Pólýetýlentereftalat, venjulega skammstafað sem PET, er fjölhæf hitaþjálu fjölliða sem tilheyrir pólýesterfjölskyldunni. Það er myndað með fjölþéttingarhvarfi tereftalsýru (PTA) og etýlen glýkóls (EG), sem myndar línulega fjölliðu með sameindaformúlu (C₁₀H₈O₄)ₙ. PET er þekkt fyrir einstaka samsetningu eiginleika, þar á meðal mikinn vélrænan styrk, framúrskarandi víddarstöðugleika, góða efnaþol, lágt rakaupptöku og ótrúlega gagnsæi þegar unnið er rétt. Sem hálf-kristallað efni er hægt að stilla kristöllun þess (venjulega 30%-60%) með hitameðferð, sem gerir því kleift að laga sig að mismunandi notkunarsviðum. Að auki er PET mjög endurvinnanlegt og ber trjákvoðaauðkenniskóðann "1" (♳), sem er í takt við vaxandi alþjóðlega eftirspurn eftir sjálfbærum efnum. Þessir eðlislægu kostir gera PET að einu mest notaða plasti í ýmsum atvinnugreinum um allan heim.
Algengar umsóknir um PET
Fjölhæfni PET gerir notkun þess kleift á mörgum sviðum, með stærstu markaðshlutdeild í umbúða- og textíliðnaði. Í umbúðageiranum er það meira en 55% af PET neyslu á heimsvísu, aðallega notað til að framleiða stíf ílát eins og drykkjarflöskur (sem eru 70% af PET umbúðum), matarbakka og lyfjaumbúðir. Þökk sé mikilli gagnsæi, þrýstiþoli og-lyktarlausum eiginleikum, eru PET-flöskur tilvalnar fyrir kolsýrða drykki, sódavatn, ávaxtasafa og tedrykki, með sumum háum-hitaþolnum flokkum (HR-PET) sem þola 85 gráðu heita fyllingu. Það er einnig notað í sveigjanlegar umbúðir, eins og lofttæmdar-lokaðar matarpokar og ál-húðaðar filmur fyrir blautþurrkur, vegna góðrar hindrunarafkösts.
Í textíliðnaði er PET þekkt sem pólýestertrefjar, sem eru 60% af gervitrefjum á heimsvísu. Það er mikið notað í fataefni (oft blandað með bómull), hitaeinangrunarlög, íþróttafatnað og bílaáklæði, svo og iðnaðartrefjar eins og dekksnúrur og öryggi 气囊布. Fyrir utan þessi helstu svið finnur PET notkun í rafeindatækni (td þéttafilmum, tengihúsum), bifreiðahlutum (td vatnsdæluhjólum, innréttingum), lækningatækjum (td sprautuhylki, skurðsauma) og ljósvökvaeiningum.
Helstu kröfur til framleiðslu á nákvæmni PET kúlur
Framleiðsla á nákvæmni PET kúlur er flókið ferli sem krefst strangrar stjórnunar á hráefnum, vinnslubreytum og eftir-meðhöndlunaraðferðum til að tryggja mikla víddarnákvæmni, jöfn yfirborðsgæði og stöðugan árangur. Ólíkt venjulegum PET vörum, krefjast nákvæmni kúlur (oft notaðar í legur, lokar, nákvæmni tæki og lækningatæki) mjög þétt vikmörk, sem gerir sprautumótun og mala kjarnaferlana sem ákvarða endanlega gæði.
1. Innspýtingsmótunarkröfur fyrir nákvæmni PET kúlur
Sprautumótun er fyrsta skrefið í að framleiða nákvæmar PET kúlur, sem leggur grunninn að lögun þeirra og grunnvíddarnákvæmni. Vegna mikils kristöllunar, raka og hitastigs PET, verður að uppfylla eftirfarandi lykilkröfur:
Undirbúningur hráefnis: PET plastefni verður að vera vandlega þurrkað fyrir mótun, þar sem rakafræðileg eðli þess (0,2%-0,4% vatnsgleypni) getur valdið vatnsrof, loftbólum, silfurrákum og minni vélrænni styrkleika í lokaafurðinni. Þurrkunarferlið ætti að nota rakaþurrka við 160-180 gráður í 4-6 klukkustundir, til að tryggja að rakainnihaldið sé minna en eða jafnt og 0,005% . Þurrkað trjákvoða ætti að geyma í lokuðum hylki; ef það verður fyrir lofti í meira en 1 klukkustund þarf að þurrka það aftur. Að auki ætti að stjórna bræðsluhraða plastefnisins (MFR) út frá kúlustærðinni, venjulega 1,5-2,5 g/10 mín fyrir PET í mótunargráðu, til að tryggja samræmda bráðnun og fyllingu.
Kröfur um búnað og mold: Sprautumótunarvélar verða að hafa aukna mýkingarmöguleika, búnar PET-sértækum skrúfum eða breyttum almennum-skrúfum með þjöppunarhlutfallinu 2.8-3.5 . Mótið fyrir nákvæmniskúlur verður að vera hannað með stuttum, sléttum hlaupum og fáguðum holum/hliðum til að forðast flæðismerki og efnishald. Mælt er með heitu hlaupakerfi til að bæta framleiðslu skilvirkni og tryggja samræmda fyllingu. Hitastig myglunnar ætti að vera stjórnað við 60-80 gráður; of lágt hitastig leiðir til ófullnægjandi kristöllunar en of hátt hitastig lengir framleiðsluferilinn.
Inndælingarferlisfæribreytur: Strangt hitastýring er mikilvægt- hitastig tunnu er stillt í köflum: 240-250 gráður (fóðrunarhluti), 260-270 gráður (þjöppunarhluti), 270-280 gráður (samhæfingarhluti) og 265-275 gráður (hitastig stúts) . Hitastigsfrávik ættu ekki að fara yfir 3 gráður til að koma í veg fyrir niðurbrot PET og gulnun. Inndælingarþrýstingur er venjulega 80-100 MPa, með háhraða innspýtingu (100-150 mm/s) til að draga úr kælitíma bræðslunnar og forðast galla. Skrúfuhraðanum er stjórnað við 80-100r/mín til að tryggja samræmda mýkingu.
2. Slípunarkröfur fyrir nákvæmni PET kúlur
Eftir sprautumótun hafa auðu kúlurnar gróft yfirborð og víddarfrávik, þannig að nákvæm slípa er nauðsynleg til að ná nauðsynlegri nákvæmni og yfirborðsáferð. Malaferlinu er skipt í mörg stig, með ströngu eftirliti með hverri færibreytu til að forðast yfirborðsskemmdir og víddarvillur:
For-Málun (Grófslípun): Þetta stig miðar að því að fjarlægja yfirborðsgalla (td burr, flæðismerki) og leiðrétta meiriháttar víddarfrávik. Slípunarbúnaðurinn notar lárétta tölustýrða kúluslípuna, með háum-fosfórsteypujárni eða málmsteypujárnsslípiskífum (keiluhorn 10 gráður -15 gráður, grópdýpt 1/3 af þvermál kúlu). Slípmiðillinn notar W10-W14 demant- eða kísilkarbíð ör-duft, blandað með smurolíu með lága seigju og slitvarnarefni gegn miklum þrýstingi. Slípþrýstingurinn er 1,2-1,6MPa, hraði 9-12r/mín, og tími 20-30mín, miðar að hringleika sem er Minna en eða jafnt og 0,2μm og yfirborðsgrófleiki (Ra) sem er Minna en eða jafnt og 0,08μm.
Fín mala: Fínslípun bætir víddarnákvæmni og yfirborðssléttleika enn frekar. Mölunarmiðlinum er skipt út fyrir W5-W7 örduft, þrýstingurinn lækkaður í 0,8-1,2MPa og hraðinn stilltur á 7-10r/mín. Slípunartíminn er 15-25 mín, þannig að víddarvikmörk náist ±0,3μm, kringlótt minni en eða jafnt og 0,1μm og Ra minna en eða jafn 0,03μm.
Ofur-nákvæm slípa (fægja): Fyrir há-nákvæmni kúlur (td G5-G10 gráðu), er ofur-nákvæmni slípun eða efnafræðileg fæging (CMP). Mölunarmiðillinn notar W0.5-W1.0 demants ör-duft, með þrýstingi 0,3-0,5MPa og hraða 3-6r/mín. Slípunartíminn er 8-15 mín, sem leiðir til spegillíks yfirborðs með Ra minna en eða jafnt og 0,005μm, engar rispur og engar gryfjur. Eftir mölun fara kúlur í fjölþrepa hreinsun (úthljóðhreinsun, úðaskolun, tómarúmþurrkun) til að fjarlægja malaleifar og olíubletti.
Gæðaeftirlit við mölun: Stýra verður malahitanum undir 40 gráðum til að koma í veg fyrir varma aflögun. Slípidiskurinn þarfnast reglubundins viðhalds til að viðhalda flatleika (minna en eða jafnt og 0,005 mm) og grópformi. Þvermálsmæling á netinu og sýnatökuskoðun er framkvæmd í öllu ferlinu til að tryggja að víddarfrávik, kringlótt og yfirborðsgrófleiki standist staðla (GB/T 308, ISO 3290).
3. Litunaraðferðir fyrir nákvæmni PET kúlur
PET kúlur til að lita nákvæmni krefjast jafnvægis á litajafnvægi, stöðugleika og nákvæmni-litunarefni kúlu mega ekki hafa áhrif á vélræna eiginleika PET eða valda yfirborðsgöllum. Byggt á framleiðsluskala og nákvæmniskröfum eru eftirfarandi aðferðir almennt notaðar:
Masterbatch litarefni (mest mælt með): Þetta er almenn aðferð við fjöldaframleiðslu á lituðum nákvæmni PET kúlum. Color masterbatch er þétt blanda af litarefnum, dreifiefnum og PET burðarplastefni, forblönduð og kornuð. Það er blandað saman við PET plastefni í hlutfallinu 1%-5% fyrir sprautumótun. Kostirnir eru meðal annars einsleit litadreifing (engir sjáanlegir litablettir), stöðugt samkvæmni-til-lotu, lítil rykmengun og góð samhæfni við PET (engin áhrif á vélrænan styrk). Lita masterbatchið verður að þurrka ásamt PET plastefninu til að forðast rakaupptöku og litarefnin sem notuð eru verða að vera háhitaþolin (meira en eða jafnt og 300 gráður) til að standast 260-280 gráðu mótunarhitastig.
Fljótandi litarefni litarefni: Hentar fyrir litlar-lotur, sérsniðnar litarkúlur. Fljótandi litapasta eða litolía er nákvæmlega bætt við PET plastefnið með því að nota mælidælu áður en það er mótað. Það býður upp á framúrskarandi dreifingu, nákvæma litastýringu og engin rykmengun. Hins vegar verður fljótandi litarefnið að vera samhæft við PET til að forðast að hafa áhrif á bræðsluárangur plastefnisins og það þarf að innsigla það meðan á geymslu stendur til að koma í veg fyrir rokgjörn eða lagskiptingu.
Yfirborðshúðun litarefni: Notað fyrir kúlur sem krefjast flókinna sjónrænna áhrifa (td málmgljáa, hallaliti) án þess að breyta innri plastefnisformúlunni. Eftir slípun og fægingu eru kúlurnar látnar fara í kórónumeðferð til að auka yfirborðsspennu, síðan úðaðar, prentaðar eða lofttæmdar með lithúð. Húðunarefnið verður að vera ó-eitrað, slitþolið-og hafa góða viðloðun til að forðast flögnun. Fyrir kúlur sem notaðar eru á matvæla- eða læknisfræðilegum sviðum verður húðunin að uppfylla FDA 21 CFR eða GB 4806 öryggisstaðla.
Varúðarráðstafanir við litun: Forðastu að nota litaduft beint, þar sem þau eru viðkvæm fyrir þéttingu, sem veldur litblettum og yfirborðsgöllum. Litarefnið ætti ekki að innihalda þungmálma (td blý, kadmíum) eða rokgjörn skaðleg efni. Eftir litun verður að stilla malaferlið örlítið til að tryggja að litalagið sé ekki slitið og yfirborðsáferðin hafi ekki áhrif.
Niðurstaða
Framúrskarandi alhliða eiginleikar PET gera það að ómissandi efni í nútíma iðnaði, með forritum sem spanna umbúðir, vefnaðarvöru, rafeindatækni og fleira. Framleiðsla á nákvæmum PET kúlum krefst strangrar stjórnunar á innspýtingarmótun (þurrkun hráefnis, hitastig, þrýstingur) og slípun (marg-vinnsla, fínstilling breytu) til að tryggja mikla nákvæmni og yfirborðsgæði. Fyrir litaðar nákvæmniskúlur er masterbatch litun áreiðanlegasta aðferðin til fjöldaframleiðslu, en fljótandi litarefni og yfirborðshúðunaraðferðir henta fyrir persónulegar eða miklar-fagurfræðilegar kröfur. Með stöðugum framförum í vinnslutækni munu PET-nákvæmiskúlur gegna sífellt mikilvægara hlutverki í há-nákvæmnibúnaði og sérstökum sviðum.
