Važni faktori koji utiču na kvalitet čipova PET klasa za boce

Važni faktori koji utiču na kvalitet čipova PET klasa za boce

Danas je PET najčešće korišteni materijal za ambalažu pića. Budući da se PET može pogodno ohladiti kako bi se dobili PET proizvodi koji su u osnovi u amorfnom stanju, visoke prozirnosti i lako rastezljivi, PET se može koristiti kao ambalažni materijal za izradu biaxijalnih rastegnutih ambalažnih folija, a također se može upotrijebiti za dobijanje visokootpornih i visokoprozirnih boca dobivenih puhanjem rastezanjem iz amorfne osnove, kao i ekstrudirati ili puhati u nerastezne PE boce. PET šuplji kontejneri, posebno boce izrađene puhanjem rastezanja, u potpunosti iskorištavaju svojstva PET-a, imaju dobar efekat prikaza sadržaja, performansi i cijene u odnosu na druge šuplje kontejnere. Stoga se PET kao ambalažni materijal uglavnom koristi u tehnologiji puhanja rastezanjem, a najčešće su u upotrebi male boce zapremine od desetak mililitara do 2 litra, ali postoje i boce kapaciteta do 30 litara. Od ranog 1980-ih godina, zbog svoje lagane težine, lakoće oblikovanja, niske cijene i mogućnosti masovne proizvodnje, razvijao se nezaustavljivim tempom. Za otprilike 20 godina postao je najvažnijom ambalažom za pića na svijetu. Široko se koristi ne samo za pakovanje gaziranih pića, vode u bocama, začina, kozmetike, alkoholnih pića, suhog fruktoze i drugih proizvoda, već se može koristiti i za pakovanje voćnih sokova i čajeva nakon posebne obrade boca pogodnih za punjenje vrućim sadržajem. PET boce za pivo, tretirane najnaprednijom tehnologijom, također ulaze na tržište, a brzim tempom se razvijaju i aseptički punjene PET boce. Može se reći da tehnološki napredak proširuje primjenu PET boca, ne samo da dalje proširuje tradicionalno tržište vode za piće i gaziranih pića, već i utiče na konačan položaj staklenih i aluminijskih limenki u ambalaži za pivo i druge proizvode.

Proces proizvodnje čipova za PET boce uglavnom je podijeljen u dvije faze. Prva faza je proizvodnja osnovnih čipova, odnosno proizvodnja poliestera. Proces proizvodnje osnovnih pločica za boce u osnovi je isti kao i kod konvencionalnih pločica. Kako bi se zadovoljile određene osobine pločica za boce, dodaje se treći monomer IPA i neki aditivi. Druga faza je povećanje viskoznosti u čvrstoj fazi osnovnih pločica.

1. veličina rezanja sirovina

Transesterifikacija i esterifikacija su reverzibilne reakcije. Kako bi se pomjerila ravnoteža u pozitivnom smjeru, letljivi mali molekularni proizvodi moraju biti uklonjeni na vrijeme. Male molekulske nusproizvode koje proizvodi čvrsto-fazna polikondenzacija moguće je odvojiti od čipova kroz dva procesa: difuziju malih molekulskih nusproizvoda iz unutrašnjosti ka površini čipa i difuziju sa površine čipa. Uz to, pri proizvodnji SSP-a, brzina difuzije malih molekulskih proizvoda unutar čipa znatno je sporija nego izvan površine čipa pri relativno visokoj temperaturi i protoku. Stoga, kako bi se što potpunije uklonili mali molekulski proizvodi, tehnologija zahtijeva duže vrijeme zadržavanja čipova u reaktoru. Budući da je put difuzije malih molekulskih proizvoda kroz manje čestice kraći nego kroz veće čestice, lakše ih je ukloniti; kada su čestice uzorka manje, ukupna površina čestica se povećava, brzina prijenosa toplote raste, a time se ubrzava i brzina reakcije. Stoga, u određenom rasponu, brzina čvrsto-fazne polikondenzacije PET-a obrnuto je proporcionalna veličini čestica sirovinskog čipa. Međutim, ako su čestice previše male, lako se međusobno povezuju, što može utjecati na brzinu reakcije. Osim toga, oblik čestica također utječe na brzinu reakcije. Nepravilni oblik čestica dovodi do lakšeg prianjanja. Stoga postoji visok zahtjev za preciznim rezanjem osnovnog presjeka, a posebni oblici presjeka ne mogu se koristiti u sistemu čvrsto-fazne polikondenzacije.

2. boja rezova sirovine

Vrijednost boje sirovog rezanja direktno određuje vrijednost boje proizvodnog rezanja. Postoji mnogo faktora koji utiču na vrijednost boje osnovnih rezova. Boja je najintuitivniji pokazatelj kvaliteta reznih ploča za reakciju. Mjerenje se zasniva na hromatografskim i fotometrijskim principima te standardima za mjerenje Međunarodne komisije za rasvjetljenje (ILC), a obično se mjeri pomoću kolormetra Hunt (L, a, b), gdje L označava bijelinu, svjetlinu; A je indeks zelene/crvene; B je žuti indeks. Postoji mnogo faktora koji utiču na boju osnovnih rezova, a uzrokovani su uglavnom kvalitetom sirovina, vrstama i sadržajem aditiva, tehnologijom proizvodnje, kontrolom proizvodnog procesa i razlikama u kvalitetu proizvoda. Trenutno, direktna kontrolna metoda iz procesa je promjena dodavanja sredstva za crvenilo i sredstva za plavu boju pod uslovom stabilnog procesa i visokog kvaliteta sirovina i pomoćnih materijala. Faktori koji utiču na vrijednost boje gotovih rezova su složeniji, ali rezovi za boce zahtijevaju visoku vrijednost boje proizvoda, pa se proces treba pravovremeno podešavati kako bi se zadovoljile potrebe korisnika.

3. Sadržaj IPA i DEG-a

Sadržaj IPA i DEG-a u gotovom proizvodu u obliku pločice kontroliše se tokom proizvodnje osnovne pločice, a sadržaj IPA i DEG-a je osnovno nepromijenjen u procesu čvrste faze stvaranja ljepljivosti.

Količina IPA je vrlo važna za viskoznost PET čipova. Svrha dodavanja IPA je smanjenje pravilnosti rasporeda PET makromolekula kako bi se smanjila kristalnost PET čipova. Međutim, mekanjena tačka i tačka topljenja PET-a su smanjene dodavanjem IPA, što pogoršava termičku stabilnost i mehaničku čvrstoću boca. Stoga, sadržaj IPA treba prilagoditi prema zahtjevima tržišta i strogo kontrolisati. Trenutno, kompanija proizvodi dva tipa bocnih pločica u skladu sa zahtjevima korisnika: jedne su obične pločice za gazirane piće, a druge su pločice za vruće konzervirani voćni sok. Posljednje zahtijevaju otpornost na visoke temperature, pa osim odgovarajućih podešavanja u procesu puhanja boca, kao što je povećanje procesa termičke obrade i podešavanje temperature kalupa. Osim toga, sadržaj IPA (1,5% smanjen procenatom po težini) je odgovarajuće smanjen u sirovinama kako bi se poboljšala kristalnost PET-a da bi se zadovoljili zahtjevi otpornosti na temperaturu boca za piće. Dodatno, sadržaj IPA također ima određeni uticaj na polikondenzaciju u čvrstom stanju; ako je sadržaj IPA neodgovarajući, na primjer, kada je previše visok, može dovesti do nepotpunog kristaliziranja pločica u predkristalizaciji i kristalizatoru, što rezultira ljepljenjem pločica u procesu zadrhtavanja.

Sadržaj dietilen glikola se uglavnom određuje postupkom proizvodnje, ali se također može podesiti podešavanjem udjela mikro-podešavanja (npr. podešavanjem omjera EG-a prema PTA). Trenutno je sadržaj dietilen glikola u rezanim komadima za boce oko 1,1%±0,2% (težinski procenat). U ovom rasponu, viši sadržaj dietilen glikola doprinosi poboljšanju otpornosti na toplotu PET granula, zbog fleksibilnosti etarne veze u dietilenu glikolu, što može poboljšati brzinu kristalizacije PET-a, ali ovaj sadržaj ne smije biti previsok, jer prisustvo etarske veze smanjuje krutost PET molekula, snižava tačku topljenja PET-a i lako može dovesti do promjene viskoznosti rezanih komada. Ako je sadržaj previsok, također može smanjiti mehanička svojstva kod oblikovanja rezanih komada.

4. Karboksilna grupa na kraju lanca

Pod određenim drugim uslovima, visok sadržaj karboksilne grupe je koristan za povećanje brzine reakcije. Iz jednačine SSP reakcije može se vidjeti da je jedna transestrifikacija, a druga estrifikacija, pri čemu je visok sadržaj terminalne karboksilne grupe povoljan za reakciju estrifikacije između PET lanaca i brzinu reakcije. U PET dijelu, povećanje koncentracije H+ također je korisno za autokatalitički efekat katalizatora, ali povećanje sadržaja terminalne karboksilne grupe utječe na kasnije procesne karakteristike čepa, pa se zahtijeva da sadržaj terminalne karboksilne grupe osnovnog čepa bude u određenom rasponu, općenito od 30. ~40 mol/t, dok je sadržaj terminalne karboksilne grupe čepa za boce [30 mol/t.

5. Ostali faktori

Vrsta i količina različitih aditiva u sirovini za rezanje također će imati određeni uticaj na unutrašnji kvalitet gotovog rezanja. Proizvodnja sečenja na nivou boce zahtijeva dodavanje toplinskog stabilizatora polifosforne kiseline. Uloga polifosforne kiseline je da zatvori kraj PET molekularnog lanca fosfatnom grupom i poveća termičku stabilnost PET lanca. Međutim, fosfatna grupa se također može pretvoriti u agens za stvaranje kristalnih zarodki za PET kristalizaciju. Posebno će imati određeni uticaj na proces oblikovanja boca na nivou sečenja. Tokom procesa puhanja, oligomeri, metalni oksidi (poput antimona trioksida), fosfati itd. su svi agensi za stvaranje kristalnih zarodki za PET kristalizaciju, dok druge niskomolekularne spojeve poput polietilen glikola same po sebi nemaju sposobnost stvaranja kristalnih zarodki. Međutim, one djeluju kao katalizatori kristalizacije. Ako sadržaj ovih supstanci premaši određenu granicu u PET-u, brzina kristalizacije PET-a će se ubrzati (tj. temperatura hlađenja pri kristalizaciji će se sniziti), što će uticati na kvalitet izdunute boce, uzrokujući bijelu maglu na dnu ili grlu boce, a može čak utjecati i na prozirnost cijele boce. Stoga, u slučaju osiguranja kvaliteta sečenja i brzine reakcije (kapaciteta uređaja), aditivi, uključujući katalizator, trebali bi biti sve manje i manje.

Utjecaj parametara procesa pre-kristalizatora i kristalizatora na svojstva proizvoda

Općenito, postavka temperature pre-kristalizatora je 145~150°C (parametar je dat strane strane). Ako je temperatura preniska, teško je ukloniti molekule vode u obliku kristalne vode iz čepića, što će uzrokovati da se brzina kristalizacije čepića uspori. Kristalizacija je nedovoljna i ne može zadovoljiti zahtjeve proizvodnje. Međutim, temperatura kristalizacije ne bi trebala biti previsoka, jer kako temperatura raste, sečenje i zrak u pre-kristalizatoru i kristalizatoru su skloni oksidativnoj degradaciji koja utiče na vrijednost boje proizvoda. Postavka temperature kristalizatora je 170~175 °C (parametri su dati strane strane). Ako je temperatura viša od 175 °C, kako se vrijeme boravka čepića u pre-kristalizatoru i kristalizatoru povećava, vrijednost boje naglo raste, dok se kristalnost tek neznatno mijenja. Naravno, u stvarnoj proizvodnji nije moguće dobiti dobru b vrijednost prekomjernim hlađenjem, jer pri niskoj temperaturi nedostatak kristalizacije čepića uzrokuje da dođe do problema u sljedećem prehrijaču i reaktoru, a voda u kristalnom stanju je teško razdvojiva. To će utjecati na efekat zgušnjavanja čepića i utjecati na unutrašnji kvalitet gotovog čepića. Samo dobro kristalizirani dijelovi mogu se koristiti za dobivanje dobrih zgušnjanih dijelova. Tako nazvani dobar kristalni dio uglavnom znači da kristalnost čepića dostigne određenu vrijednost, na primjer, kristalnost iz pre-kristalizatora je ≥30%, kristalnost na izlazu iz kristalizatora je ≥40%, a kristalnost na izlazu iz prehrijača je ≥45%. U suprotnom će doći do zaljepljivanja čepića tokom procesa zgušnjavanja; još jedna tačka je da površina čepića ravnomjerno kristalizira.

7. Uticaj parametara procesa predgrijivača i reaktora na performanse proizvoda

Ove dvije faze imaju različite stepene zgušnjavanja slojeva. Postoje dva faktora koja utiču na termodinamiku i kinetiku reakcije polikondenzacije u čvrstoj fazi: temperatura reakcije i stepen difuzije malih molekularnih nusproizvoda izvan presjeka. Prvi faktor zavisi od temperature upravljanja grijanjem azotom.

Utjecaj temperature na reakciju uvijek je pozitivan i negativan. Pozitivna strana je da povećanje temperature može povećati brzinu reakcije, a produktivnost uređaja se može povećati pod uslovom da porast viskoznosti ostane konstantan. Osim toga, proizvodnja se može povećati pod određenim uslovima. Povećanje debljine. Međutim, povećanje temperature prati povećanje sporednih reakcija, što utječe na kvalitet proizvoda. Stoga, u stvarnoj proizvodnji, potrebno je pronaći odgovarajuću temperaturu, uzimajući u obzir oba aspekta. Kod ovog uređaja, temperatura reaktora određena je izlaznom temperaturom prethladnjaka. Temperatura reaktora se može kontrolisati promjenom izlazne temperature prethladnjaka i protoka azota na dnu prethladnjaka. Ulazna temperatura reaktora polako se prenosi naniže, a reakcija sistema je također sporija. Jednom promijenjena, vrijeme za ponovnu stabilizaciju je najmanje dvostruko duže od vremena zadržavanja u reaktoru, a time se mijenja i viskoznost odgovarajućeg finalnog proizvoda. To zahtijeva vrijeme, inače će brzina reakcije biti različita, što dovodi do neujednačenog zadebljanja sloja, što utiče na kasnije procesne performanse sloja.

Drugi faktor zavisi od protoka dušika u trenutku reakcije i specifične površine ploče. Ovdje je dušik s jedne strane sredstvo za zagrijavanje (posebno u predgrijaču), a s druge strane sredstvo koje odnosi male molekulske sporedne proizvode. Kao što je ranije spomenuto, male molekulske sporedne proizvode nastale polikondenzacijom u čvrstoj fazi napuštaju sekciju u dva procesa, pri čemu je difuzija malih molekula sa površine prema vani povezana s protokom dušika i temperaturom. Dušik i ploča ovdje imaju suprotan tok, što povećava efekat zagrijavanja i odnosi male molekulske sporedne proizvode. Predgrijač BUHLER uređaja koristi strukturu sličnu krovu, koja se grije donjim dušikom i cirkulacijom srednjeg dušika kako bi se postiglo ravnomjernije zagrijavanje bez mrtvih kutova. U reaktoru, budući da je ploča pod pritiskom na dnu, temperatura na ulazu na dnu se kontroliše na nižoj temperaturi od oko 190 stepeni, čime se smanjuje vjerojatnost zalepljivanja ploča. Kao sredstvo za zagrijavanje, protok dušika uglavnom zavisi od temperature reakcije i opterećenja proizvodnje (tj. zahtjeva omjera gas-čvrsto). Kada su temperatura i opterećenje konstantni, protok dušika ima graničnu vrijednost, to jest nakon dostizanja te vrijednosti, daljnje povećanje protoka više ne ubrzava brzinu reakcije jer na gas-čvrstoj površini dolazi do adsorpcijske ravnoteže. Međutim, kada temperatura poraste, ravnoteža se remeti, a koncentracija malih molekula na gas-čvrstoj površini nastavlja da opada sa povećanjem protoka dušika sve dok se ne postigne nova ravnoteža.

Još jedan razlog koji utiče na brzinu SSP reakcije je vanjska snaga - snaga katalizatora. To jest, količina katalizatora u osnovnom dijelu, sadržaj katalizatora u sekciji A iznosi otprilike 2/3 od sekcije B. Među faktorima koji utiču na katalitički efekat katalizatora, pored sadržaja katalizatora, važniji je temperaturi reakcije.

8. Uticaj sistema za pročišćavanje azota na svojstva proizvoda

(1) Sadržaj kiseonika

U sistem za čišćenje dušika uvodi se mala količina instrumentnog vazduha kako bi se uklonila organska gasovita materija malih molekula koja nastaje u sistemu sa dušikom. Iz jednačine 1-3 vidi se da je glavni ugljovodonik u reakciji etilen glikol, a također postoje acetaldehid, oligomer itd., koji nastaju sporednom reakcijom i katalitički se oksiduju kiseonikom do ugljičnog dioksida i vode u Pt/Pd katalitičkom sloju katalitičkog reaktora. Međutim, sadržaj kiseonika mora biti strogo kontrolisan jer prisustvo molekula kiseonika uzrokuje termičku degradaciju tokom procesa zgušnjavanja, što rezultira pogoršanjem boje proizvoda, smanjenjem viskoznosti i povećanjem terminalnih karboksilnih grupa. Sadržaj kiseonika u dušiku iz sistema za čišćenje dušika uređaja kontroliše se da bude unutar 10 ppm. Trenutno, prema karakteristikama sistema za čišćenje dušika, pored katalitičke oksidacije, metoda uklanjanja spojeva malih molekula u dušiku može biti i prskanje hladnim EG, što može eliminisati sadržaj kiseonika u dušiku, ali za nisko-vrele spojeve malih molekula kao što je acetaldehid, efekat uklanjanja nije dobar

(2) Stepen čišćenja dušika

Čistoća dušika ima određeni uticaj na zadebljanje pločica i kvalitet pločica. Prvo, male organske ugljovodike u dušiku mogu potaknuti reakciju povećanja viskoznosti u suprotnom smjeru, što nije povoljno za zadebljanje pločica. U isto vrijeme, to također utiče na uklanjanje acetaldehida iz pločica, time utičući na sadržaj aldehida u pločicama, ali je polimerizaciona reakcija veoma složena, pa analiza uticaja malih molekula u dušiku na sadržaj acetaldehida zahtijeva dodatna istraživanja.

(3) Tačka rose sistema dušika

Na visokim temperaturama molekuli vode teže hidrolizirati makromolekule poliestera i utjecati na kvalitetu proizvoda. Stoga je u proizvodnji čvrste faze polikondenzacije neophodno kontrolisati tačku rose sistema dušika, odnosno kontrolisati sadržaj molekula vode u sistemu dušika. Za uređaje BUHLER, tačka rose dušika mora biti ispod -30 stepeni, dok je za SINCO uređaje potrebna tačka od -40 stepena.

U Zaključku

Kada se čipovi PET bočica koriste kao ambalažni materijal, glavni pokazatelji kvaliteta obuhvataju sljedeće aspekte: kvalitet izgleda, mehanička svojstva, obradiva svojstva, bez mirisa i netoksičnost, a mnogi faktori koji utječu na kvalitet pločica su također vrlo složeni. Glavni faktori su nekoliko gore navedenih analiza. aspekt. Prema zahtjevima korisnika, osnovni recept za pločice, tehnološki put i uslovi procesa mogu se prilagoditi kako bi se podesili navedeni pokazatelji i zadovoljile tržišne potrebe. I pripremiti za lokalizaciju SSP proizvodnje.