化學pen樹脂

❶ pen聚酯PET與PEN共聚材料的應用

聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)是廣泛應用的飽和聚酯，廣泛用於纖維、薄膜、瓶子和工程塑料等領域。為了發揮聚2,6一萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的優異性能，如更好的力學、耐熱和阻隔性能，盡管PEN價格較高，人們通常採用共聚或共混的方法，通過PET和PEN的混合，平衡性能與成本。然而，關於DMT、DMN與EG的共酯交換動力學、NDA、TPA與EG的共直接酯化動力學以及PEN-PET共縮聚動力學的研究相對較少。

PEN在共聚材料中展示出優異特性，其結構中的萘環提供了更好的氣體阻隔性和耐熱性。例如，PEN對水氣的阻隔性是PET的3-4倍，這顯著提高了包裝材料的保質期。其耐熱性能也優於PET，熔點和玻璃化溫度分別高出50℃左右，適合高溫應用。PET/PEN共聚物能提升PET的熱性能，且具有更好的紫外線吸收能力，有利於光穩定性和輻射抵抗。

在生產PET/PEN耐熱合金材料時，通過熔融共混擠出，選擇合適的酯交換率和工藝條件，可以得到性能良好、價格合理的包裝材料。PEN含量在20%以下的合金材料更適合，酯交換率控制在5%-10%左右，以平衡耐熱性和樹脂穩定性。國產設備上，這些合金材料可用於製作85℃以上耐熱封裝的瓶子，如果汁和茶飲料的包裝。

PEN/PET共聚酯薄膜表現出優異的尺寸穩定性和聲速取向特性，尤其在拉伸狀態下。通過改變拉伸倍數，可以優化其力學性能。在容器包裝方面，混合PEN的PET瓶能顯著提高耐熱性和氣體阻隔性，如用於啤酒瓶，延長保質期並降低意外爆炸風險。共聚酯薄膜則適用於軟飲料包裝，提供優良的透明度和阻隔性能。

在工業纖維生產中，PET/PEN共聚酯結合了PEN的優良性能和PET的經濟性，可用於製造高強度工業絲和特殊用途的材料，如輪胎簾子線和航海帆布。中國潛在的2,6-萘二甲酸資源為發展本土PET/PEN共聚酯材料提供了戰略機遇。

聚萘二甲酸乙二醇酯的簡稱。

❷ 聚酯樹脂的種類

混合型羧基聚酯樹脂
TGIC型聚酯樹脂
PRIMID X552 /環保型聚酯樹脂
丙烯酸型聚酯樹脂
PU型羥基聚酯樹脂

❸ pen的應用

PEN的結構與PET相似，不同之處在於分子鏈中，PEN是由剛性更大的萘環代替了苯環，它是由2,6-萘二甲酸二甲酯與乙二醇縮聚而得的聚合物。在PEN的分子結構中，由於萘環的結構更容易呈平面狀，使PEN具有更好的氣體阻隔性，比如PEN對水氣的阻隔性是PET的3-4倍，作為包裝材料可大大提高產品的保質期。分子中萘環的引入提高了大分子的芳香度，使得PEN比PET表現出更為優良的耐熱性能。PEN的熔點為265℃，其玻璃化溫度在120℃以上，比PET高出50℃左右；長期使用溫度高達160℃，PEN在180℃的乾燥空氣中放置10h以後，其伸長率仍能保持50%。而PET在同樣條件下，將變得無法使用。此外，PET/PEN的共聚物對提高PET的熱性能也具有明顯的作用。PEN的揚氏模量和拉伸彈性模量比PET高出50%，在170℃時，PEN的機械性能遠遠高於PET。由於萘的雙環結構具有很強的紫外線吸收能力，它可以阻隔波長小於380nm的紫外線，其光穩定性約為PET的5倍，在真空和O2中的耐放射性的能力分別可達PET的10倍和5倍。在PEN分子鏈中的酯基雖然遇水分解，但其分解速度僅為PET的1/4，耐酸、鹼的能力也優於PET。
由於PEN的氣密性好，分子質量相對大，故在實際使用溫度下，析出低聚物的傾向小，在加工溫度高於PET的情況下分解放出的低醛也少於PET。雖然PEN和PET一樣都是結晶性材料，但PEN在非結晶狀態時，能夠透明成型。 1.生產工藝過程中的影響因素
PET/PEN合金兼顧了PET的經濟性和PEN的耐熱性、阻氣性，故PET與PEN合金化是使PEN走向市場（尤其是包裝領域）的主要途徑之一。通過熔融共混反應擠出，選擇合理的酯交換率水平和反應擠出工藝條件，獲得性能價格比合理、在通用國產二步法吹瓶設備上技術可行、質量穩定可靠的耐熱、阻氣、透明的包裝瓶用料。
採用PEN樹脂和瓶級PET樹脂，在穩定劑、成核劑和助劑存在的情況下，利用雙螺桿擠出機，將PEN和PET按比例注入，在適宜條件下反應共擠，結果發現，在PEN含量較小（<30%）時，隨著PEN用量的增多，熱變形溫度HDT、玻璃化溫度Tg增大，意味著合金材料耐熱性能上升，在此范圍內，初始階段隨著PEN加入量上升，熱變形溫度和玻璃化溫度上升較快，當PEN含量達到20%左右後上升緩慢。
考慮到合金材料的綜合性能和應用加工性、價格等因素，以選用PEN含量小於20%的配比為宜。在熔融擠出工藝中，合金材料在螺桿擠壓機中的擠出時間（或者說是停留時間），對合金材料性能的影響很大，反應擠出的時間越長，合金所達到的酯交換率越高，說明PEN、PET相容化程度隨反應時間延長而加大。但副作用是合金的色度加深、熔融指數MI增大，表明樹脂熱降解隨著共擠時間增長而加劇，說明熱降解的加劇抵消了部分酯交換率提高耐熱性的效果。可見PET/PEN的酯交換率不可過高或過低，而應以5-10%的適中水平為宜。
2.PET/PEN合金瓶坯的生產
用雙螺桿擠出機製得PET/PEN合金材料，以此為原料用國產注射成型機成型瓶坯，在國產二步法吹瓶機上拉伸吹塑制瓶。耐熱瓶級PET/PEN瓶製品成型條件（限二步法），採用注射溫度280-330℃；合模壓力65Pa；保壓時間4-8(s）；冷卻時間4-8(s）；冷卻介質自來水。成瓶預熱溫度100-125℃；吹氣速度中等。放桿快慢中等；充氣壓力15Pa。在上述范圍內調節工藝條件注拉吹成型瓶子，將它們與純PET瓶、PET與PEN直接混合成型瓶及市場試銷耐熱包裝瓶進行比較，發現普通瓶級PET樹脂瓶不能耐熱，即使耐熱瓶級PET樹脂在現行通用設備上也難以吹製成型真正的耐熱瓶，只有在改進的設備上方有可能體現其優越性。此外，將PET與PEN直接混合作為吹瓶原料工藝上較困難，耐熱性提高有限，製品質量差，只能在國外專用設備上使用。而將這兩者製成合金材料作為吹瓶原料，製品耐熱性高於各種規格PET瓶，與三得利烏農茶瓶相當，而且綜合性能好，可以滿足國內85℃以上耐熱封裝的要求，在現行國產二步法設備上可以順利進行。
由此可見，將PET與PEN預反應，從而實現一定酯交換並形成PET/PEN合金是一種值得推廣的好方法。這種預反應通過通用螺桿擠出機進行，衡量PET與PEN兩者相容程度的酯交換率，主要由擠出溫度和在螺筒內停留時間決定，故可以通過控制共擠溫度和時間達到所需酯交換率。適中的酯交換率為5%-10%，過高或過低的酯交換率不利於後續吹瓶過程並有損於瓶製品性能。由此製得耐熱瓶級PET/PEN合金材料可用於吹制果汁、茶等飲料熱封裝瓶。在國內廣泛採用的國產二步法設備上可順利實現，所制瓶子可承受85℃以上溫度，其它綜合性能符合實用要求。 1.PEN/PET共聚酯中SiO2的分散情況
國內相關研究人員用掃描電子顯微鏡對含0.1%（質量分數）和0.4%（質量分數）SiO2微粒的PEN-PET共聚酯（BHEN含量均為8%(摩爾分數）進行分析，以觀察不同含量SiO2微粒在PEN―PET共聚酯中的分散情況。結果表明：SiO2粒子含量不同的樣條斷面，顆粒分散得比較均勻，顆粒直徑部在0.4um以下，無過大微粒存在；當SiO2微粒含量增大時，並沒有絮凝成顆粒過大的粒子。
2.PEN―PET共聚酯薄膜的乾熱收縮
乾熱收縮率是反映薄膜尺寸穩定性的重要指標。乾熱收縮率越小說明薄膜受熱後的尺寸穩定性越好，越不易變形。隨著共聚酯中2．6萘環單元的引入以及含量的增加，乾熱收縮率明顯減小，這是由於2，6萘二甲醯單元的引入增加了共聚酯大分子鏈的剛性，從而使PEN―PET共聚酯表現出比PET更為優良的熱穩定性能，且2，6一萘環單元含量越太．熱穩定性能越好。
3.共聚酯薄膜的聲速取向
取向對聚合物的所有力學性能都有影響，最突出之點是取向產生各向異性和取向方向的增強，這在薄膜製造中起重要作用。雙軸取向高聚物薄膜沿著它的平面縱橫二個方向拉伸，高分子鏈傾向於與薄膜平面平行的方向排列，但在此平面內分子鏈的取向是無規的。利用聲波傳播法測定的是晶區和非晶區的平均取向度，測得的取向度反映了整個分子鏈的取向狀況。在相同的拉伸倍數下，隨著共聚酯中26一萘環單元的引入，聲速模量明顯增大。這是由於2，6萘二甲醯結構單元的引入增加了共聚酯大分子鏈的剛性：隨著共聚酯中2．6一萘環單元的引入，聲速取向園子也明顯增大。這可能是在薄膜製造過程中．由於萘環比苯環具有更大的共軛結構，分子鏈剛性高．傾向於生成伸直鏈結構，而PET盡管也發生分子取向，但呈折疊鏈結構所以聲波在PENPET共聚酯薄膜拉伸取向方向傳播時，其傳播方向與共聚酯大分子鏈比與PET大分子鏈更平行，聲速更大。因此，計算的聲速取向因子增大。每一組成的共聚酯，隨著拉伸倍數的增加，聲速模量和聲速取向因子增大這說明隨著拉伸倍數的增加，更有利於分子鏈沿著與拉伸方向平行的方向排列。
4.共聚酯薄膜的力學性能
薄膜的力學性能直接關繫到薄膜質量的優劣。它既決定於製造薄膜的聚合物的內在化學因素（組成、結構等），也與薄膜的成型和後處理有關。所以對力學性能進行研究很有必要。相同拉伸倍數的PEN―PET(DMN含量為20%（摩爾分數））比PET斷裂強度略有增大，但斷裂伸長顯著變小。這是由於引入的萘環有更大的共扼結構，使分子鏈剛性高，因此改性後的共聚酯並沒有因為分子鏈的對稱性和規整性被破壞而使強下降。但伸長卻減小。同一組成的PEN―PET共聚酯卻隨拉伸倍數的增大，強度逐漸增大，伸長逐漸減小。這是因為聚合物的強度的各向異性隨取向程度的增高而增大的結果。相同拉伸倍數的酯交換得到的PEN―PET共聚酯和酯化得到的PEN―PET共聚酯薄膜的強度和伸長不同，可能是因為兩種工藝路線所加催化劑等添加組分的種類和量不同，兩種單體的純度可能不同，從而導致共聚物實際組成比不同，薄膜成型時的超分子結構不同而引起。 1.容器包裝瓶的應用
利用PEN對PET進行改良．在PET中加入l0%的PEN可使瓶身耐熱溫度提高到90℃；加入30%-40%的PEN有時也能製得更為耐熱的瓶子，還能改進其對氣體的阻隔性。PET/PEN瓶被市場看好，製成可再生利用和重復使用的啤酒瓶，可避免使用玻璃啤酒瓶的意外爆炸傷人事故，玻璃啤酒瓶的意外爆炸傷人事故嚴重地困擾著啤酒市場。由於啤酒比其他軟飲料更容易受到環境的影響，對空氣中的O2和CO2阻隔性不好就足以使啤酒味變差，而在巴氏滅菌的啤酒生產線上，要求啤酒瓶具有耐熱、耐壓的能力，並保證有不低於3-6個月的有效保質期，PET本身不具備良好的氣體的阻隔性，也無足夠的耐熱性能，而採用PET與PEN共聚材料就可以有效地解決這一難題。PET/PEN瓶的耐熱性可達到80℃以上，進一步處理可達90℃以上，日本AOKI公司生產的PET/PEN瓶，在共混聚合物方面，已走在世界前列，取得了很大成功。日本先鋒公司也開發出一種厚度為0.35mm的500ml的PET/PEN熱罐裝瓶，可使灌進的飲料食品保質期延長l0個星期以上。
而在其中摻加質量分數為5%-l0%的PEN，則完全可以制出合格的塑料啤酒瓶。
啤酒瓶做為啤酒傳統的包裝物已經由來已久，在消費者眼裡，玻璃瓶裝啤酒是唯一的選擇，但玻璃瓶的缺點是有目共睹的，它重量大、破損率高、耐熱性和導熱性差，最嚴重的是極易爆炸，傷害消費者，因此，改用塑料瓶裝啤酒已勢在必行。然而，啤酒極易氧化變質，且O2很容易透過瓶壁，PET瓶僅適用於短時間存貯，如果加一層防滲透塗層或阻隔層來防止滲入和CO2滲出，啤酒雖然延長了幾周保存期，但成本提高且不利於瓶子回收，PET瓶表面容易刮傷，影響回收重復使用的美觀性。另外，PET瓶的另一個問題是無法承受啤酒進行巴氏滅菌時的溫度。以PET/PEN的共聚或其混合物為原料，既提高了瓶子的耐熱性，又提高了瓶子的阻氣性，可滿足啤酒保質期3-6個月的要求，還可用鹼洗消毒，重復使用，以降低成本。由於PET/PEN的共聚瓶透明，飲料瓶中PET和PEN游離析出少，不吸附原裝飲料的氣味和空瓶回收過程中帶入的異味，耐水解並能承受高溫下鹼洗和消毒，其高阻氣性能使瓶內物質保持新鮮口味和營養，不串味、不變味、不變質。所以，這種瓶特別適宜裝礦泉水、純凈水、碳酸飲料、果汁等軟飲料，回收重復使用效果好。
2.PET/PEN共聚酯薄膜的優異性能
將PET/PEN共聚酯通過雙軸拉伸製成性能優異的薄膜，共聚酯的拉膜採用LSJ20塑料擠出裝置進行擠出，螺桿直徑20mm，螺桿長度直徑比L/D為25，轉速60r/min。採用雙軸延伸機進行拉伸。先在LSJ20塑料擠出裝置於275℃擠成厚片，再在雙軸延伸機上於130℃以相同的倍數雙向拉伸到3-4倍。
PET/PEN共聚酯薄膜的乾熱收縮率是反映薄膜尺寸穩定性的重要指標，乾熱收縮率越小，說明薄膜受熱後的尺寸穩定性越好，越不易變形。隨著共聚酯中2,6-萘環單元的引入以及含量的增加，乾熱收縮率明顯減小，這是由於2,6-萘二甲醯單元的引入增加了共聚酯大分子鏈的剛性，從而使PET/PEN共聚酯表現出比PET更為優良的熱穩定性能，且2,6-萘環單元含量越大，熱穩定性能越好。
通過測定共聚酯薄膜的聲速取向可以判定聚台物的力學性能，在相同的拉伸倍數下，隨著共聚酯中2,6-萘環單元的引入，聲速模量明顯增大，這是由於2,6-萘二甲醯結構單元的引入增加了共聚酯大分子鏈的剛性。隨著共聚酯中2,6-萘環單元的引入，聲速取向因子明顯增大。這是由於在薄膜製造過程中，萘環比苯環具有更大的共軛結構，分子鏈剛性高，傾向於生成伸直鏈結構，而PET盡管也發生分子取向，但呈折疊鏈結構，所以聲波在PEN/PET共聚酯薄膜拉伸取向方向傳播時，其傳播方向與共聚酯大分子鏈比與PET大分子鏈更平行，聲速更大。隨著拉伸倍數的增加，聲速模量和聲速取向因子增大，這說明共聚酯薄膜的性能有利於分子鏈沿著與拉伸方向平行的方向排列。
共聚酯薄膜的力學性能直接關繫到薄膜質量的優劣，它既決定於製造薄膜的聚合物的內在化學因素（組成、結構等），也與薄膜的成型和後處理有關。相同拉伸倍數的PET/PEN比PET斷裂強度略有增大，但斷裂伸長顯著變小。這是由於引入的萘環有更大的共扼結構，使分子鏈剛性高，因此改性後的共聚酯並沒有因為分子鏈的對稱性和規整性被破壞而使強度下降。同一組成的PET/PEN共聚酯卻隨拉伸倍數的增大，強度逐漸增大，伸長逐漸減小。
這是因為聚合物的強度的各向異性隨取向程度的增高而增大的結果。
3.生產PET/PEN共聚酯高強度工業纖維
採用PET/PEN共聚酯生產纖維，是充分利用PEN優良的物理化學性能，並結合PET價格低廉的特點，可用於生產工業絲、高溫用的地毯、橡膠增強材料，包括輪胎簾子線、軟管和帶材、高溫氣體過濾器、紙纖維毯和單纖絲、絲網印刷和電氣絕緣材料、產業用織物、繩索、纜繩及過濾器等，這種樹脂顯示出較為優良的抗水解性等，可用於紡織纖維和纖維光導系統等，由此製成的工業絲特別適用於輪胎簾子線、三角帶、輸送帶等，其機械性能高，與橡膠的粘合性好，日本開發出了PET/PEN共聚皮芯型纖維的生產工藝，這種纖維的性能保持了PEN的優異性能，但成本低，與PET相比其機械性能保持率好，與橡膠的粘合性能好，並且這種纖維表現出較高的模量和尺寸穩定性、優良的抗紫外線性能，可用於汽車車座和車用皮帶，由PET/PEN共聚酯製成的產業用絲，性能優異。
阻燃聚酯纖維是含磷共聚酯材料，有長纖維與短纖維兩種形式，這種阻燃性聚酯纖維在燃燒時不產生氣體，反復洗滌後性能不變，光照不退色，可用於居室窗簾，桌布、床罩等。由PET/PEN共聚酯材料製成阻燃纖維，可製成高檔家用織物。
由於PEN比PET結晶速度慢，有利於分子的高度取向，通過超高速紡製造出高強度服用或工業用PEN長絲。由於價格上的原因，目前PEN在纖維領域的商業化應用受到限制，而採用PET/PEN共聚酯生產出的共聚酯工業絲在強度、模量及尺寸穩定性上明顯優於PET工業絲，有望成為人造絲輪胎骨架材料的替代用品。在有特殊要求的領域，例如高溫、潮濕、日曬、鹽水浸漬等條件下使用的三角皮帶的增強材料、航海運動的船帆等均可使用。 有專家建議，中國可首先考慮採用進口的PEN重要中間體2,6-萘二甲酸（NDA）或2,6-萘二甲酸二甲酯（DMN）合成PEN，關於合成PEN的基本原料2,6-萘二甲酸，可以從2,6-二甲基萘（2,6-DMN）氧化而來，目前在國外已有大規模工業生產，後者2,6-二甲基萘可以直接合成，也可以從煤焦油和石油焦油中分離而得到。中國煤焦油和石油焦油十分豐富，富含DMN的餾份就超過l0餘萬噸，開發利用中國的2,6-DMN，對發展中國的PET/PEN共聚酯材料具有極其重要的戰略意義。

❹ 什麼是PEN樹脂，跟PET有什麼區別