Вторичная переработка пластмасс

Полиэтилентерефталат

Полиэтилентерефталат (ПЭТФ, ПЭТ) — это линейный термопластичный по­лиэфир, который имеет широкое коммерческое применение в виде синтетичес­кого волокна, а также в виде пленок и изделий, изготавливаемых экструзией и литьем под давлением. ПЭТ получают по двухстадийной технологии. Первая стадия включает реакцию терефталевой кислоты и 1,4-этандиола при 150 °С для получения димеров и тримеров с двумя гидроксильными концевыми группами. В ходе этого процесса удаляется вода. Вторая стадия — это нагрев этой смеси до 260 °С, во время которого ПЭТ образуется в результате реакции поликонденса­ции с высокой степенью полимеризации. Обычно материал с более низкой моле­кулярной массой (Мп~ 20 ООО) применяется для изготовления волокон; в других приложениях используется материал с более высокой молекулярной массой.

Достигнутая регулярность строения полимерной цепи повышает способность к кристаллизации, которая в значительной степени определяет механические свойства. Фениленовая группа в основной цени придает жесткость скелету и повышает температуру стеклования и температуру плавления. Химическая стойкость ПЭТ близка к таковой у ПА, и он проявляет очень хорошие барьерные свойства. ПЭТ обладает способностью существовать в аморфном или кристалли­ческом состояниях, причем степень кристалличности определяется термической предысторией материала. Волокна и тонкие пленки из ПЭТ изготавливают экстру­зией с охлаждением при комнатной температуре. Степень кристалличности может быть отрегулирована отжигом при некоторой температуре между температурами стеклования Т и плавления Тт, максимальная скорость кристаллизации достига­ется при-170 С.

Термодеструкция ПЭТ имеет место в температурном диапазоне 290-310 °С. Деструкция происходит статистически вдоль полимерной цепи; основными ле­тучими продуктами являются терефталевая кислота, уксусный альдегид и моно­оксид углерода. При 900 °С генерируется большое число разнообразных углево­дородов; в основном летучие продукты состоят из диоксида углерода, монооксида углерода и метана. Для предотвращения окисления ПЭТ во время переработки можно использовать широкий ряд антиоксидантов. Полезные свойства ПЭТ при­ведены в табл. 1.2.

ПЭТ находит разнообразные применения благодаря широкому спектру свойств, а также возможности управлять его кристалличностью. Основное при-

Менение связано с изготовлением бутылок для газированных напитков, посколь­ку ПЭТ обладает замечательными барьерными свойствами. В этом случае амор­фный ПЭТ подвергается двуосному растяжению выше Т для создания кристал­личности.

Проблемой, связанной с переработкой ПЭТ, является его тенденция к само­произвольной кристаллизации с течением времени, то есть «старение». Это при­водит к изменению свойств материала, что может вызвать изменение размеров изделия (усадку и коробление).

Другие области применения ПЭТ охватывают текстильные волокна, элект­рическую изоляцию и изделия, получаемые раздувным формованием. Для мно­гих применений лучшими свойствами обладают сополимеры ПЭТ.

Вторично ПЭТ перерабатывают всеми основными способами. Однако и здесь есть некоторые проблемы. Например, вещества, с помощью которых приклеива­ют этикетки, могут при переработке вызывать обесцвечивание и потерю прозрач­ности материала, а остаточная влага способна вызвать деструкцию полимера. В свою очередь, продукты разложения вызывают пожелтение материала и изме­няют его механические свойства. Недавно было установлено, что ПЭТ можно подвергать пиролизу для получения активированного угля.

Полимером, подобным ПЭТ, является полибутилентерефталат (ПБТ), где этиленгликольная группа заменена на бутиленгликольную. Это влечет некото­рое изменение свойств, в частности, снижение температур стеклования и плавле­ния, уменьшение полярности и увеличение эластичности. В таких приложениях, как бутылки для газированных напитков, используются смеси ПЭТ с полиэти - леннафталатом (ПЭН). ПЭН более дорогой материал, но он медленнее кристал­лизуется и имеет менее выраженные эффекты старения.