐蠕變性和尺寸穩定性。它的化學(xué)性能穩定，耐弱酸和有機溶劑，但不耐堿、不耐熱水浸泡。它有較高的耐熱性，能在較寬的溫度范圍內，保持優(yōu)良的物理性能。

PET可采用多種成型工藝加工成制品。擠出的PET片、帶及管可在80~100℃的溫度條件下，進(jìn)行雙向或單向拉伸，使其力學(xué)性能顯著(zhù)提高。例如，單向拉伸PET打包帶，其拉伸強度可從40~50MPa提高到400~450MPa。因此，PET塑料主要用于定向拉伸制品的生產(chǎn)，如聚酯薄膜（BOPET）、PET瓶及桶、PET打包帶及PET纖維（滌綸）等。

由于PET是熱塑性塑料，回收的廢棄PET塑料制品，可以經(jīng)過(guò)適當的工藝方法處理，粉碎成碎片或經(jīng)熔融造粒，重新制成PET制品。

關(guān)注廢棄PET的回收利用

說(shuō)起廢塑料的環(huán)境污染，人們首先會(huì )想到PE袋滿(mǎn)天飛，以及PS發(fā)泡飯盒遍地丟的“白色污染”。因為PE、PP和PS塑料使用量大，其制品又與人們生活密切相關(guān)。實(shí)際上，最近幾年，隨著(zhù)我國飲料、食品及塑料包裝業(yè)的發(fā)展，PET樹(shù)脂的使用量也在急劇增加。隨之而來(lái)的是，我們的周邊環(huán)境涌現出大量廢棄的PET礦泉水、可樂(lè )和果汁瓶，以及PET桶、薄膜、打包帶及纖維（滌綸）制品。由于短時(shí)間內不能降解，所以如果它們得不到妥善處置，也會(huì )對生活環(huán)境造成嚴重危害。

回收利用是處置廢棄PET塑料最有效的方法。據介紹，在北京奧運會(huì )期間，每天都有大量的PET塑料廢瓶產(chǎn)生，其中僅開(kāi)閉幕式就產(chǎn)生了將近20萬(wàn)個(gè)瓶子。這些廢棄塑料瓶由于實(shí)施了“奧運場(chǎng)館生活垃圾可回收物質(zhì)源利用”項目，被粉碎成碎片或經(jīng)熔融后制成粒料，實(shí)現了北京奧運會(huì )對于PET瓶的100%的回收，從而成為消除廢棄PET塑料的極好范例。

目前，在工程塑料總用量中，廢舊塑料量已占20%，因此廢舊工程塑料的回收利用也成為一個(gè)熱門(mén)話(huà)題。不過(guò)，有些企業(yè)僅為降低成本，才使用回收再生塑料，致使塑料制品的質(zhì)量受到嚴重影響。應該提倡的是，企業(yè)要主動(dòng)進(jìn)行廢棄塑料的回收利用。為此，應投入高技術(shù)的回收裝置，并開(kāi)發(fā)有自主知識產(chǎn)權的新產(chǎn)品，開(kāi)拓適銷(xiāo)對路的應用領(lǐng)域，才能保證再生塑料制品的質(zhì)量，并最終完成廢棄塑料回收利用的“綠色”理念。

PET打包帶是經(jīng)擠出單向拉伸的窄帶，其成型工藝成熟，在使用過(guò)程中不直接接觸食品，且具有較高的力學(xué)性能，因而非常適合采用從社會(huì )上大量回收的PET再生料來(lái)生產(chǎn)。

PET打包帶極具市場(chǎng)潛力

雖然目前市場(chǎng)上已經(jīng)有PE、PP塑料打包帶及鋼打包帶產(chǎn)品，但是它們都存在一些難于克服的缺陷。例如：PE、PP打包帶拉伸斷裂負荷低、耐蠕變性差；鋼打包帶易生銹、易刺傷人，使用不安全。這些都給它們的應用帶來(lái)很多限制。然而，PET打包帶的特性（見(jiàn)表1）卻正好彌補了這些缺陷，并在重包裝、中高端捆扎材料市場(chǎng)得到廣泛應用，如用于鋼鐵制品（鋼片卷、鋼板及鋼鐵型材）、冶金制品（銅錠、鋁錠及鋅錠）、棉花、化學(xué)纖維、服裝和電子電氣制品，以及飛機和汽車(chē)零部件等的打包捆扎。

 

PET打包帶的一般生產(chǎn)工藝

PET打包帶生產(chǎn)的主要工藝參數包括：在140~160℃溫度下，物料干燥4~6h；擠出機加熱溫度為180~280℃分段加熱，熔體溫度約270℃；型坯驟冷卻水溫為10~50℃；縱向拉伸比3.5~6倍；生產(chǎn)線(xiàn)速度50~100m/min；熱拉伸溫度80~100℃；熱處理溫度120~180℃。

用回收材料制作的高性能PET打包帶
 

“去濕干燥”是PET制品成型的關(guān)鍵環(huán)節。PET是吸濕性聚合物，它會(huì )快速地吸收空氣中的濕氣。例如，經(jīng)過(guò)完全干燥的PET樹(shù)脂若與相對濕度為35%~40%的空氣接觸12min，其含濕量會(huì )達到0.005%。而殘留在物料中的微量水分，會(huì )使PET熔體產(chǎn)生水降解，特性粘度降低（見(jiàn)表2），致使制品力學(xué)性能下降，外觀(guān)呈現銀斑。

為保證PET塑料制品的質(zhì)量，企業(yè)需要投入較多資金，在生產(chǎn)線(xiàn)上設置嚴格、高效的去濕干燥設置。一般來(lái)說(shuō)，物料的含濕量只有被控制在0.02%~0.03%以下，才可被加入擠出機。為此，在干燥環(huán)節消耗的能源可占到PET打包帶全部生產(chǎn)過(guò)程能源消耗的30%~40%。

低成本、高性能PET打包帶的生產(chǎn)技術(shù)

現在，市場(chǎng)迫切需要一種更為簡(jiǎn)便，并可低成本生產(chǎn)PET打包帶的生產(chǎn)技術(shù)。最近，上海自立塑料制品有限公司在“低成本、高性能PET打包帶”創(chuàng )新基金項目研制中，采用創(chuàng )新的“一站式”工藝及設備專(zhuān)利（已授權）技術(shù)，制造出改進(jìn)型的PET打包帶生產(chǎn)設備。該設備可以在免除PET去濕干燥的條件下，采用100%PET廢料碎片（可以是不同來(lái)源、不同特性粘度的PET廢塑料或是部分降解的PET塑料），生產(chǎn)出高強度的PET打包帶。

回收的廢舊PET塑料碎片由于部分樹(shù)脂已降解，致使樹(shù)脂的分子量、特性粘度及熔體粘度降低，并使最終制品的力學(xué)性能下降。為了解決這一問(wèn)題，可在回收PET碎片中加入如環(huán)氧基苯乙烯/丙烯酸低聚物類(lèi)的增鏈劑，其添加量約為0.25%~2.0%。增鏈劑可增加樹(shù)脂末端基的活性，并在擠出過(guò)程中同PET聚合物的末端基逐步進(jìn)行反應，形成凝膠及低程度交聯(lián)，從而提高樹(shù)脂的特性粘度。

該PET打包帶生產(chǎn)設備采用同向平行式雙螺桿擠出機。該擠出機有如下特點(diǎn)：螺桿設計獨特，可根據不同物料品種進(jìn)行組合，從而具有塑化混煉效果好、塑化效率高、物料剪切程度適宜以及不易產(chǎn)生物料降解的效果；料筒設置有排氣孔，并與高真空排氣裝置聯(lián)接，使物料能在免除去濕干燥環(huán)節的條件下，除去PET熔體中的水分、乙醛和其他揮發(fā)性物質(zhì)，從而達到物料含濕量極低的要求，并使廢PET 料在塑化混煉過(guò)程中，能夠使其特征粘度持續提高；擠出機的溫度控制系統采用PID調節，溫度偏差控制在±2℃，可避免物料出現水降解和燒焦現象。

 

回收的廢舊PET塑料碎片由于部分樹(shù)脂已降解，致使樹(shù)脂的分子量、特性粘度及熔體粘度降低，并使最終制品的力學(xué)性能下降。為了解決這一問(wèn)題，可在回收PET碎片中加入如環(huán)氧基苯乙烯/丙烯酸低聚物類(lèi)的增鏈劑，其添加量約為0.25%~2.0%。增鏈劑可增加樹(shù)脂末端基的活性，并在擠出過(guò)程中同PET聚合物的末端基逐步進(jìn)行反應，形成凝膠及低程度交聯(lián)，從而提高樹(shù)脂的特性粘度。

該PET打包帶生產(chǎn)設備采用同向平行式雙螺桿擠出機。該擠出機有如下特點(diǎn)：螺桿設計獨特，可根據不同物料品種進(jìn)行組合，從而具有塑化混煉效果好、塑化效率高、物料剪切程度適宜以及不易產(chǎn)生物料降解的效果；料筒設置有排氣孔，并與高真空排氣裝置聯(lián)接，使物料能在免除去濕干燥環(huán)節的條件下，除去PET熔體中的水分、乙醛和其他揮發(fā)性物質(zhì)，從而達到物料含濕量極低的要求，并使廢PET 料在塑化混煉過(guò)程中，能夠使其特征粘度持續提高；擠出機的溫度控制系統采用PID調節，溫度偏差控制在±2℃，可避免物料出現水降解和燒焦現象。