我國PET塑料發(fā)展現(xiàn)狀及其pet瓶吹塑生產(chǎn)工藝流程

1、青 島 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué)本 科 生 課 程 論 文論 文 題 目 學(xué)生專業(yè)班級 學(xué)生姓名（學(xué)號） 指 導(dǎo) 教 師 完 成 時 間 年 月 日我國PET塑料發(fā)展現(xiàn)狀及其pet瓶吹塑生產(chǎn)工藝流程【摘要】：本文分析了我國PET塑料的發(fā)展現(xiàn)狀，并對PET瓶的吹塑生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行了講解。【關(guān)鍵詞】：PET塑料；吹塑；工藝流程；發(fā)展現(xiàn)狀；The Present Development Situation of PET Plastic and PET Bottle Blow Molding Production Process【Abstract】：This paper analyzes the current

2、 situation of the development of the PET plastic, and to explain the PET bottles molding production process. 【Keywords】：PET plastic；blow molding；process flow；Development situation；1.PET塑料簡介PET塑料是英文Polyethylene terephthalate的縮寫，簡稱PET或PETP。中文意思是：聚對苯二甲酸類塑料，主要包括聚對苯二甲酸乙二酯PET和聚對苯二甲酸丁二酯PBT。聚對苯二甲酸乙二醇酯又俗稱滌綸樹

3、脂，俗稱滌綸樹脂。它是對苯二甲酸與乙二醇的縮聚物，與PBT一起統(tǒng)稱為熱塑性聚酯，或飽和聚酯。聚酯是以 PET為代表的熱塑性線型飽和聚酯的總稱 ,包括 PET、PBT、PEN、PCT及其共聚物。PET是開發(fā)最早、產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的聚酯產(chǎn)品。PET再生塑料可以用在食品包裝物上，可以實現(xiàn)無限次的再生循環(huán)利用。這是我國觸手可及的環(huán)保工藝技術(shù)。由于塑料包裝的原材料來自石油，為了節(jié)約資源，許多發(fā)達(dá)國家都研制出了塑料包裝的回收再利用技術(shù)，早在1991年就已經(jīng)將再生PET塑料切片用做食品包裝材料。2.我國PET塑料發(fā)展現(xiàn)狀目前我國的聚酯pet塑料的包裝容器目前主要局限于雙向拉伸聚酯吹塑瓶。故以下主要從我國P

4、ET瓶的發(fā)展來介紹我國的PET塑料的發(fā)展現(xiàn)狀，并列舉兩例PET瓶生產(chǎn)行業(yè)的領(lǐng)先集團(tuán)。我國雙向拉伸聚酯吹塑瓶在塑料包裝行業(yè)中起步較晚，但自20世紀(jì)80年代從日本引入注拉吹PET瓶生產(chǎn)線之后即在以可樂為代表的飲料包裝中取得了很好的效果，隨后引進(jìn)了大量國外先進(jìn)的注拉吹PET瓶生產(chǎn)設(shè)備，同時在消化國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)、適合我國國情的、結(jié)構(gòu)簡單的二步法PET拉伸吹塑機(jī)，它與通用注射機(jī)配合使用，利用通用注射機(jī)制造的PET瓶坯，吹制PET雙向拉伸瓶。國產(chǎn)二步法雙向拉伸PET吹瓶機(jī)中，有的機(jī)型不僅能生產(chǎn)普通PET雙向拉伸瓶，還能生產(chǎn)耐熱型雙向拉伸PET瓶，所能生產(chǎn)的產(chǎn)品的容積基本上覆蓋

5、了進(jìn)口設(shè)備所能生產(chǎn)的從幾十毫升的小瓶到5加侖的大桶的廣闊的領(lǐng)域。這些簡易式吹瓶機(jī)不僅具有造價低廉、機(jī)動性強(qiáng)的優(yōu)點，而且控制得當(dāng)也能生產(chǎn)出品質(zhì)優(yōu)良、實用性好的雙向拉伸PET吹瓶，因此得到了國內(nèi)外塑料加工界的普遍認(rèn)同，除了國內(nèi)大量使用之外，已部分出口外銷。盡管這些設(shè)備和進(jìn)口的先進(jìn)設(shè)備之間還存在生產(chǎn)效率較低、自動化程度較差、制品尺寸精度較差的差距，對于一些要求特別嚴(yán)格的應(yīng)用領(lǐng)域(如可口可樂、百事可樂等產(chǎn)品的包裝)，其應(yīng)用上尚有一定困難。此外，多層共吹塑PET瓶的生產(chǎn)設(shè)備國內(nèi)尚待開發(fā)，但國產(chǎn)二步法雙向拉伸PET吹瓶機(jī)的開發(fā)利用對于促進(jìn)PET瓶生產(chǎn)的高速發(fā)展起到了不容忽視的、巨大的推動作用。目前，我國的

6、PET瓶生產(chǎn)企業(yè)中既有擁有世界上各知名企業(yè)制造的最先進(jìn)的PET瓶自動生產(chǎn)線(如日本ASB公司、青木固公司的全自動PET瓶生產(chǎn)線，法國 SEDEL公司的全自動PET瓶生產(chǎn)線以及意大利SIPA公司的全自動PET瓶生產(chǎn)線)的大型骨干企業(yè)，同時，也有大量采用我國自行設(shè)計制造的各種不同自動化程度的簡易、實用型雙向PET吹瓶機(jī)的中小型企業(yè)，呈現(xiàn)出一個前所未有的百花爭艷、欣欣向榮的局面。目前我國PET瓶生產(chǎn)行業(yè)中，產(chǎn)量最大的骨干企業(yè)是珠海中富和上海紫江集團(tuán)，分別占有國內(nèi)PET瓶市場份額的約30%和20%。珠海中富集團(tuán)是國內(nèi)最早獲得可口可樂、百事可樂公司認(rèn)可的PET瓶生產(chǎn)廠家，2001年該集團(tuán)PET瓶產(chǎn)量達(dá)到

7、32億個，其中熱灌裝7億個，銷售額達(dá)到23.4億元，在各地?fù)碛?30多家工廠。上海紫江集團(tuán)近年來也發(fā)展很快，設(shè)在各地的控股公司已發(fā)展到15家，占據(jù)了武漢、鄭州、天津、長春、昆山、成都等地的市場，新建的年產(chǎn) 1.2億個PET熱灌裝瓶已投產(chǎn)，2002年又在上海、廣州、成都、北京等地投資建廠，熱灌裝瓶的生產(chǎn)能力達(dá)到4.85億個。在PET瓶迅速發(fā)展的同時，我國瓶級PET樹脂的生產(chǎn)也得到了迅速的發(fā)展。據(jù)報道，1995年我國瓶級PET樹脂的用量為10萬t，其中國內(nèi)生產(chǎn)量為6萬 t，到2000年我國瓶級PET樹脂的用量為52萬t，國內(nèi)生產(chǎn)能力已達(dá)50萬t。除了量的飛速增長外，質(zhì)量方面也有很大的提高，儀征化纖

8、、上海遠(yuǎn)東、常州華源等公司生產(chǎn)的瓶級PET樹脂均已獲得可口可樂公司的認(rèn)可。國內(nèi)PET瓶的主流產(chǎn)品，初期僅局限于諸如可樂、礦泉水、蒸餾水之類的飲料使用的包裝容器，應(yīng)用中以其優(yōu)良的性能及合理的價位獲得用戶的普遍歡迎，在這些飲料包裝成功應(yīng)用的基礎(chǔ)上，近年來PET瓶已在耐熱瓶裝飲料紅茶、綠茶、果汁以及食用油、化妝品、醫(yī)藥、農(nóng)藥等行業(yè)的應(yīng)用中得到擴(kuò)展。據(jù)報道，1996年我國PET瓶的產(chǎn)量為30億個，1998年上升為50億個，2000年達(dá)到80億個，2001年90億個，2002年達(dá)到100億個，2004年130億個，成為塑料包裝材料增長幅度最大的品種。 我國PET瓶塑料成型設(shè)備大有發(fā)展前景，同時

9、，我們應(yīng)當(dāng)看到PET瓶塑料成型設(shè)備與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的差距較大。國際上典型的PET瓶坯注塑機(jī)生產(chǎn)設(shè)備為加拿大的HUSKEY PET注塑機(jī)，是國際上公認(rèn)的領(lǐng)頭羊，所以，我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)真研究其性能特點、機(jī)構(gòu)特點、性能特點，開發(fā)出更具有性能優(yōu)勢的PET瓶坯注塑機(jī)。在市場國際化的今天，國產(chǎn)的PET瓶注塑坯設(shè)備，如果在性能上沒有技術(shù)優(yōu)勢，那研制出來的設(shè)備只能當(dāng)展品，不能當(dāng)商品3.PET瓶吹塑生產(chǎn)工藝流程聚對苯二甲酸乙二酯(PET)吹塑瓶的生產(chǎn)按型坯的預(yù)成型不同可分為注射拉伸吹塑(簡稱注拉吹)和擠出拉伸吹塑(簡稱擠拉吹)。在這兩種成型方法中，由于注拉吹工藝易控制，生產(chǎn)效率高，廢次品少而較為通用。PET吹

10、塑瓶可分為兩類，一類是有壓瓶，如充裝碳酸飲料的瓶；另一類為無壓瓶，如充裝水、茶、油等的瓶。茶飲料瓶是摻混了聚萘二甲酸乙二酯(PEN)的改性PET瓶或PET與熱塑性聚芳酯的復(fù)合瓶，在分類上屬熱瓶，可耐熱80以上；水瓶則屬冷瓶，對耐熱性無要求。在成型工藝上熱瓶與冷瓶相似。筆者主要討論冷瓶中的有壓飲料瓶成型工藝。3.1 設(shè)備隨著科技的不斷進(jìn)步和生產(chǎn)的規(guī)模化，PET吹瓶機(jī)自動化程度越來越高，生產(chǎn)效率也越來越高。設(shè)備生產(chǎn)能力不斷提高，由從前的每小時生產(chǎn)幾千個瓶發(fā)展到現(xiàn)在每小時生產(chǎn)幾萬個瓶。操作也由過去的手動按鈕式發(fā)展為現(xiàn)在的全電腦控制，大大降低了工藝操作上的難度，增加了工藝的穩(wěn)定性。目前，注拉吹設(shè)備的生

11、產(chǎn)廠家主要有法國的SIDEL公司、德國的KRONES公司等。雖然生產(chǎn)廠家不同，但其設(shè)備原理相似，一般均包括供坯系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、吹瓶系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和輔機(jī)五大部分。3.2 吹塑工藝  影響PET瓶吹塑工藝的重要因素有瓶坯、加熱、預(yù)吹、模具及環(huán)境等。3.2.1 瓶坯制備吹塑瓶時，首先將PET切片注射成型為瓶坯，它要求二次回收料比例不能過高(5以下)，回收次數(shù)不能超過兩次，而且分子量及粘度不能過低(分子量31000-50000，特性粘度0.78-0.85cm3g)。注塑成型的瓶坯需存放48h以上方能使用。加熱后沒用完的瓶坯，必須再存放48h以上方能重新加熱使用。瓶坯的存放時間不能超

12、過六個月。瓶坯的優(yōu)劣很大程度上取決于PET材料的優(yōu)劣，應(yīng)選擇易吹脹、易定型的材料，并制定合理的瓶坯成型工藝。實驗表明，同樣粘度的PET材料成型的瓶坯，進(jìn)口的原料要比國產(chǎn)料易吹塑成型；而同一批次的瓶坯，生產(chǎn)日期不同，吹塑工藝也可能有較大差別。瓶坯的優(yōu)劣決定了吹塑工藝的難易，對瓶坯的要求是純潔、透明、無雜質(zhì)、無異色、注點長度及周圍暈斑合適。3.2.2 加熱瓶坯的加熱由加熱烘箱來完成，其溫度由人工設(shè)定，自動調(diào)節(jié)。烘箱中由遠(yuǎn)紅外燈管發(fā)出遠(yuǎn)紅外線對瓶坯輻射加熱，由烘箱底部風(fēng)機(jī)進(jìn)行熱循環(huán)，使烘箱內(nèi)溫度均勻。瓶坯在烘箱中向前運(yùn)動的同時自轉(zhuǎn)，使瓶坯壁受熱均勻。燈管的布置在烘箱中自上而下一般呈"區(qū)&q

13、uot;字形，兩頭多，中間少。烘箱的熱量由燈管開啟數(shù)量、整體溫度設(shè)定、烘箱功率及各段加熱比共同控制。燈管的開啟要結(jié)合預(yù)吹瓶進(jìn)行調(diào)整。要使烘箱更好地發(fā)揮作用，其高度、冷卻板等的調(diào)整很重要，若調(diào)整不當(dāng)，吹塑時易出現(xiàn)脹瓶口(瓶口變大)、硬頭頸(頸部料拉不開)等缺陷。3.2.3 預(yù)吹預(yù)吹是二步吹瓶法中很重要的一個步驟，它是指吹塑過程中在拉伸桿下降的同時開始預(yù)吹氣，使瓶坯初具形狀。這一工序中預(yù)吹位置、預(yù)吹壓力和吹氣流量是三個重要工藝因素。預(yù)吹瓶形狀的優(yōu)劣決定了吹塑工藝的難易與瓶子性能的優(yōu)劣。正常的預(yù)吹瓶形狀為紡錘形，異常的則有亞鈴狀、手柄狀等，如圖2所示。造成異常形狀的原因有局部加熱不當(dāng)，預(yù)吹壓力或吹氣

14、流量不足等，而預(yù)吹瓶的大小則取決于預(yù)吹壓力及預(yù)吹位置。在生產(chǎn)中要維持整臺設(shè)備所有預(yù)吹瓶大小及形狀一致，若有差異則要尋找具體原因，可根據(jù)預(yù)吹瓶情況調(diào)整加熱或預(yù)吹工藝。 預(yù)吹壓力的大小隨瓶子規(guī)格、設(shè)備能力不同而異，一般容量大、預(yù)吹壓力要小；設(shè)備生產(chǎn)能力高，預(yù)吹壓力也高。即使采用同一設(shè)備生產(chǎn)同一規(guī)格的瓶子，由于PET材料性能的差異，其所需預(yù)吹壓力也不盡相同。玻纖增強(qiáng)的PET材料，較小的預(yù)吹壓力即可使瓶子底部的大分子正確取向；另一些用料不當(dāng)或成型工藝不適當(dāng)?shù)钠颗?，注點附近有大量的應(yīng)力集中不易消退，如果吹塑，常會在注點處吹破或在應(yīng)力測試中從注點處爆裂、滲漏。根據(jù)取向條件，此時可如所示把燈管移出

15、2-3支至注點上方開啟，給予注點處充分加熱，提供足夠熱量，促使其迅速取向。對于已加熱二次使用的瓶坯或存放時間超標(biāo)的瓶坯，由于時溫等差效應(yīng)，二者成型工藝相似，與正常瓶坯相比，其要求的熱量要少，預(yù)吹壓力也可適當(dāng)降低。3.2.4 輔機(jī)及模具輔機(jī)主要指維持模具恒溫的設(shè)備。模具恒溫對維持產(chǎn)品的穩(wěn)定性有重要作用。一般瓶身溫度高，瓶底溫度低。對冷瓶來說，由于其底部的冷卻效果決定了分子定向的程度，將溫度控制在5-8為佳；而熱瓶底部的溫度則要高得多。模具是影響PET瓶吹塑工藝的重要因素，模具形狀的優(yōu)劣會減輕或加大工藝調(diào)整的難度，如加強(qiáng)筋、過渡區(qū)的弧度及底部的散熱狀況等都對工藝調(diào)整有影響。3.2.5 環(huán)境生產(chǎn)環(huán)境的好壞對工藝調(diào)整也有較大影響，恒定的條件可以維持工藝的穩(wěn)定及產(chǎn)品的穩(wěn)定。PET瓶吹塑成型一般在室溫、低濕狀態(tài)下為佳。3.3 其它要求有壓瓶應(yīng)同時滿足應(yīng)力測試與耐壓測試的要求。應(yīng)力測試是為防止PET瓶灌裝飲料時瓶底與潤滑劑(堿性)接觸過程中產(chǎn)生分子鏈的