PET ичимдиктер үчүн чиптердин сапатына таасир этүүчү негизги факторлор
Бүгүнкү күндөрдө ПЭТ ичимдиктерди жайылтмалоо үчүн эң кеңири колдонулган материал. Себеби, ПЭТти чыбыктатууга ыңгайлуу аморфтуу кылып, жогорку даражадагы өткөрүмдүүлүккө ээ, созууга оңой болгон учурда, ПЭТти эки тарапка созулган жайылтма пленасын жасоо үчүн жана аморфтуу бутылканын боштуктарынан жогорку берилгичтикке жана өткөрүмдүүлүккө ээ болгон созулган үрүлгөн бутылкаларды алуу үчүн колдонууга болот, ошондой эле туурасынан экструзиялоого же үрүүгө болот. Т-бутылкалар - ички жактары бош контейнерлер. ПЭТтен жасалган ички жактары бош контейнерлер, айрыкча созулган үрүлгөн бутылкалар ПЭТтин касиеттерин жакшы көрсөтөт, башка ички жактары бош контейнерлер менен салыштырганда мазмунунун, иштөөсүнүн жана баасынын жакшы көрсөткүчтөрүн беришет. Ошондуктан, ПЭТ жайылтмалоо үчүн колдонулган материал катары негизинен созулган үрүлгөн ыкма менен колдонулат, эң кеңири колдонулганы - ондогон миллилитрден 2 литрге чейинки кичине бутылкалар, бирок 30 литр сыйымдуулугу бар бутылкалар да бар. 1980-жылдардын башынан бери ал жеңил, формасын оңой алган, арзан жана массалык өндүрүшкө ыңгайлуу болгондуктан, тез өнүгүшүнүн токтоого болбой турган импульсуна ээ болду. Жакын арада 20 жыл ичинде дүйнөдө эң маанилүү ичимдик жайылтмалоо материалдарынын бири болуп калды. Карбонатталган ичимдиктердин, шайналган суунун, соустордун, косметикалык жайылтмалардын, спирттүү ичимдиктердин, кургак фруктозанын жана башка продукттардын жайылтмаларында гана эмес, жылы суу менен толтурулган бутылкаларга атайын иштетүүдөн кийин жемиш соктору жана чай ичимдиктерин жайылтмалоодо да колдонулат. Эң акыркы технология менен иштетилген ПЭТ менен жасалган пиво бутылкалары да нарыкка чыгып жатат, асептикалык толтуруу үчүн колдонулган ПЭТ бутылкалары да тез өнүгүп жатат. Технологиялык прогресс ПЭТ бутылкалардын колдонулушун кеңейтип жатат деп айтууга болот, анткени ал жөнөкөй суу жана карбонатталган ичимдиктер үчүн улам-улам кеңейип жаткан традициялык нарыкты гана эмес, пиво, шыны жана алюминий банкалар менен жасалган жайылтмалардын соңку позициясына да таасирин тийгизип жатат.
PET бутылка сапатындагы чиптин өндүрүш процесси негизинен эки бөлүккө бөлүнөт. Биринчи бөлүгү — негизги чиптин, башкача айтканда полиэфирдин өндүрүлүшү. Шишечелер үчүн негизги пластиналарды өндүрүү процесси уңсуз пластиналарды өндүрүү менен түп-тамырынан бирдей. Шишече сапатындагы пластиналардын кээ бир өзгөчөлүктөрүн камсыз кылуу үчүн үчүнчү мономер IPA жана кээ бир кошулмалар кошулот. Экинчи бөлүгү — негизги пластиналардын катуу фазадагы ылдамдуулугун көтөрүү.
1. жаңы материалдын кесилүү өлчөмү
Трансэстерификация жана эстерификация – бул кайрымыгы реакциялар. Тепе-теңдикти оң жакка жылдыруу үчүн, ушундай айланбас малекулалуу өнөмдөрду убактылы коюп салуу керек. Катуу фазадагы поликонденсациянын жүрүшүндө пайда болгон кичинекей малекулалуу калдыктар чиптен эки ыкма менен бөлүнөт: кичинекей малекулалуу калдыктардын чиптин ичинен бетине чейинки диффузиясы жана чиптин бетинен сыртка чыгуу. Салыштырмалоо менен айтканда, SSP өндүрүшүндө чиптин ичиндеги кичинекей малекулалуу өнөмдөрдүн диффузиялоо деңгээли чиптин сырткы бетиндегиден салыштырмалоо жогорку температура жана агымдын деңгээлинде андан да көпкө жол берилбейт. Ошондуктан, кичинекей малекулалуу өнөмдөрдү мүмкүн болушунча тезирээк чыгарып салуу үчүн технология реактордо чиптин турушу үчүн узунрок убакыт талап кылат. Кичинекей малекулалуу өнөмдөрдүн кичинекей бөлүкчөлөрдөгү диффузиялык жолу чоң бөлүкчөлөргө караганда кыска болгондуктан, аларды чыгаруу оңой, образец бөлүкчөлөрүнүн өлчөмү кичине болсо, бөлүкчөлөрдүн жалпы бетинин аянты көбөйөт, жылуулук өткөрүү деңгээли артат, реакция деңгээли да тезириэк болот. Ошентип, белгилүү бир чектерде PET-тин катуу фазадагы поликонденсациясынын реакция деңгээли чигилген материалдын чиптеринин өлчөмүнө тескерисинче пропорционалдуу. Бирок, бөлүкчөлөрөнөн тынымсыз болсо, биригиши ыңгайлашып, реакция деңгээлин тоскоолдойт. Башкача айтканда, бөлүкчөлөрдүн формасы да реакция деңгээлин таасирин тийгизет. Туураланбаган форма жана биригиш ыңгай. Демек, базалык бөлүктү кесүүгө жогорку талап коюлат, ал эми атайын бөлүкчөлөр катуу фазалык поликонденсация системасына киргизилбейт.
2. жаңы материал кесилмелеринин түс мөөнөтү
Түстүк чыгымдын мааниси чыгымды туутуунун түсүнө түздөн-түз таасир этет. Негизги чыгымдардын түсүнө байланыштуу көптөгөн факторлор бар. Түс — реакциялык чыгымдардын сапатынын эң интуитивдүү көрсөткүчү. Өлчөө хроматографиялык жана фотометриялык принциптерге жана Эл аралык жарык комиссиясынын (ILC) стандарттарына негизделет, адатта Hunt (L, a, b) түс өлчөө аспабы менен өлчөнөт, L актыкты, жаркырактыкты билдирет; A — жашыл/кызыл индекс; B — сары индекс. Негизги чыгымдардын түсүнө таасир этүүчү факторлор көп, алар негизинен жумшак материалдардын сапатынан, кошулмалардын түрлөрүнөн жана мазмунунан, өндүрүш технологиясынан, өндүрүш процессинин башкаруусунан жана өнөмдүн сапатынын айырмачылыктарынан улам пайда болот. Азыркы убакта технологиядан туруктуу ыкма — процесстин туруктуулугу жана жумшак жана кошумча материалдардын жогорку сапаты шартында кызылтоо жана көктөө кошулмаларынын кошулууну өзгөртүү. Даяр өнөм чыгымдарынын түсүнө таасир этүүчү факторлор дагы күрчүрөөк, бирок шишечелер үчүн чыгымдардын түсүнүн мааниси жогорку болушу керек, ошондуктан колдонуучулардын талаптарын канааттандыруу үчүн технологиялык процесс убактылы өзгөртүлүшү керек.
3. IPA жана DEG мазмуну
Мамыктын негизги бөлүгүн өндүрүштө даяр продукттун кесилишинде IPA жана DEG мазмуну көзөмөлдө болот, ал эми катуу фазалык желимдөө процессинде IPA жана DEG мазмуну негизинен өзгөрбөстөн калат.
IPA мөлчөрү PET чиптин вязкостисине чоң таасирин тийгизет. IPA кошулушунун максаты - PET макромолекуласынын ийри-жмыйынын тартипсиздигин камсыз кылып, PET чиптин кристалдык дәрээсинин төмөндөтүү. Бирок IPA кошулушу менен PETдин жумшаруу жана балкып чыгуу температурасы төмөндөйт, ал эми шишенин термоустойчивдүүлүгү жана механикалык прочность азыраак болот. Ошондуктан IPA мөлчөрү нарыктагы талаптарга ылайык тейлешип, катал контролдоого тийиш. Азыркы учурда компания колдонуучунун талаптарына ылайык эки түрдүү шише сортун өндүрөт, бири карбонатталган ичимдик үчүн жалпы шишенүн сорту, экинчиси ысык консервиленип кайнатылган жемиш соктору үчүн шишенүн сорту, акыркысы жогорку температурага турушканга тийиш, ошондуктан шише үфлөө процессинде жылуулук иштетүү процесин кошуу жана калып температурасын тейлео сыяктуу ыкма-жолдор колдонулат. Башкача айтканда, IPA (салмагы боюнча 1,5% га кемитилген) материалдардын ичиндеги мөлчөрүн жакшыртып, PETдин кристалдык дәрээсин жогорулатуу аркылуу ичимдик шишелеринин температурага турушканга тийиштигин камсыз кылуу үчүн жетиштүү даражада кемитилди. Ошондой эле IPA мөлчөрү катуу фазадагы поликонденсацияга да белгилүү таасирин тийгизет, эгерде IPA мөлчөрү туура эмес болсо, мисалы, мөлчөрү жогору болсо, ал предварительное кристаллизациялоо жана кристаллизатордо кристалдаштырууда жетишсиздикке алып келет, натыйжада шишелер клеевание процессинде бири-бирине жабышат.
Этилен гликогунун диэтилен гликолу мазмуну адатта өндүрүш процесси менен аныкталат, бирок микробөлүк (мисалы, EGдин PTAга карата катышын өзгөртүү) пропорциясын өзгөртүү жолу менен дагы өзгөртүлө алат. Азыркы убакта шишечелер үчүн чыбык пластиналардагы диэтилен гликолдун мазмуну 1,1%+0,2%(салмактык пайызы) түзөт. Бул диапазондо жогорку диэтилен гликол мазмуну PET чыбыктын изилдөөгө турушун жакшыртууга мүмкүндүк берет, анткени диэтилен гликолдун эфир багынышынын ийкендиги PETтин кристаллизациялануу деңгээлин жогорулатат, бирок бул мазмун чоң болбошу керек, анткени эфир багыныштарынын болушу PET молекулаларынын катуулугун төмөндөтөт, PETтин балкып чыгуу температурасын төмөндөтөт жана чыбыктын клейленүү процессине алып келет. Эгерде мазмун чоң болсо, ал чыбыктын механикалык касиеттерин да төмөндөтөт.
4. Терминалдык карбоксил топ
Башка бир нече шарттарда жогорку карбоксил топчу эритмелердин реакция ынтымдуулугун ошолчо жогорулатат. SSP реакциясынын теңдемесинен бири трансэстерификация, экинчиси эстериликация экени көрүнүп турат, ал эми терминалдык карбоксил топчусунун миcantы жогору болсо, PET чыбыктарынын ортосундагы эстериликация реакциясына жана реакция ынтымдуулугуна пайдалуу салым кошот. PET бөлүгүндө H+ концентрациясынын жогорулашы катализатордун авто-катализаторлуу таасирин да жакшыртат, бирок терминалдык карбоксил топчусунун миcantынын көбөйүшү кийинки этаптагы иштетүү өнүмдүлүгүнө таасирин тийгизет. Ошондуктан, негизги чыбыктын терминалдык карбоксил топчусу белгилүү бир чекке дейин контролдоно тургузу керек, адатта 30~40mol/т диапазонунда болушу керек, шишечелөө үчүн колдонулган чыбык үчүн [30mol/т.
5. Башка факторлор
Башталгыч материал кесилген бөлүктөгү түрдүү кошулмалардын түрү жана саны даяр продукциянын ички сапатына белгилүү таасирин тийгизет. Шишечелерди кесүү өндүрүшүнө жылуулукту туруктуу кылуучу полифосфордордун кошулуусу талап кылынат. Полифосфорлордун ролу PET молекулалык чынжырынын аягын фосфат тобу менен бекемдөө жана PET чынжырдын жылуулук туруктуулугун көтөрүү. Бирок, фосфат тобу PET кристалдашынын нуклеация агенти да болушу мүмкүн. Атайын шишелерди кесүүнүн инъекциялоо процессине таасири бар. Шишенди уруп чыгаруу процесси учурунда олигомерлер, металл оксиддер (антимон триоксиди сыяктуу), фосфаттар жана башкалар PET кристалдашынын нуклеация агенттери болуп саналат, ал эми полиэтиленгликоль сыяктуу башка төмөн молекулалуу компоненттердин өздөрү нуклеацияга ээ болбойт. Бирок, ал кристалдаштыруу катализатору болуп саналат. Эгерде PET ичинде бул заттардын концентрациясы белгилүү деңгээлден ашса, PET кристалдашынын жылдамдыгы көбөйөт (бириктирүү температурасы төмөндөйт), бул шишенди уруп чыгаруунун сапатына таасирин тийгизип, шишендиң түбүндө же жогорусунда ак туман пайда болушуна жана мүмкүн бүтүн шишендиң өткөрүмдүүлүгүнө таасирин тийгизет. Ошентип, кесилген бөлүктүн сапатын жана реакция ынтымчылыгын (кубыжынын чеги) камсыз кылуу максатында катализатор кошулмаларын мүмкүн болгончу аз колдонуу керек.
Пре-кристаллизатор жана кристаллизатордын процесстик параметрлеринин өнөмдүн касиеттерине таасири
Жалпы алганда, алдын-ала кристаллдаштыргыч температурасынын орнотулушу 145~150°C (параметр чет элдик тарап тарабынан берилген). Эгерде температура төмөн болсо, чыбыкта кристаллдуу суу түрүндөгү молекулаларды алып салуу кыйын, бул чыбыктын кристаллдашуу жылдамдыгын жабырката алат. Кристаллдашуу жетишсиз жана өндүрүштүн талаптарына туура келбейт. Бирок кристаллдаштыруу температурасы абдан жогору болбошу керек, анткени температура көтөрүлгөндө алдын-ала кристаллдаштыргыч жана кристаллдаштыргычтагы чыбыктар менен ауа оксидденүүнүн ынтымага учурайт, натыйжада өнүмдүн түсүнө таасирин тийгизет. Кристаллдаштыргычтын температурасынын орнотулушу 170~175 °C (параметр чет элдик тарап тарабынан берилген). Эгерде температура 175 °C дан жогору болсо, чыбыктардын алдын-ала кристаллдаштыргыч жана кристаллдаштыргычтагы болуп турган убактысы узарган сайын, түс дагы да кескин көтөрүлөт, ал эми кристаллдуулугу аздык гана өзгөрөт. Албетте, чындык өндүрүштө абдан күчтүү суутунуу аркылуу жакшы b маанисин алуу мүмкүн эмес, анткени температура төмөн болгондо чыбыктын кристаллдашы жетишсиз болуп, андан кийинки алдын-ала жылыткыч жана реактордо чыбык пайда болот, ал эми кристаллдуу абалдагы суу бөлүнүшү кыйын. Бул чыбыктын калыңдоо эффектине жана даяр чыбыктын ички сапатына таасирин тийгизет. Жакшы кристаллданган бөлүктөрдү гана жакшы калыңдатылган бөлүктөрдү алуу үчүн колдонуу керек. Муну «жакшы кристалл бөлүгү» деп аташат, башкача айтканда, чыбыктын кристаллдуулugu белгилүү бир деңгэйге жетиши керек, мисалы, алдын-ала кристаллдаштыргычтан чыккан кездеги кристаллдуулук ≥30%, кристаллдаштыргычтан чыккан кездеги кристаллдуулук ≥40%, алдын-ала жылыткычтан чыккан кездеги кристаллдуулук ≥45%. Антпесе чыбык калыңдоо процесси учурунда биригишет; дагы бир жагы - чыбыктын бети бирдей кристаллданышы керек.
7. Прегрейтер жана реактордун технологиялык параметрлеринин продукттун сапасына таасири
Бул эки стадияда пластиналардын калыңдошуу даражасы ар түрлүү. Кыйла чоң молекулалуу поликонденсация реакциясынын термодинамикасына жана кинетикасына таасир этүүчү эки фактор бар: реакция температурасы жана кичине молекулалуу калдык өнүмдөрдүн сыртка чыгышынын даражасы. Биринчи фактор азоттун кыздырылышынын температурасына байланыштуу.
Реакцияга температуранын таасири даими оң жана терс болот. Оң жагынан алганда, температураны көтөрүү реакциянын ылдамдуулугун көбөйтө алат жана вязкостун өсүшү туруктуу болгон шартта түзмөнүн өндүрүмдүүлүгүн арттырууга болот. Башкача айтканда, белгилүү шарттарда өндүрүштү көбөйтүүгө болот. Калыңдыктын өсүшү. Бирок температуранын өсүшү боктон реакциялардын көбөйүшүнө алып келет, ал эми бул өз кезегинде өнүмдүн сапатына таасир этет. Ошентип, чын жардамчы өндүрүштө дурус температураны табуу үчүн эки жакты эске алуу керек. Бул түзмөндө реактордун температурасы алдын ала кыздыргычтын чыгуучу температурасы менен аныкталат. Реактордун температурасы алдын ала кыздыргычтын чыгуучу температурасын жана алдын ала кыздыргычтын түбүндөгү азоттун агымын өзгөртүү аркылуу башкарылат. Реактордун кирүү температурасы баяныраак түшө эледи, системанын реакциясы да баянын. Бир жолку өзгөртүлгөндөн кийин кайрадан стабилдуу болуу үчүн керек болгон убакыт реактордун турган убагынан кеминде эки эсе көп болот, ошол эле учурда тиешелүү акыркы өнүмдүн вязкосту да өзгөрөт. Убакыт керек, антпесе реакция ылдамдыгы ар кандай болуп, пластанын теңсиз калыңдоосуна алып келет, ал пластанын кийинки иштетүү өнүмдүүлүгүнө таасир этет.
Экинчи фактор реакция учурундагы азоттун акымына жана пластанын өзгөчө бетинин аянтына байланыштуу. Бул жерде азот бир жактан кыздыруу ортосу (алдын ала кыздыргычта, айрыкча) жана экинчи жактан кичинекей молекулалуу калдыктарды коюп кетүүчү орто болуп саналат. Даярдашылган фазада поликонденсациянын натыйжасында пайда болгон кичинекей молекулалуу калдыктар сыртка карай эки процесс менен чыгат, мында молекулалардын сыртка диффузиясы азоттун акымына жана температурага байланыштуу. Бул жердеги азот жана пласталар каршы тарапка агат, бул кыздыруу таасирин күчөтөт жана кичинекей молекулалуу калдыктарды коёт. BUHLER тегерменин алдын ала кыздыргычы төбөсү ынгайлуу конструкцияга ээ, ал түбүндөгү азот жана ортоңку азоттун циркуляциясы аркылуу бирдей кыздырылат жана бургу жок. Реактордо пласта түбүндө басым астында болгондуктан, түбүндөгү киргизүү температурасы 190 градуска жакын төмөнкү температурада башкарылат, анткени пласталар жабышууга азыраак бейим. Кыздыруу үчүн орто катары азоттун акымы негизинен реакция температурасына жана өндүрүштүк жүктөмгө (газ-катуу заттардын катышы) байланыштуу. Температура жана жүктөм туруктуу болгондо, азоттун акымы чектүү мааниге ээ, башкача айтканда, бул мааниге жеткенден кийин, акым көбөйүшү реакциянын жылдамдыгын күчөтпөйт, себеби газ-катуу заттардын ынгышы адсорбциялык тепе-теңдикке жетет, бирок температура көтөрүлгөндө, тепе-теңдик бузулат жана азоттун акымы көбөйүп турган сайын газ-катуу заттардын ынгышындагы кичинекей молекулалардын концентрациясы төмөндөп, жаңы тепе-теңдикке жеткенче улантуу.
SSP реакциясынын деңгээлинэ таасир этүүчү башка себеп - сырткы күч - катализатордун күчү. Башкача айтканда, негизги бөлүмдөгү катализатордун саны, А бөлүмүндөгү катализатордун саны В бөлүмүнүн дээрлик 2/3 бөлүгүн түзөт. Катализатордун каталитикалык таасирине таасир этүүчү факторлордун ичинде катализатордун мазмунуна кошумча, реакция температурасы дагы маанилүү.
8. Азотту пайдалануу системасынын өнүмдүн касиеттерине таасири
(1) Оттек мазмуну
Азот тазалоо системасына пайда болгон кичинекей молекулалуу органикалык газды жок кылуу үчүн азгына инструменттик ауа киргизилет. 1-3 теңдемеден реакциядагы негизги углеводород этиленгликоль экенини, бирок жанакы реакциянын натыйжасында ацетальдегид, олигомер жана башкалар пайда болуп, алар катализатор реакторунун Pt/Pd катализатор катмарында оттек менен катализаторлуу тотууга дуушар болуп, көмүртек диоксиди жана сууга айланат. Бирок андагы оттек миcantын катуу түрдө башкарыш керек, анткени оттек молекулаларынын болушу калыңдоо процесси учурунда жылуулуктук чечилүүгө алып келет, натыйжада өнүмдүн түсүнүн начарлашына, вязкостун төмөндөшүнө жана карбоксил топтордун санынын көбөйүшүнө алып келет. Курал-жаектин азот тазалоо системасынан чыккан азот газындагы оттек миcantы 10 ppm чегинде кармоого тийиш. Учурда азот тазалоо системасынын өзгөчөлүктөрүнө ылайык, катализатор аркылуу тотуудан тышкары, азоттогу кичинекей молекулалуу кошулмаларды жок кылуу ыкмасы да колдонулуп, анда суук EG сыпырылат, бул азоттогу оттекти жок кылса, бирок ацетальдегид сыяктуу төмөнкү кайноо температурасы бар кичинекей молекулалуу кошулмалар үчүн жок кылуу таасири жаман
(2) Азот тазалыгынын даражасы
Азоттун тазалыгы чыбыктардын калыңдашына жана чыбыктардын сапатына белгилүү таасирин тийгизет. Биринчиден, азоттогу кичинекей молекулалуу углеводороддор вязкосту көтөрүү реакциясын тескерисинче багыттоого түрткүч болуп саналат, ал чыбыктардын калыңдашына кыйынчылык тудурат. Ушул убакта, ал чыбыктардагы ацетальдегиддин жок кылууга да таасирин тийгизет, ошентип чыбыктардагы альдегиддин мөлчүрүнө таасирин тийгизет, бирок полимеризация реакциясы абдан татаал, азоттогу кичинекей молекулалардын ацетальдегиддин мөлчүрүнө таасири тууралуу анализди изилдөө керек.
(3) Азот системасынын уур чыккан температурасы
Жогорку температурада суу молекулалары полиэфир макромолекулаларын гидролиздөөгө бейим жана продукттуң сапатына таасир этет. Ошондуктан, катуу фазадагы поликонденсация өндүрүшүндө азот системасынын нымдуулук чекитин, башкача айтканда, азот системасындагы суу молекулаларынын миقدарын башкара тургузуу зарыл. BUHLER түзмөктөрү үчүн азоттун нымдуулук чеги -30 градусдан төмөн, ал эми SINCO түзмөгү үчүн -40 градус болушу керек.
Жыйынтыктап айтканда
PET шишечелер үчүн чиптерди орам материалдары катары колдонгондо, негизги сапат көрсөткүчтөрүнүн төмөнкү жактары бар: сырткы көрүнүш сапаты, механикалык касиеттер, иштетүү касиеттери, ийсинчи жана ууусуз, кесектердин сапатына таасир эткен көптөгөн факторлор да өтө татаал. Негизги факторлор жогоруда талдоодо көрсөтүлгөн бир нече жакты камтыйт. Колдонуучунун талаптарына ылайык, негизги кесек рецепти, технологиялык маршрутту жана шарттарды өзгөртүп, жогоруда көрсөтүлгөн көрсөткүчтөрдү рыноктун талаптарын канааттандыруу үчүн өзгөртүүгө болот. Ошондой эле SSP өндүрүшүнүн жергилештирүүгө даярдануу.
EN
