Polietilena Terephthalate, biasanya disingkatkan sebagai PET, ialah polimer termoplastik serba boleh milik keluarga poliester. Ia disintesis melalui tindak balas polikondensasi asid tereftalat (PTA) dan etilena glikol (EG), membentuk polimer linear dengan formula molekul (C₁₀H₈O₄)ₙ . PET terkenal dengan gabungan sifatnya yang unik, termasuk kekuatan mekanikal yang tinggi, kestabilan dimensi yang sangat baik, rintangan kimia yang baik, penyerapan lembapan yang rendah dan ketelusan yang luar biasa apabila diproses dengan betul . Sebagai bahan separa-hablur, kehablurannya (biasanya 30%-60%) boleh dilaraskan melalui rawatan haba, membolehkannya menyesuaikan diri dengan senario aplikasi yang berbeza . Selain itu, PET sangat boleh dikitar semula, mengandungi kod pengenalan resin "1" (♳), yang sejajar dengan permintaan global yang semakin meningkat untuk bahan mampan . Kelebihan yang wujud ini menjadikan PET sebagai salah satu plastik yang paling banyak digunakan dalam pelbagai industri di seluruh dunia.
Aplikasi Biasa PET
Fleksibiliti PET membolehkan penggunaannya merentasi pelbagai bidang, dengan bahagian pasaran terbesar dalam industri pembungkusan dan tekstil. Dalam sektor pembungkusan, ia menyumbang lebih daripada 55% daripada penggunaan PET global, terutamanya digunakan untuk menghasilkan bekas tegar seperti botol minuman (menyumbangkan 70% pembungkusan PET), dulang makanan dan pembungkusan farmaseutikal . Terima kasih kepada ketelusan yang tinggi, rintangan tekanan dan sifat bebas bau-nya, botol PET sesuai untuk minuman berkarbonat, air mineral, jus buah-buahan dan minuman teh, dengan beberapa-gred tahan suhu tinggi (HR-PET) yang mampu menahan isian panas 85 darjah . Ia juga digunakan dalam pembungkusan fleksibel, seperti vakum-beg makanan tertutup dan filem bersalut aluminium-untuk kain lap basah, kerana prestasi penghalangnya yang baik .
Dalam industri tekstil, PET dikenali sebagai gentian poliester, menyumbang 60% daripada gentian sintetik global . Ia digunakan secara meluas dalam fabrik pakaian (sering dicampur dengan kapas), lapisan penebat haba, pakaian sukan, dan upholsteri automotif, serta gentian industri seperti tali tayar dan keselamatan气囊布 . Di luar bidang utama ini, PET menemui aplikasi dalam elektronik (cth, filem kapasitor, penyambung penyambung), bahagian automotif (cth, pendesak pam air, fabrik dalaman), peranti perubatan (cth, sarung picagari, jahitan pembedahan), dan modul fotovoltaik .
Keperluan Utama untuk Pembuatan Sfera PET Ketepatan
Pembuatan sfera PET ketepatan ialah proses kompleks yang memerlukan kawalan ketat ke atas bahan mentah, parameter pemprosesan dan-teknik pasca rawatan untuk memastikan ketepatan dimensi tinggi, kualiti permukaan seragam dan prestasi yang stabil. Tidak seperti produk PET biasa, sfera ketepatan (sering digunakan dalam galas, injap, instrumen ketepatan dan peranti perubatan) menuntut toleransi yang sangat ketat, menjadikan pengacuan suntikan dan pengisaran dua proses teras yang menentukan kualiti akhir.
1. Keperluan Pengacuan Suntikan untuk Sfera PET Ketepatan
Pengacuan suntikan ialah langkah awal dalam menghasilkan sfera PET ketepatan, meletakkan asas untuk bentuk dan ketepatan dimensi asasnya. Oleh kerana kehabluran PET yang tinggi, higroskopisitas dan kepekaan terhadap suhu, keperluan utama berikut mesti dipenuhi:
Penyediaan Bahan Mentah: Resin PET mesti dikeringkan dengan teliti sebelum dibentuk, kerana sifat higroskopiknya (0.2%-0.4% penyerapan air) boleh menyebabkan hidrolisis, buih, coretan perak dan kekuatan mekanikal yang berkurangan dalam produk akhir . Proses pengeringan hendaklah menggunakan pengering penyahlembapan pada 160-180 darjah selama 4-6 jam, memastikan kandungan lembapan dikurangkan kepada Kurang daripada atau sama dengan 0.005% . Resin kering hendaklah disimpan dalam corong yang tertutup; jika terdedah kepada udara lebih dari 1 jam, ia perlu dikeringkan semula. Selain itu, kadar aliran cair (MFR) resin hendaklah dikawal berdasarkan saiz sfera-biasanya 1.5-2.5g/10min untuk PET gred acuan-untuk memastikan pencairan dan pengisian yang seragam.
Keperluan Peralatan dan Acuan: Mesin pengacuan suntikan mesti mempunyai keupayaan pengplastikan yang dipertingkatkan, dilengkapi dengan skru khusus-PET atau skru tujuan umum-yang diubah suai dengan nisbah mampatan 2.8-3.5 . Acuan untuk sfera ketepatan mesti direka bentuk dengan pelari pendek, licin dan rongga/pintu yang digilap untuk mengelakkan tanda aliran dan pengekalan bahan . Sistem pelari panas disyorkan untuk meningkatkan kecekapan pengeluaran dan memastikan pengisian seragam. Suhu acuan hendaklah dikawal pada 60-80 darjah; suhu yang terlalu rendah membawa kepada penghabluran yang tidak mencukupi, manakala suhu yang terlalu tinggi memanjangkan kitaran pengeluaran .
Parameter Proses Suntikan: Kawalan suhu yang ketat adalah kritikal- suhu tong ditetapkan dalam bahagian: 240-250 darjah (bahagian penyusuan), 260-270 darjah (bahagian mampatan), 270-280 darjah (bahagian penhomogenan) dan 265-275 darjah (suhu muncung) . Sisihan suhu tidak boleh melebihi 3 darjah untuk mengelakkan penguraian PET dan kekuningan. Tekanan suntikan biasanya 80-100MPa, dengan suntikan berkelajuan tinggi (100-150mm/s) untuk mengurangkan masa penyejukan cair dan mengelakkan kecacatan. Tekanan 保压 hendaklah 40%-50% daripada tekanan suntikan, dengan masa penahanan 5-8 saat untuk mengelakkan pengecutan . Kelajuan skru dikawal pada 80-100r/min untuk memastikan pemplastikan seragam.
2. Keperluan Pengisaran untuk Sfera PET Ketepatan
Selepas pengacuan suntikan, sfera kosong mempunyai permukaan kasar dan sisihan dimensi, jadi pengisaran ketepatan adalah penting untuk mencapai ketepatan dan kemasan permukaan yang diperlukan. Proses pengisaran dibahagikan kepada beberapa peringkat, dengan kawalan ketat ke atas setiap parameter untuk mengelakkan kerosakan permukaan dan ralat dimensi:
Pra-Pengisaran (Pengisaran Kasar): Peringkat ini bertujuan untuk menghilangkan kecacatan permukaan (cth, burr, tanda aliran) dan membetulkan sisihan dimensi utama. Peralatan pengisaran menggunakan pengisar bebola kawalan berangka mendatar, dengan-besi tuang fosforus tinggi atau cakera pengisar besi tuang aloi (sudut kon 10 darjah -15 darjah , kedalaman alur 1/3 daripada diameter sfera) . Medium pengisaran menggunakan serbuk W10-W14 berlian atau mikro karbida{13}}, dicampur dengan minyak pelincir berkelikatan rendah dan agen anti haus tekanan melampau . Tekanan pengisaran ialah 1.2-1.6MPa, kelajuan 9-12r/min, dan masa 20-30min, menyasarkan kebulatan Kurang daripada atau sama dengan 0.2μm dan kekasaran permukaan (Ra) Kurang daripada atau sama dengan 0.08μm .
Pengisaran Halus: Pengisaran halus meningkatkan lagi ketepatan dimensi dan kelicinan permukaan. Medium pengisaran digantikan dengan serbuk mikro W5-W7, dengan tekanan dikurangkan kepada 0.8-1.2MPa dan kelajuan dilaraskan kepada 7-10r/min . Masa pengisaran ialah 15-25min, mencapai toleransi dimensi ±0.3μm, kebulatan Kurang daripada atau sama dengan 0.1μm, dan Ra Kurang daripada atau sama dengan 0.03μm .
Pengisaran Ultra-Ketepatan (Menggilap): Untuk sfera-kepersisan tinggi (cth, gred G5-G10), pengisaran ultra-kepersisan atau penggilapan mekanikal kimia (CMP) diperlukan. Medium pengisaran menggunakan serbuk W0.5-W1.0 berlian mikro-, dengan tekanan 0.3-0.5MPa dan kelajuan 3-6r/min . Masa pengisaran ialah 8-15min, menghasilkan permukaan seperti cermin dengan Ra Kurang daripada atau sama dengan 0.005μm, tiada calar dan tiada lubang . Selepas pengisaran, sfera menjalani pembersihan berbilang peringkat (pembersihan ultrasonik, pembilasan semburan, pengeringan vakum) untuk menghilangkan sisa pengisaran dan kotoran minyak .
Kawalan Kualiti Semasa Pengisaran: Suhu pengisaran mesti dikawal di bawah 40 darjah untuk mengelakkan ubah bentuk haba. Cakera pengisar memerlukan penyelenggaraan tetap untuk mengekalkan kerataan (Kurang daripada atau sama dengan 0.005mm) dan bentuk alur . Pengukuran diameter dalam talian dan pemeriksaan pensampelan dilakukan sepanjang proses untuk memastikan sisihan dimensi, kebulatan dan kekasaran permukaan memenuhi piawaian (GB/T 308, ISO 3290) .
3. Kaedah Mewarna untuk Sfera PET Ketepatan
Mewarna sfera PET ketepatan memerlukan keseragaman warna yang seimbang, kestabilan dan agen pewarna ketepatan-sfera tidak boleh menjejaskan sifat mekanikal PET atau menyebabkan kecacatan permukaan. Berdasarkan skala pengeluaran dan keperluan ketepatan, kaedah berikut biasanya digunakan:
Pewarna Masterbatch (Paling Disyorkan): Ini ialah kaedah arus perdana untuk pengeluaran besar-besaran sfera PET ketepatan berwarna. Masterbatch warna ialah campuran pekat pigmen, dispersan dan resin pembawa PET, pra-campuran dan berbutir . Ia dicampur dengan resin PET pada nisbah 1%-5% sebelum pengacuan suntikan . Kelebihannya termasuk penyebaran warna seragam (tiada bintik warna yang boleh dilihat), konsistensi kelompok-ke-batch yang stabil, pencemaran habuk yang rendah dan keserasian yang baik dengan PET (tiada kesan pada kekuatan mekanikal) . Masterbatch warna mesti dikeringkan bersama resin PET untuk mengelakkan penyerapan lembapan, dan pigmen yang digunakan mestilah tahan suhu tinggi (Lebih daripada atau sama dengan 300 darjah) untuk menahan suhu acuan 260-280 darjah.
Pewarna Pewarna Cecair: Sesuai untuk-kelompok kecil, sfera berwarna yang diperibadikan. Pes warna cecair atau minyak warna ditambah dengan tepat pada resin PET menggunakan pam pemeteran sebelum dibentuk. Ia menawarkan penyebaran yang sangat baik, kawalan warna yang tepat, dan tiada pencemaran habuk. Walau bagaimanapun, pewarna cecair mesti serasi dengan PET untuk mengelakkan menjejaskan prestasi lebur resin, dan ia perlu dimeterai semasa penyimpanan untuk mengelakkan volatilisasi atau stratifikasi.
Mewarna Salutan Permukaan: Digunakan untuk sfera yang memerlukan kesan visual yang kompleks (cth, kilauan logam, warna kecerunan) tanpa mengubah formula resin dalaman . Selepas mengisar dan menggilap, sfera tertakluk kepada rawatan korona untuk meningkatkan ketegangan permukaan, kemudian disembur, dicetak, atau dialumkan dengan vakum dengan salutan warna . Bahan salutan mestilah tidak-toksik, tahan haus-dan mempunyai lekatan yang baik untuk mengelakkan pengelupasan . Untuk sfera yang digunakan dalam bidang makanan atau perubatan, salutan mesti memenuhi piawaian keselamatan FDA 21 CFR atau GB 4806 .
Langkah berjaga-jaga untuk Mewarna: Elakkan menggunakan serbuk warna secara terus, kerana ia terdedah kepada penggumpalan, menyebabkan bintik-bintik warna dan kecacatan permukaan . Ejen pewarna tidak boleh mengandungi logam berat (cth, plumbum, kadmium) atau bahan berbahaya yang tidak menentu . Selepas pewarnaan, proses pengisaran mesti dilaraskan sedikit untuk memastikan lapisan warna tidak luntur, dan kemasan permukaan tidak terjejas.
Kesimpulan
Sifat komprehensif PET yang sangat baik menjadikannya bahan yang sangat diperlukan dalam industri moden, dengan aplikasi merangkumi pembungkusan, tekstil, elektronik dan banyak lagi. Pembuatan sfera PET ketepatan memerlukan kawalan ketat ke atas pengacuan suntikan (pengeringan bahan mentah, suhu, tekanan) dan pengisaran (-pemprosesan berbilang peringkat, pengoptimuman parameter) untuk memastikan ketepatan tinggi dan kualiti permukaan. Untuk sfera ketepatan berwarna, pewarnaan masterbatch ialah kaedah yang paling boleh dipercayai untuk pengeluaran besar-besaran, manakala kaedah pewarna cecair dan salutan permukaan sesuai untuk keperluan estetik-yang diperibadikan atau tinggi. Dengan kemajuan berterusan teknologi pemprosesan, sfera ketepatan PET akan memainkan peranan yang semakin penting dalam-peralatan ketepatan tinggi dan medan khas.
