热成型再生/原生 PET 片材

PET（也称为 APET、RPET、PETE 或聚酯）是由对苯二甲酸与乙二醇结合而成的化学塑料树脂。塑料由碳氢化合物组成，碳氢化合物是通常从天然气或石油中提取的基本构件。这些碳氢化合物单体结合成长链，称为聚合物或塑料树脂。单体的不同组合将产生具有特殊特性和性能的树脂。就像铜、银和铝等不同金属表现出独特的性能，从而导致不同的用途一样，塑料的用途也非常广泛，并表现出不同的性能和特性，从而产生了广泛的应用。

虽然 PET 包装主要应用于碳酸饮料瓶，但在适当的条件下，PET 会缓慢结晶，形成高温半结晶塑料。使用某些挤出机和设备，挤出的 PET 可以足够快地冷却以防止大量结晶，结果是用于热成型的透明片材。

使其理想的 PET 特性包括：

• 清晰度和光泽
• 韧性
• 轻的
• 良好的气体阻隔性
• 耐溶剂/耐腐蚀性
• 良好的性价比
• 耐用、不易破损
• 耐用的铰链特性
• 可回收和可再研磨

多年来，PET 使用量的稳步增加引发了铝、玻璃和其他传统包装材料使用量的减少。现在，便利店里摆满了一排排冰镇的 PET 瓶装汽水、水、牛奶和果汁，而找到玻璃瓶已经变得很罕见。最近，在体育赛事中，就连啤酒瓶也开始改用塑料瓶。 PET 瓶的上升趋势和使用量已导致 PET 在其他应用（包括热成型 PET 片材）中的使用增加。当地的杂货店和五金店展示了 PET 片材的多种用途，从水果容器到塑料托盘，再到螺母和螺栓包装。考虑到这一点，评估热成型和模切回收和原生 PET 片材的当前用途、技术、性能和特性至关重要。

业界创造了几个缩写词来指定 PET 的特定最终用途能力。例如，当以结晶状态用于可烤箱托盘时，PET被称为CPET；当用作取向膜时，利用其韧性、耐高温和耐化学性的特性，称为OPET；用于容器挤出吹塑时，称为EPET；当添加乙二醇改性剂以尽量减少脆性和过早老化时，它被称为 PETG。缩写词 APET 描述的是用于热成型包装和相关产品的透明、无定形片材形式的 PET。 RPET 表示再生 PET 片材，其性能与原生 PET 或 APET 相似。对于所有强度和用途来说，APET、PET、RPET、聚酯和 PETE 都是同一种物质，即聚对苯二甲酸乙二醇酯。
CPET 在加工过程中可以非常快速地形成晶体。这些晶体使其能够承受普通 APET 无法承受的高温。虽然这使得热成型变得更加困难，但 CPET 的耐热性使其可以在微波炉和烤箱中使用。APET 的一个特殊特性是易于回收。再生 PET 或 RPET 来自 APET 的再研磨边角料或废料以及 PET 饮料瓶的回收，可以在不消耗资源或增加浪费的情况下长期使用。回收材料在重新挤出时通常与原始 PET 结合，形成稳定、可用的混合物。 RPET 唯一真正的限制是在食品包装中的使用，但它在其他工业包装应用中仍然高度可用，显示出与原始 APET 片材非常相似的特性。

PET 对湿气非常敏感。在其他聚合物中，水分会以气泡的形式出现，但 PET 中的水分会直接攻击其化学骨架，将其分解。这称为水解降解（或特性粘度破坏），往往会导致加热时过度下垂和难以察觉的性能损失。在挤出片材或注射成型瓶子之前，PET 片或树脂必须干燥至“水分含量为 0.005% 或更低”（TRS-106B），否则会降低包括冲击强度在内的物理性能。冲击强度是板材承受穿刺的能力。虽然 PET 可以通过多种方式进行适当干燥，但值得重复的是，PET 薄片在挤出和注塑成型等工艺之前不得潮湿。 PET片材在热成型前不需要任何特殊干燥，但不应暴露在雨或水中。其他聚合物的干燥条件参见附录VIII。

PET 比其他塑料聚合物更坚韧。这种韧性是 PET 片材应用增长的积极原因之一。特别是，PET 片材具有出色的耐用铰链特性，使得 PET 蛋盒以及螺母和螺栓包装等使用寿命更长的包装成为可能。聚苯乙烯（OPS 或 HIPS）包装适用于寿命较短的包装，例如面包店包装，但不具备寿命较长的包装所需的韧性或耐用铰链特性。即使 PVC 片材也不具备 PET 片材的耐用铰链性能。 PET 片材的这种韧性可实现非常耐用、使用寿命更长的包装，但也给切割和修整带来了更多困难。

热成型是将片材加热到低于其熔点的温度，达到玻璃态或软态，然后将其拉伸到模具的轮廓。 PET片材的特性与其他非晶片材相似，因此热成型方法也具有可比性，尤其是与PVC。使用 PET 片材时要记住的关键注意事项是保持其非常干燥且不要过热；否则 PET 会发生显着变化，削弱其性能。 PET 是一种坚韧的物质，这导致热成型商面临的最大挑战：模切。尽管其他物质仅切割部分即可断裂，但 PET 片材必须完全切割才能断裂。

当聚合物从低温加热时，它从玻璃态转变为橡胶态。发生这种转变的温度通常称为“玻璃化转变温度”（缩写为Tg），而聚合物足够柔韧以拉伸和成型为所需形状的温度范围称为“热成型窗口”。热成型是将聚合物片材加热至橡胶状态，然后使用多种方法之一将加热的片材成型为所需形状的一般工艺类别。冷却和硬化后，通过称为模切的程序切掉边缘，留下成品。虽然这个过程看起来很简单，但许多因素决定并操纵着创造完美产品所需的完美程度。不仅必须考虑冷却物质的物理性质，还必须计算聚合物加热时的性质。聚对苯二甲酸乙二醇酯或更常见的PET是由对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与乙二醇混合制成的聚合物。通过这种化学组合，PET 及其添加剂衍生品出现了广泛的热塑性应用和用途。 PET 是一种用途极其广泛的物质，因为它的特性和特性提供了相对简单的可用性和多功能性。原生 PET 片材符合食品和药物管理局 (FDA) 法规，可用于多种食品应用，包括翻盖、托盘、容器以及水果和蔬菜篮等包装必需品。通过再研磨和添加原生材料来回收 PET (RPET)，公司可以制造出他们所需的产品，同时缓解未来的许多环境问题。

在挤出过程中，与热成型相反，原料 PET 必须加热到超过 70 °C (158°F) 的玻璃化转变温度，直至高于其 255°C (490°F) 的熔化温度。在此温度下，该 PET 处于液态并继续挤出。 （热成型聚合物转变温度的基本比较，参见附录二。）挤出基本过程如下： 1. PET粒料或薄片在干燥剂干燥器中干燥，送入料斗，并放置在机筒顶部。 2、挤出机的机筒内装有旋转的螺杆，它输送、熔化并将熔化的树脂泵送到平板上。 3. 压光辊调节片材厚度。 4.将挤出的PET片材卷绕成透明卷或原料并切割成适当的宽度。该饰面片材可用于各种热成型操作以制造所需的产品。

当 PET 片材和大多数热成型聚合物热成型时，最重要的考虑因素之一是加热。加热在成型产品的最终成本中占很大比例。加热不足将导致无法按照模具的轮廓成型。过热会导致许多问题，包括质量差和最终产品薄弱。过热会使 PET 片材结晶并导致过度下垂和可见的雾度。这会增加脆性并阻碍热成型性。随着板材越来越厚以及加热周期越来越长，结晶度和雾度成为更大的问题。一旦出现结晶雾，只能通过重新挤压该材料来消除。简而言之，保持 PET 适当的成型温度（300°F 或 149°C）至关重要。
加热片材有三种基本方法：传导、对流和辐射。传导是通过板材和加热区域之间的直接接触进行的热传递。无论实际使用哪种加热方法，传导都是能量通过塑料片移动的主要方式。将热量从表面传递到整个板材所需的速度和热量是一个控制因素，尤其是在较厚的板材中。对流是通过流体介质和固体之间的接触进行的传热。例如，较冷的片材将遇到较暖的空气，并且能量和热交换将使片材变暖。与静止或停滞的空气相比，移动的空气也会发生更快、更有效的传输。辐射是通过冷表面和热表面之间的电磁能交换进行的热传递。
传导加热比对流加热更节能，但 PET 容易粘附在热金属上，因此需要使用特氟隆涂层的加热板。通常，采用将每种方法组合起来的混合方法。无论使用哪种加热方法，保持板材温度均匀至关重要。应将气流和周围温度的突然变化保持在最低限度。温度传感装置也将极大地改善热成型时的结果。
加热时除了考虑温度外，还应考虑时间。 “为了防止板材过度下垂和可能的结晶，只要达到适当的板材温度，加热周期应尽可能短。” （TRS-111）。加热片材的时间将控制机器周期，并决定热成型所需的总时间。 PET 相对于 PVC 的优点之一是其更快的循环时间，但仍应注意热成型一致性的重要性。

热成型 PET 片材的主要优点之一是其多功能性、韧性、耐用的铰链性能和合理的成本。热成型有多种选择；可以使用插塞辅助或悬垂成形；可以使用真空或压力成型；可以使用配套的模具；选项和调整有很多。

还应注意以下标准：
1、模具温度低于27ο C (80ο F)可能会导致板材“冻结”、拉丝不均匀、零件受力；然而，模具温度是加快周期的关键。高于 60° C (140° F) 时，可能需要更长的生产周期，并且可能会发生零件变形。
2. 在略高于 Tg 80ο C (176ο F) 的温度下，PET 可以取向，但所需的成型力比真空成型中可用的成型力大得多。当 APET 片材温度接近 149ο C (300ο F) 时，其粘度会降低到非常容易通过压力和真空力成型的程度。需要再次强调的是，板材过冷可能会导致部件受力且易碎。

为了在 PET 片材热成型时获得受控、一致且可靠的结果，应考虑一些基本准则：

做
1. 在热成型设备上使用适度的加热设置，使片材温度在 140°C 至 165°C（280°F 至 325°F）之间。
2. 使用 40ο C 至 60ο C（100ο F 至 140ο F）范围内的模具温度。
3. 监测温度
4. 与热成型其他片材（例如 PVC）相比，使用更短的成型周期和更低的温度。 5. 使用硅胶涂层片材以最佳方式消除水泡。

不
1. 片材过热。板材过热会发生结晶，导致板材发白、脆化。过度下垂并导致织带也可能发生。
2.使用冷模具。模具温度低至 20°C 至 25°C（70°F 至 80°F）可能会导致薄膜“冻结”和拉伸不均匀，尤其是阳模。
3. 使用低于 140ο C (280ο F) 的板材温度。由于零件冻结内应力，冷成型会导致脆化。