闵氏塑料设备集团为上海某塑料制品公司研制的低成本、高性能PET打包带生产线

高性能的PET工程塑料

PET（聚对苯二甲酸乙二脂）是一种线型热塑性聚酯，也是应用最广泛的工程塑料之一。其密度为1.3~1.4g/cm3，特性粘度（1V）为0.65~0.85ml/g，熔点为245~260℃。PET塑料透明、光泽度高，有较好的耐候性、耐磨性、耐冲击性、耐蠕变性和尺寸稳定性。它的化学性能稳定，耐弱酸和有机溶剂，但不耐碱、不耐热水浸泡。它有较高的耐热性，能在较宽的温度范围内，保持优良的物理性能。

PET可采用多种成型工艺加工成制品。挤出的PET片、带及管可在80~100℃的温度条件下，进行双向或单向拉伸，使其力学性能显著提高。例如，单向拉伸PET打包带，其拉伸强度可从40~50MPa提高到400~450MPa。因此，PET塑料主要用于定向拉伸制品的生产，如聚酯薄膜（BOPET）、PET瓶及桶、PET打包带及PET纤维（涤纶）等。

由于PET是热塑性塑料，回收的废弃PET塑料制品，可以经过适当的工艺方法处理，粉碎成碎片或经熔融造粒，重新制成PET制品。

关注废弃PET的回收利用

说起废塑料的环境污染，人们首先会想到PE袋满天飞，以及PS发泡饭盒遍地丢的“白色污染”。因为PE、PP和PS塑料使用量大，其制品又与人们生活密切相关。实际上，最近几年，随着我国饮料、食品及塑料包装业的发展，PET树脂的使用量也在急剧增加。随之而来的是，我们的周边环境涌现出大量废弃的PET矿泉水、可乐和果汁瓶，以及PET桶、薄膜、打包带及纤维（涤纶）制品。由于短时间内不能降解，所以如果它们得不到妥善处置，也会对生活环境造成严重危害。

回收利用是处置废弃PET塑料最有效的方法。据介绍，在北京奥运会期间，每天都有大量的PET塑料废瓶产生，其中仅开闭幕式就产生了将近20万个瓶子。这些废弃塑料瓶由于实施了“奥运场馆生活垃圾可回收物质源利用”项目，被粉碎成碎片或经熔融后制成粒料，实现了北京奥运会对于PET瓶的100%的回收，从而成为消除废弃PET塑料的极好范例。

目前，在工程塑料总用量中，废旧塑料量已占20%，因此废旧工程塑料的回收利用也成为一个热门话题。不过，有些企业仅为降低成本，才使用回收再生塑料，致使塑料制品的质量受到严重影响。应该提倡的是，企业要主动进行废弃塑料的回收利用。为此，应投入高技术的回收装置，并开发有自主知识产权的新产品，开拓适销对路的应用领域，才能保证再生塑料制品的质量，并最终完成废弃塑料回收利用的“绿色”理念。

PET打包带是经挤出单向拉伸的窄带，其成型工艺成熟，在使用过程中不直接接触食品，且具有较高的力学性能，因而非常适合采用从社会上大量回收的PET再生料来生产。

PET打包带极具市场潜力

虽然目前市场上已经有PE、PP塑料打包带及钢打包带产品，但是它们都存在一些难于克服的缺陷。例如：PE、PP打包带拉伸断裂负荷低、耐蠕变性差；钢打包带易生锈、易刺伤人，使用不安全。这些都给它们的应用带来很多限制。然而，PET打包带的特性（见表1）却正好弥补了这些缺陷，并在重包装、中高端捆扎材料市场得到广泛应用，如用于钢铁制品（钢片卷、钢板及钢铁型材）、冶金制品（铜锭、铝锭及锌锭）、棉花、化学纤维、服装和电子电气制品，以及飞机和汽车零部件等的打包捆扎。

 

PET打包带的一般生产工艺

PET打包带生产的主要工艺参数包括：在140~160℃温度下，物料干燥4~6h；挤出机加热温度为180~280℃分段加热，熔体温度约270℃；型坯骤冷却水温为10~50℃；纵向拉伸比3.5~6倍；生产线速度50~100m/min；热拉伸温度80~100℃；热处理温度120~180℃。

用回收材料制作的高性能PET打包带
 

“去湿干燥”是PET制品成型的关键环节。PET是吸湿性聚合物，它会快速地吸收空气中的湿气。例如，经过完全干燥的PET树脂若与相对湿度为35%~40%的空气接触12min，其含湿量会达到0.005%。而残留在物料中的微量水分，会使PET熔体产生水降解，特性粘度降低（见表2），致使制品力学性能下降，外观呈现银斑。

为保证PET塑料制品的质量，企业需要投入较多资金，在生产线上设置严格、高效的去湿干燥设置。一般来说，物料的含湿量只有被控制在0.02%~0.03%以下，才可被加入挤出机。为此，在干燥环节消耗的能源可占到PET打包带全部生产过程能源消耗的30%~40%。

低成本、高性能PET打包带的生产技术

现在，市场迫切需要一种更为简便，并可低成本生产PET打包带的生产技术。最近，上海自立塑料制品有限公司在“低成本、高性能PET打包带”创新基金项目研制中，采用创新的“一站式”工艺及设备专利（已授权）技术，制造出改进型的PET打包带生产设备。该设备可以在免除PET去湿干燥的条件下，采用100%PET废料碎片（可以是不同来源、不同特性粘度的PET废塑料或是部分降解的PET塑料），生产出高强度的PET打包带。

回收的废旧PET塑料碎片由于部分树脂已降解，致使树脂的分子量、特性粘度及熔体粘度降低，并使最终制品的力学性能下降。为了解决这一问题，可在回收PET碎片中加入如环氧基苯乙烯/丙烯酸低聚物类的增链剂，其添加量约为0.25%~2.0%。增链剂可增加树脂末端基的活性，并在挤出过程中同PET聚合物的末端基逐步进行反应，形成凝胶及低程度交联，从而提高树脂的特性粘度。

该PET打包带生产设备采用同向平行式双螺杆挤出机。该挤出机有如下特点：螺杆设计独特，可根据不同物料品种进行组合，从而具有塑化混炼效果好、塑化效率高、物料剪切程度适宜以及不易产生物料降解的效果；料筒设置有排气孔，并与高真空排气装置联接，使物料能在免除去湿干燥环节的条件下，除去PET熔体中的水分、乙醛和其他挥发性物质，从而达到物料含湿量极低的要求，并使废PET 料在塑化混炼过程中，能够使其特征粘度持续提高；挤出机的温度控制系统采用PID调节，温度偏差控制在±2℃，可避免物料出现水降解和烧焦现象。

 

回收的废旧PET塑料碎片由于部分树脂已降解，致使树脂的分子量、特性粘度及熔体粘度降低，并使最终制品的力学性能下降。为了解决这一问题，可在回收PET碎片中加入如环氧基苯乙烯/丙烯酸低聚物类的增链剂，其添加量约为0.25%~2.0%。增链剂可增加树脂末端基的活性，并在挤出过程中同PET聚合物的末端基逐步进行反应，形成凝胶及低程度交联，从而提高树脂的特性粘度。

该PET打包带生产设备采用同向平行式双螺杆挤出机。该挤出机有如下特点：螺杆设计独特，可根据不同物料品种进行组合，从而具有塑化混炼效果好、塑化效率高、物料剪切程度适宜以及不易产生物料降解的效果；料筒设置有排气孔，并与高真空排气装置联接，使物料能在免除去湿干燥环节的条件下，除去PET熔体中的水分、乙醛和其他挥发性物质，从而达到物料含湿量极低的要求，并使废PET 料在塑化混炼过程中，能够使其特征粘度持续提高；挤出机的温度控制系统采用PID调节，温度偏差控制在±2℃，可避免物料出现水降解和烧焦现象。