Polüetüleentereftalaat, mida tavaliselt kasutatakse lühendina PET, on polüestrite perekonda kuuluv mitmekülgne termoplastne polümeer. See sünteesitakse tereftaalhappe (PTA) ja etüleenglükooli (EG) polükondensatsioonireaktsiooni kaudu, moodustades lineaarse polümeeri, mille molekulvalem on (C1₀H8O4)ₙ. PET on tuntud oma ainulaadsete omaduste kombinatsiooni poolest, sealhulgas kõrge mehaaniline tugevus, suurepärane mõõtmete stabiilsus, hea keemiline vastupidavus, madal niiskuse neeldumine ja tähelepanuväärne läbipaistvus, kui seda korralikult töödelda. Poolkristallilise materjalina saab selle kristallilisust (tavaliselt 30%-60%) reguleerida kuumtöötlemise teel, mis võimaldab kohaneda erinevate kasutusstsenaariumidega. Lisaks on PET väga taaskasutatav ja kannab vaigu identifitseerimiskoodi "1" (♳), mis on kooskõlas kasvava ülemaailmse nõudlusega jätkusuutlike materjalide järele. Need loomupärased eelised muudavad PET-i üheks kõige laialdasemalt kasutatavaks plastiks erinevates tööstusharudes kogu maailmas.
PET-i levinumad rakendused
PET-i mitmekülgsus võimaldab seda kasutada mitmes valdkonnas, suurima turuosaga pakendi- ja tekstiilitööstuses. Pakendisektoris moodustab see üle 55% ülemaailmsest PET-i tarbimisest, mida kasutatakse peamiselt jäikade mahutite, näiteks joogipudelite (moodustab 70% PET-pakenditest), toiduvaagnate ja ravimipakendite tootmiseks. Tänu oma suurele läbipaistvusele, survekindlusele ja lõhnavabadele omadustele on PET-pudelid ideaalsed gaseeritud jookide, mineraalvee, puuviljamahlade ja teejookide jaoks ning mõned kõrgel -temperatuurikindlad klassid (HR-PET), mis taluvad 85-kraadist kuuma täitmist. Seda kasutatakse hea kaitsetõkke tõttu ka painduvates pakendites, näiteks vaakum-suletud toidukottides ja niiskete salvrätikute alumiinium{10}kattega kiledes.
Tekstiilitööstuses on PET tuntud kui polüesterkiud, mis moodustab 60% ülemaailmsetest sünteetilistest kiududest. Seda kasutatakse laialdaselt rõivakangas (sageli segatud puuvillaga), soojusisolatsioonikihtides, spordirõivastes ja autopolsterites, aga ka tööstuslikes kiududes, nagu rehvinöörid ja ohutusriietus. Lisaks nendele peamistele valdkondadele leiab PET rakendusi elektroonikas (nt kondensaatorikiled, ühenduspesade korpused), autoosade (nt veepumba tiivikud, sisemised materjalid), meditsiiniseadmetes (nt süstalde korpused, kirurgilised õmblused) ja fotogalvaanilistes moodulites.
Täppis-PET-sfääride tootmise põhinõuded
Täppis-PET-sfääride valmistamine on keeruline protsess, mis nõuab ranget kontrolli toormaterjalide, töötlemisparameetrite ja{0}}järeltöötlusmeetodite üle, et tagada suur mõõtmete täpsus, ühtlane pinna kvaliteet ja stabiilne jõudlus. Erinevalt tavalistest PET-toodetest nõuavad täppissfäärid (mida kasutatakse sageli laagrites, ventiilides, täppisinstrumentides ja meditsiiniseadmetes) äärmiselt rangeid tolerantse, mistõttu on survevalu ja lihvimine kaks põhiprotsessi, mis määravad lõpliku kvaliteedi.
1. Täppis-PET-sfääride survevalu nõuded
Injektsioonvormimine on täppis-PET-sfääride tootmise esimene samm, mis paneb aluse nende kujule ja põhimõõtmete täpsusele. PET-i kõrge kristallilisuse, hügroskoopsuse ja temperatuuritundlikkuse tõttu peavad olema täidetud järgmised põhinõuded:
Tooraine ettevalmistamine: PET-vaiku tuleb enne vormimist põhjalikult kuivatada, kuna selle hügroskoopsus (0,2%-0,4% veeimavus) võib lõpptootes põhjustada hüdrolüüsi, mullid, hõbedased triibud ja vähendada mehaanilist tugevust. Kuivatusprotsessis tuleks kasutada kuivatuskuivatit temperatuuril 160-180 kraadi 4-6 tunni jooksul, tagades, et niiskusesisaldus on väiksem kui 0,005% või sellega võrdne. Kuivatatud vaiku tuleks hoida suletud punkris; Kui see on õhu käes kauem kui 1 tund, tuleb see uuesti kuivatada. Lisaks tuleks vaigu sulamiskiirust (MFR) reguleerida kera suuruse alusel – vormimiskvaliteediga PET-i puhul tavaliselt 1,5–2,5 g/10 min –, et tagada ühtlane sulamine ja täitumine.
Nõuded seadmetele ja vormidele: survevalumasinad peavad olema täiustatud plastifitseerimisvõimega, varustatud PET-spetsiifiliste kruvide või muudetud üldotstarbeliste-kruvidega, mille surveaste on 2.8-3.5 .. Täppiskuulikeste vorm peab olema konstrueeritud lühikeste siledate kanalitega ja poleeritud õõnsustega/väravatega, et vältida voolamisjälgi ja materjali kinnijäämist. Tootmise efektiivsuse parandamiseks ja ühtlase täitmise tagamiseks on soovitatav kasutada kuumakanalisüsteemi. Hallituse temperatuur peaks olema 60-80 kraadi; liiga madal temperatuur põhjustab ebapiisava kristalliseerumise, samas kui liiga kõrge temperatuur pikendab tootmistsüklit.
Süstimisprotsessi parameetrid: Temperatuuri range reguleerimine on kriitiline- tünni temperatuur on seatud sektsioonidesse: 240-250 kraadi (söötmise sektsioon), 260-270 kraadi (kokkusurumise sektsioon), 270-280 kraadi (homogeniseerimissektsioon) ja 265-275 kraadi (düüsi temperatuur) . Temperatuurihälbed ei tohi ületada 3 kraadi, et vältida PET-i lagunemist ja kollasust. Sissepritserõhk on tavaliselt 80–100 MPa, kiire süstimisega (100–150 mm/s), et vähendada sulati jahutusaega ja vältida defekte. Rõhk peaks olema 40–50% sissepritserõhust, kokkutõmbumise vältimiseks hoidmisaeg 5–8 sekundit. Kruvi kiirust reguleeritakse 80-100 p/min, et tagada ühtlane plastifitseerimine.
2. Täppis-PET-sfääride lihvimisnõuded
Pärast survevalu on tooriku sfääridel krobeline pind ja mõõtmete kõrvalekalded, mistõttu on täppislihvimine vajaliku täpsuse ja pinnaviimistluse saavutamiseks hädavajalik. Lihvimisprotsess on jagatud mitmeks etapiks, kusjuures iga parameetri üle on range kontroll, et vältida pinnakahjustusi ja mõõtmevigu:
Eel{0}}lihvimine (jäme lihvimine): Selle etapi eesmärk on eemaldada pinnadefektid (nt pursked, voolujäljed) ja korrigeerida suuremad mõõtmete kõrvalekalded. Lihvimisseadmetes kasutatakse horisontaalse arvjuhtimisega kuullihvimismasinaid, millel on kõrge -fosforisisaldusega malm või legeeritud malm lihvkettad (koonuse nurk 10 kraadi -15 kraadi, soone sügavus 1/3 kera läbimõõdust). Jahvatuskeskkond kasutab W10-W14 teemant- või ränikarbiidi mikro-pulbrit, mis on segatud madala viskoossusega määrdeõli ja äärmusliku rõhuga kulumisvastaste ainetega. Lihvimisrõhk on 1,2–1,6 MPa, kiirus 9–12 r/min ja aeg 20–30 minutit, sihitud ümarus 0,2 μm või sellega võrdne ja pinnakaredus (Ra) alla 0,08 μm või sellega võrdne.
Peenlihvimine: Peenlihvimine parandab veelgi mõõtmete täpsust ja pinna siledust. Jahvatuskeskkond asendatakse mikropulbriga W5-W7, mille rõhk on alandatud 0,8–1,2 MPa-ni ja kiirus reguleeritakse 7–10 r/min. Lihvimisaeg on 15–25 minutit, saavutades mõõtmete tolerantsi ±0,3 μm, ümaruse 0,1 μm või alla selle ja Ra 0,03 μm või alla selle.
Ultra-täppislihvimine (poleerimine): ülitäpse{0}}sfääride (nt G5-G10 klass) puhul on vajalik ülitäpne-lihvimine või keemiline mehaaniline poleerimine (CMP). Jahvatuskeskkond kasutab W0,5-W1.0 teemantmikro{17}}pulbrit rõhuga 0,3–0,5 MPa ja kiirusega 3–6 r/min. Lihvimisaeg on 8–15 minutit, mille tulemuseks on peeglitaoline pind, mille Ra on väiksem või võrdne 0,005 μm, kriimustusteta ja aukudeta. Pärast lihvimist läbivad kerad mitmeastmelise puhastamise (ultrahelipuhastus, pihustusloputus, vaakumkuivatus), et eemaldada lihvimisjäägid ja õliplekid.
Kvaliteedikontroll lihvimise ajalTermilise deformatsiooni vältimiseks tuleb jahvatustemperatuuri hoida alla 40 kraadi. Lihvketas vajab korrapärast hooldust, et säilitada tasapinnalisus (vähem kui 0,005 mm või sellega võrdne) ja soone kuju. Kogu protsessi jooksul tehakse läbimõõdu online-mõõtmist ja proovide võtmise kontrolli, et tagada mõõtmete hälve, ümarus ja pinna karedus vastavad standarditele (GB/T 308, ISO 3290).
3. Täppis-PET-sfääride värvimismeetodid
Täpsete PET-sfääride värvimiseks on vaja tasakaalustada värvi ühtlust, stabiilsust ja sfääri täppis{0}}värviained ei tohi mõjutada PET-i mehaanilisi omadusi ega põhjustada pinnadefekte. Tootmismahu ja täpsusnõuete põhjal kasutatakse tavaliselt järgmisi meetodeid:
Põhisegu värvimine (kõige soovitatavam): See on värviliste täppis-PET-sfääride masstootmise põhimeetod. Värvi põhisegu on pigmentide, dispergeerivate ainete ja PET-kandevaigu kontsentreeritud segu, mis on eelnevalt-segatud ja granuleeritud. Enne survevalu segatakse see PET-vaiguga vahekorras 1%-5%. Eelised hõlmavad ühtlast värvide hajumist (ilma nähtavate värvilaikudeta), stabiilset partiide -to-konsistentsi, vähest tolmusaastet ja head ühilduvust PET-iga (ei mõjuta mehaanilist tugevust). Värvi põhisegu tuleb kuivatada koos PET-vaiguga, et vältida niiskuse imendumist, ja kasutatavad pigmendid peavad olema kõrge temperatuuri suhtes vastupidavad (üle 300 kraadi või sellega võrdsed), et taluda 260-280 kraadi vormimistemperatuuri.
Vedel värvaine värvimine: sobib väikeste -partiide isikupärastatud värviliste sfääride jaoks. Vedel värvipasta või värviõli lisatakse enne vormimist doseerimispumba abil täpselt PET-vaigule. See pakub suurepärast hajutatust, täpset värvikontrolli ja tolmuvaba. Vedel värvaine peab aga PET-iga ühilduma, et vältida vaigu sulamisomaduste mõjutamist, ja see tuleb ladustamise ajal sulgeda, et vältida lendumist või kihistumist.
Pinnakatte värvimine: kasutatakse sfääride jaoks, mis nõuavad keerulisi visuaalseid efekte (nt metalliline läige, gradientvärvid), muutmata sisemist vaigu valemit. Pärast lihvimist ja poleerimist töödeldakse sfääre pindpinevuse suurendamiseks koroonatöötlusega, seejärel pihustatakse, prinditakse või vaakumalumiinitakse värvilise kattega. Kattematerjal peab olema mitte-toksiline, kulumiskindel- ja hea nakkuvusega, et vältida koorumist. Toidu- või meditsiinivaldkonnas kasutatavate sfääride puhul peab kate vastama FDA 21 CFR või GB 4806 ohutusstandarditele.
Ettevaatusabinõud värvimisel: Vältige värvipulbrite otsest kasutamist, kuna need võivad kleepuda, põhjustades värvilaike ja pinnadefekte. Värvaine ei tohi sisaldada raskmetalle (nt plii, kaadmium) ega lenduvaid kahjulikke aineid. Pärast värvimist tuleb lihvimisprotsessi veidi reguleerida, et värvikiht ei kuluks maha ega mõjutaks pinnaviimistlust.
Järeldus
PET-i suurepärased kõikehõlmavad omadused muudavad selle asendamatuks materjaliks tänapäevases tööstuses, mille rakendused hõlmavad pakendeid, tekstiili, elektroonikat ja palju muud. Täppis-PET-sfääride tootmine nõuab ranget kontrolli survevalu (tooraine kuivatamine, temperatuur, rõhk) ja lihvimise (mitmeetapiline töötlemine, parameetrite optimeerimine) üle, et tagada kõrge täpsus ja pinna kvaliteet. Värviliste täppissfääride puhul on põhisegu värvimine kõige usaldusväärsem masstootmise meetod, samas kui vedelad värvained ja pinnakattemeetodid sobivad isikupärastatud või kõrgete esteetiliste nõuete jaoks. Töötlemistehnoloogia pideva arenguga hakkavad PET-täppissfäärid ülitäppisseadmetes ja erivaldkondades mängima üha olulisemat rolli.
