塑料啤酒瓶生产的多种方法四川大学高分子材料系(四川成都610065)董祥忠多层和防护涂层技术使PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)瓶初步立足于全球三千亿只啤酒瓶市场。
为了获得啤酒包装瓶生产的这个大市场,我们对共注射、过塑(Overmoulding)、防护涂层、树脂共混等技术进行研究,得出了以下结论:目前资料表明,还没有一种塑料能完全符合美国啤酒瓶包装的要求,至少在没有加入其它助剂或夹层情况下是不行的,而许多方面还在进行研究,如多层瓶结构、树脂共混、涂层和除氧剂等。
五年前,单层PET啤酒瓶被投入市场进行实验,但没有成功。BPAmoco公司芝加哥基地的发展部经理RomanF.BarskiJr说:“塑料啤酒瓶必须具有玻璃瓶的使用效果。”这表明,在超过120天的时间内,氧气的渗透率不能超过百万分之一,而C2的损失率应少于百分之十五。这个要求在于生产的啤酒瓶所要求的阻透率是PET瓶的五倍。
这种瓶还必须经受住巴氏灭菌温度,即在15min内承受住172F(77.8°C)的温度,但这个温度超过PET瓶的承受能力。
一次性使用塑料瓶不仅面临以下问题,而且成本和重复利用性也存在问题。但它有机会去占领百分之一的啤酒瓶生产的国内市场,即每年64亿只啤酒瓶的生产量。
1几种改进方法言,其放于货架上的时间不超过9天,氧气的穿透量将达到啤酒承受的极限。“一些消息说,希望在明年有更同样,给PET加上高阻衬里的方法很多,共注塑和两步过塑法均可得到多层制品,或将有高阻透率的材料混入PET中,生产单层结构的啤酒瓶。再就是在瓶被吹塑成型后,还可喷涂上环氧胺、硅氧化物、或聚二氯乙烯等。这些不同的加工方法可能使得塑料啤酒瓶有不同的成本和可重复利用性。
2提高阻透率的EVOH在二月份,由苏格兰商业研究员Ski11manN.J发起的美国NovaPack会议上,有许多概括了近年来阻透技术在啤酒瓶生产中应用的论文出现。Eval公司报道了两种新的EVOH材料,这些材料有比PET高50至100倍的阻透率。据报道,Eval公司的XEP-438和XEP-439两种树脂都有比尼龙和PEN更好的阻氧性,其EVOH/PET的抗分层性甚至更好,而EVOH的售价约为2.65美元/磅,Eval公司计划将具有除氧功能的EVOH投入市场。
3耐热的PEN材料Shell化学公司生产出一种由Hipertuf的10QPEN树脂和90QPET混合的实验瓶。该公司同样展示了由100QPEN树脂做的瓶子,先勿论这种树脂的价格有多高昂,但它有耐高温的优点。虽然全PEN瓶的阻透率比PET瓶高4~5倍,但它保持的时间不会太长。另一个PEN树脂生产厂家Eastman化学公司的研究员Continental'sHassan对全部米用PEN制瓶同样持有怀疑的态度。高阻透率的PET树脂出现。现在,一些其它高阻透材料4PET和尼龙MXD6将被批准。Husky公司负责系统的商业经理KenHalsall说:率,MXD6的成型温度与PET相似。“Halsall还指出,目前还没有解决MXD6影响结晶度、取出和对湿度与温度的敏感性问题。
根据供应树脂的美国MitsubishiGas化学公司的石油化学部经理HiroynkiOttuka提供的资料表明MXD6已被少量地用于市场实验。他说“在PET中可以混入30%MXD6,但缺点是混合物非常浑浊。”KruppCorpoplast公司的研究表明,PET与LCP和MXD6混合多层瓶已经问世。
5涂层PPGIndustries公司提供一种用于喷涂在瓶内的环氧胺涂层,商业名为Bairocade.根据高级研究员LelandCarblom提供的资料,这种涂层对温度和湿度的敏感性比其它高阻透树脂小,而且,它可以在含有表面活化剂的腐蚀性槽内移动。这种透明涂层用量仅占整个容器的1%,但它却给透明的PET啤酒瓶带来了3至6月、甚至更长的存放期。这种涂层是以前用于澳大利亚生产的单层塑料啤酒瓶上。
6LCP的承诺Lusignea总裁说:“在加入4.5%的LCP后,氧气的渗入量大约比原来减少了70%,LCP比PET有超过200倍的阻氧功能,它不受湿度的影响,并且用量少。”Lusignea坦言,这两种材料有好的粘合性,使之不需要中间层。然而,LCP与PET由于成型条件不同,难于被拉伸吹塑成型。
Superex公司顺利地研究出了一种透明的LCP材料,可用于潜在的瓶类生产,但其回收、使用问题同样需要值得注意。
7纳米复合塑料Nanoeor公司和Eastman化学公司在会上宣布联合研制PET/Clay的纳米级混合。他们已经开始生产不需加入透明尼龙6的具有高阻透性的纤维。这种纳米黏土粒子能阻止气体通过瓶壁,同时因为纳米黏土粒子太小而不能传送光。这种黏土还可能会增加熔化稠度和瓶子的硬度。
8吸收氧化的除氧剂BPAmoco化学公司的聚合物分部最近推出一种除氧共聚多脂树脂,称为Amosorb3000.该公司也提供一种Amosorb除氧辅助剂。上述这些材料的优点,在于可以除去已经存在液体中的氧气。利用除氧剂的实验市场计划啤酒被装入内层为Amosorb300的多层amberPET瓶中。该瓶由Twinpak公司的Missisauga厂制作提供。
行业信息新型脉冲直流PCVD模具表面强化设备开发成功一种在工模具表面进行陶瓷化涂层沉积的设备,已由西安交通大学、北京航空航天大学开发成功。该设备主要由炉体及真空系统、加热与温控系统、气体供给与监控系统、等离子脉冲直流电源系统及其它辅助机构组成。特征为内热式加热、热电参数的分离控制、逆变式脉冲直流电源及工作气体的精确定量供给。整台设备实现了机电一体化,总体设计与优化达到国际先进水平。可在机械、冶金、航空、电子及轻工等大量使用模具的行业中推广应用,尤其适合汽车、摩托车、家用电器、建筑陶瓷和铝型材加工等制造业的模具强化。在模具表面可镀覆单一膜TiN、Tie,多元膜TiCN、(Ti,Si)CN、(Ti,Si)N,多层复合膜TiN+TiCN+(Ti,Si)CN,以满足不同工况条件下工模具使用的需要,显著提高其耐磨损、抗疲劳和抗氧化性能。
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