Mahahalagang Kadahilanan na Nakakaapekto sa Kalidad ng PET Bottle Grade Chips
Sa kasalukuyan, ang PET ay ang pinakamalawakang ginagamit na materyal sa pagpapacking ng inumin. Dahil ang PET ay maaaring madaling palamigin upang makakuha ng mga produktong PET na nasa ganap na amorphous state, mataas ang transparensya at madaling i-stretch, maaari itong gamitin bilang materyal sa pagpapacking upang makagawa ng biaxial stretching packaging film, at maaari ring gamitin upang makakuha ng mataas na lakas at mataas na transparensyang stretching blowing bottle mula sa amorphous bottle blank, at maaari rin itong i-extrude o i-blow into non-stretching PE nang direkta. Ang PET bottles ay mga lalagyan na may butas. Ang mga PET hollow container, lalo na ang stretch blow molding bottles, ay lubos na nagpapakita ng mga katangian ng PET, may magandang epekto sa pagpapakita ng nilalaman, pagganap at gastos kumpara sa iba pang mga lalagyang walang laman. Kaya, ang PET bilang materyal sa pagpapacking ay karaniwang ginagamit sa stretch blow molding, ang pinakamalawakang ginagamit ay mga dose-dosenang mililitro hanggang 2 litrong maliit na bote, mayroon din mga bote na may kapasidad na 30 litro. Simula pa noong unang bahagi ng 1980s, dahil sa magaan nitong timbang, madaling hubugin, mababa ang presyo at madaling masagawa nang pangmasa, ay nagkaroon ito ng hindi mapipigil na momentum ng mabilis na pag-unlad. Sa loob lamang ng humigit-kumulang 20 taon, naging isa na ito sa pinakamahalagang pagpapacking ng inumin sa buong mundo. Hindi lamang ito malawakang ginagamit sa pagpapacking ng mga carbonated beverages, bottled water, pampalasa, kosmetiko, alak, dry fructose at iba pang produkto, kundi maaari ring gamitin sa pagpapacking ng fruit juice at tea beverages matapos ang espesyal na paggamot sa hot-filled bottles. Ang mga PET beer bottle na napakainnovative na teknolohiya ay pumasok na rin sa merkado, at mabilis din ang pag-unlad ng aseptic filling PET bottles. Maituturing na ang pag-unlad ng teknolohiya ay palawakin ang aplikasyon ng mga PET bottle, hindi lamang para patuloy na palawakin ang tradisyonal na merkado sa tubig na inumin at carbonated beverages, kundi pati na rin sa beer at iba pang glass at aluminum can packaging na huling posisyon ng epekto.
Ang proseso ng produksyon ng PET bottle-grade chip ay pangunahing nahahati sa dalawang bahagi. Ang unang bahagi ay ang produksyon ng pangunahing chip, o produksyon ng polyester. Ang proseso ng paggawa ng bottle-grade na pangunahing sanga ay karaniwang katulad ng proseso sa konvensional na mga sanga. Upang matugunan ang ilang katangian ng bottle-grade na sanga, idinaragdag ang ikatlong monomer na IPA at ilang additives. Ang ikalawang bahagi naman ay ang solid phase viscosity increasing ng mga pundamental na sanga.
1. sukat ng hilaw na materyales sa pagputol
Ang parehong transesterification at esterification ay mga baligtad na reaksyon. Upang mailipat ang balanse patungo sa positibong direksyon, kailangang alisin nang napapanahon ang maliit na molekular na produkto na madaling lumilipad. Ang maliit na molekula na by-product na nabuo sa pamamagitan ng solid-state polycondensation ay maaaring hiwalayin mula sa chip sa dalawang paraan: ang pagkalat ng maliit na molekula na by-product mula sa loob patungo sa ibabaw ng chip at ang pagkalat mula sa ibabaw ng chip. Sa kabuuan, sa produksyon ng SSP, mas mabagal ang bilis ng pagkalat ng maliit na molekula sa loob ng chip kumpara sa labas ng ibabaw ng chip sa relatibong mataas na temperatura at daloy. Kaya naman, upang mapalabas ang maliit na molekula hangga't maaari, kailangan ng teknolohiya na ang chip ay magkaroon ng mas mahabang tagal sa reaktor. Dahil mas maikli ang landas ng pagkalat ng maliit na molekula sa maliliit na partikulo kumpara sa malalaking partikulo, mas madali itong maihiwalay; at dahil maliit ang sukat ng mga partikulo, tumataas ang kabuuang surface area ng mga partikulo, tumataas din ang bilis ng paglipat ng init, at nagpapabilis din ang reaksyon. Kaya nga, sa isang tiyak na saklaw, ang bilis ng reaksyon ng solid-state polycondensation ng PET ay berkleng baligtad sa sukat ng partikulo ng hilaw na materyal na chip. Gayunpaman, kung sobrang maliit ang mga partikulo, madali silang magdikit, na nakakaapekto sa bilis ng reaksyon. Bukod dito, ang hugis ng mga partikulo ay nakakaapekto rin sa bilis ng reaksyon. Hindi regular ang hugis at madaling magdikit. Kaya may mataas na kinakailangan sa pagputol ng pangunahing bahagi, at hindi dapat pumasok ang anumang di-karaniwang seksyon sa solid phase polycondensation system.
2. halaga ng kulay ng mga hiwa ng hilaw na materyal
Ang halaga ng kulay ng hilaw na pagputol ay direktang nagdedetermina sa halaga ng kulay ng pagputol ng produkto. Mayroong maraming mga salik na nakakaapekto sa halaga ng kulay ng basal na hiwa. Ang kulay ang pinakaintuitibong tagapagpahiwatig ng kalidad ng mga hiwa ng reaksyon. Batay ito sa mga prinsipyo ng kromatograpiko at photometric pati na rin sa mga pamantayan ng pagsukat ng International Lighting Commission (ILC), at karaniwang sinusukat gamit ang Hunt (L, a, b) colorimeter; ang L ay nangangahulugang kaputingan o ningning; ang A ay indeks ng berde/pula; ang B ay indeks ng dilaw. Maraming mga salik ang nakakaapekto sa kulay ng mga pangunahing hiwa, na kung saan ay kadalasang dulot ng kalidad ng hilaw na materyales, uri at nilalaman ng mga additive, teknolohiya sa produksyon, kontrol sa proseso ng produksyon, at mga pagkakaiba sa kalidad ng produkto. Sa kasalukuyan, ang diretsong paraan ng kontrol mula sa proseso ay ang pagbabago sa pagdaragdag ng ahente ng pulang tinge at ahente ng asul habang ang proseso ay matatag at ang kalidad ng hilaw at pantulong na materyales ay mahusay. Mas kumplikado ang mga salik na nakakaapekto sa halaga ng kulay ng tapos na produkto, ngunit mataas ang hinihinging halaga ng kulay para sa mga hiwa na may grado para sa bote, kaya dapat agad na i-adjust ang proseso upang matugunan ang mga pangangailangan ng mga gumagamit.
3.Mga nilalaman ng IPA at DEG
Ang nilalaman ng IPA at DEG sa hiwa ng natapos na produkto ay kinokontrol sa produksyon ng pangunahing hiwa, at ang nilalaman ng IPA at DEG ay halos hindi nagbabago sa proseso ng solid phase tackification.
Mahalaga ang dami ng IPA sa viscosity ng PET chip. Ang layunin ng pagdaragdag ng IPA ay bawasan ang regularidad ng pagkakaayos ng PET macromolecule upang mapababa ang crystallinity ng PET chip. Ngunit dahil sa pagdaragdag ng IPA, bumababa ang softening point at melting point ng PET, na nagdudulot ng mas mahinang thermostability at mechanical strength ng mga bote. Kaya, dapat i-adjust ang nilalaman ng IPA batay sa pangangailangan ng merkado at mahigpit na kontrolin ito. Sa kasalukuyan, ang kumpanya ay gumagawa ng dalawang uri ng bottle-grade slices ayon sa hiling ng gumagamit: isa ay karaniwang carbonated beverage bottle-grade slices, at ang isa naman ay hot-canned fruit juice bottle-grade slices. Ang huli ay nangangailangan ng mataas na resistensya sa init, kaya bukod sa tamang pagbabago sa proseso ng bottle blowing—tulad ng pagdaragdag ng heat treatment process at pag-adjust sa mold temperature—ang nilalaman ng IPA (1.5% nabawasan batay sa weight percentage) ay dinagdagan nang naaayon sa hilaw na materyales upang mapataas ang crystallinity ng PET at matugunan ang pangangailangan sa resistensya sa temperatura ng mga bote. Bukod dito, may tiyak na epekto rin ang nilalaman ng IPA sa solid-state polycondensation; kung hindi angkop ang halaga nito, halimbawa kapag masyadong mataas, maaaring magdulot ito ng hindi perpektong pre-crystallization at crystallization sa crystallizer, na nagreresulta sa pagkadikit ng mga slice sa panahon ng tackifying process.
Ang nilalaman ng diethylene glycol ay karaniwang natutukoy sa pamamagitan ng proseso ng produksyon, ngunit maaari ring i-adjust sa pamamagitan ng pagbabago sa proporsyon ng micro-adjustment (tulad ng pag-aayos ng rasyo ng EG sa PTA). Sa kasalukuyan, ang nilalaman ng diethylene glycol sa mga slice na katumbas ng bote ay nasa loob ng 1.1%+0.2% (porsyento ayon sa timbang). Sa saklaw na ito, mas mataas na nilalaman ng diethylene glycol ay nakakatulong sa pagpapabuti ng paglaban sa init ng mga chip ng PET, dahil sa kakayahang umangkop ng ether bond sa diethylene glycol, na maaaring mapataas ang bilis ng kristalisasyon ng PET, ngunit ang nilalamang ito ay hindi dapat masyadong mataas, dahil ang pagkakaroon ng ether bond ay nagpapababa ng rigidity ng mga molekula ng PET, binabawasan ang melting point ng PET, at madaling magdulot ng pagbabago sa viscosity ng slice. Proseso ng pagbubuklod. Kung ang nilalaman ay masyadong mataas, maaari rin itong bawasan ang mga mekanikal na katangian ng pagbuo ng slice.
4. Terminal carboxyl group
Sa ilalim ng iba't ibang kondisyon, ang mataas na nilalaman ng carboxyl group ay kapaki-pakinabang upang mapataas ang rate ng reaksyon. Mula sa equation ng SSP reaksyon, makikita na ang isa ay transesterification, at ang isa pa ay esterification, kung saan ang mataas na nilalaman ng terminal carboxyl group ay paborable para sa reaksyong esterification sa pagitan ng mga PET chain at sa rate ng reaksyon. Sa bahagi ng PET, ang pagtaas ng konsentrasyon ng H+ ay kapaki-pakinabang din sa autocatalytic effect ng catalyst, ngunit ang pagtaas ng nilalaman ng terminal carboxyl group ay makaapekto sa susunod na pagpoproseso ng slice, kaya kinakailangang kontrolado ang terminal carboxyl group ng pangunahing slice sa loob ng tiyak na saklaw, karaniwang nasa 30. ~40mol\/t, habang ang terminal carboxyl group ng bottle-level slice [30mol\/t.
5. Iba pang mga salik
Ang uri at halaga ng iba't ibang additives sa hilaw na materyal na slica ay may tiyak din na epekto sa likas na kalidad ng natapos na slica. Ang produksyon ng pagpuputol na antas ng bote ay nangangailangan ng pagdaragdag ng polyphosphoric acid na pampamatatag sa init. Ang papel ng polyphosphoric acid ay upang patayuin ang dulo ng PET molecular chain gamit ang phosphate group at mapataas ang thermal stability ng PET chain. Gayunpaman, ang phosphate group ay maaari ring maging nucleating agent para sa kristalisasyon ng PET. Partikular na magkakaroon ito ng tiyak na epekto sa pag-iinjection mold ng mga slica na antas ng bote. Sa proseso ng pagpo-puff, ang mga oligomer, metal oxide (tulad ng antimony trioxide), phosphate, at iba pa ay lahat na nucleating agent para sa kristalisasyon ng PET, samantalang ang iba pang maliit na molekular na compound tulad ng polyethylene glycol ay walang nucleation. Gayunpaman, ito ay isang catalyst sa kristalisasyon. Kung ang nilalaman ng mga sangkap na ito ay lumagpas sa tiyak na antas sa loob ng PET, mapapabilis ang rate ng kristalisasyon ng PET (ibig sabihin, bababa ang temperatura ng malamig na kristalisasyon), na nakakaapekto sa kalidad ng bote na napoporma, nagdudulot ng puting ulap sa ilalim o bibig ng bote, at maaaring makaapekto sa kabuuang transparency ng bote. Samakatuwid, sa pagtiyak ng kalidad ng slica at bilis ng reaksyon (kapasidad ng kagamitan), dapat na mas kaunti at mas kaunti ang mga additive, kasama ang catalyst.
Epekto ng mga parameter ng proseso ng pre-crystallizer at crystallizer sa mga katangian ng produkto
Karaniwan, ang nakatakdang temperatura ng pre-crystallizer ay 145~150°C (ang parameter ay ibinigay ng dayuhang partido). Kung masyadong mababa ang temperatura, mahirap alisin ang mga molekula ng tubig sa anyo ng tubig-kristal sa hiwa, na magdudulot ng mabagal na bilis ng kristalisasyon ng hiwa. Ang kristalisasyon ay hindi sapat at hindi kayang tugunan ang pangangailangan sa produksyon. Gayunpaman, ang temperatura ng kristalisasyon ay hindi dapat masyadong mataas, dahil habang tumataas ang temperatura, ang pagputol at hangin sa loob ng pre-crystallizer at crystallizer ay sensitibo sa oksihidatibong degradasyon na nakakaapekto sa halaga ng kulay ng produkto. Ang nakatakdang temperatura ng crystallizer ay 170~175 °C (ang mga parameter ay ibinigay ng dayuhang partido). Kung mas mataas ang temperatura kaysa 175 °C, habang dumarami ang oras na natitira ng mga chip sa precrystallizer at crystallizer, lalong tumitindi ang pagtaas ng halaga ng kulay, samantalang ang antas ng kristalin ay halos hindi nagbabago. Syempre, sa aktwal na produksyon, hindi posible makakuha ng mabuting halaga ng b sa pamamagitan ng labis na paglamig, dahil kapag mababa ang temperatura, ang kakulangan sa kristalisasyon ng hiwa ay magdudulot ng pag-usbong ng chip sa susunod na preheater at reaktor, at mahirap hatiin ang tubig na nasa kristal na estado. Ito ay nakakaapekto sa epekto ng pagpapalakas ng hiwa at nakaaapekto sa likas na kalidad ng natapos na hiwa. Tanging ang maayos na nakakristal na bahagi ang maaaring gamitin upang makakuha ng maayos na pinalapot na bahagi. Ang tinatawag na maayos na kristal na bahagi ay nangangahulugang ang antas ng kristalin ng hiwa ay umabot sa tiyak na halaga, halimbawa, ang antas ng kristalin mula sa pre-crystallizer ay ≥30%, ang antas ng kristalin sa labasan ng crystallizer ay ≥40%, at ang antas ng kristalin sa labasan ng preheater ay ≥45%. Kung hindi, magdudulot ito ng pagkakadikit ng mga hiwa sa panahon ng proseso ng pagpapalapot; ang isa pang punto ay ang ibabaw ng mga hiwa ay pare-pareho ang kristalisasyon.
7. Epekto ng mga parameter ng proseso ng preheater at reaktor sa pagganap ng produkto
Ang dalawang yugtong ito ay may magkaibang antas ng pagkakapal ng mga hiwa. Mayroong dalawang salik na nakakaapekto sa termodinamika at kinetika ng reaksyon ng solid phase polycondensation: ang temperatura ng reaksyon at ang lawak kung saan lumalabas ang maliit na molekular na byproduct mula sa seksyon. Ang unang salik ay nakadepende sa kontrol ng temperatura ng nitrogen heating.
Ang epekto ng temperatura sa reaksyon ay palaging positibo at negatibo. Ang positibong aspeto ay ang pagtaas ng temperatura ay maaaring magdulot ng pagtaas sa bilis ng reaksyon, at ang produktibidad ng device ay maaaring mapataas habang ang pagtaas ng viscosity ay nananatiling pareho. Bukod dito, ang produksyon ay maaaring mapataas sa ilalim ng ilang partikular na kondisyon. Pagtaas ng kapal. Gayunpaman, kasabay ng pagtaas ng temperatura ang pagtaas ng mga side reaction, na naiimpluwensyahan naman ang kalidad ng produkto. Kaya naman, sa aktuwal na produksyon, kailangang hanapin ang angkop na temperatura, na isinasaisip ang dalawang aspeto. Sa device na ito, ang temperatura ng reaktor ay natutukoy batay sa outlet temperature ng preheater. Ang temperatura ng reaktor ay maaaring kontrolin sa pamamagitan ng pagbabago sa outlet temperature ng preheater at sa daloy ng nitrogen sa ilalim ng preheater. Ang inlet temperature ng reaktor ay dahan-dahang lumilipat pababa, at ang reaksyon ng sistema ay dahan-dahan din. Kapag may pagbabago, ang oras para sa muling pagkaka-stable ay hindi bababa sa doble ng residence time ng reaktor, at nagbabago rin ang viscosity ng katumbas na huling produkto. Kinakailangan ito ng oras, kung hindi man, magkakaiba ang bilis ng reaksyon, na magreresulta sa hindi pare-parehong pagkapal ng slice, na nakakaapekto sa susunod na proseso ng pagpoproseso ng slice.
Ang ikalawang salik ay nakadepende sa daloy ng nitrogen sa oras ng reaksyon at sa tiyak na ibabaw na lugar ng hiwa. Dito, ang nitrogen ay nagsisilbing midyum na nagpapainit (lalo na sa isang preheater) sa isang banda, at midyum na dala ang mga maliit na molekular na by-produkto sa kabilang banda. Tulad ng nabanggit na, ang mga maliit na molekular na by-produktong nabuo sa pamamagitan ng solid phase polycondensation ay umalis sa seksyon sa dalawang proseso, kung saan ang panlabas na pagkalat ng mga maliit na molekula mula sa ibabaw ay may kaugnayan sa daloy ng nitrogen at temperatura. Ang nitrogen at ang paghiwa dito ay magkasalungat ang daloy, na nagpapataas sa epekto ng pagpainit at dinala ang mga maliit na molekular na by-produkto. Ginagamit ng preheater ng BUHLER device ang istraktura na katulad ng bubong, na pinaiinit ng nitrogen sa ilalim at sirkulasyon ng nitrogen sa gitna upang mas mapantay ang pagpainit at walang bulag na anggulo. Sa reaktor, dahil ang hiwa ay nasa ilalim ng presyon, ang temperatura ng inlet sa ilalim ay kontrolado sa mas mababang temperatura na mga 190 degree, na nagiging sanhi upang hindi agad madikit ang mga hiwa. Bilang midyum para sa pagpainit, ang bilis ng daloy ng nitrogen ay nakadepende pangunahin sa temperatura ng reaksyon at sa beban ng produksyon (ibig sabihin, ang ratio ng gas-solid). Kapag pare-pareho na ang temperatura at beban, may limitasyon ang bilis ng daloy ng nitrogen, ibig sabihin, kapag nakaabot na sa halagang iyon, ang pagtaas pa ng daloy ay hindi na nagpapabilis pa sa bilis ng reaksyon dahil ang gas-solid interface ay umabot na sa adsorption equilibrium; subalit kapag tumaas ang temperatura, nababali ang equilibrium, at patuloy na bumababa ang konsentrasyon ng maliit na molekula sa gas-solid interface habang tumataas ang daloy ng nitrogen hanggang sa makamit ang bagong balanse.
Isa pang kadahilanan na nakakaapekto sa bilis ng reaksyon ng SSP ay ang panlabas na kapangyarihan – kapangyarihan ng katalista. Ibig sabihin, ang halaga ng katalista sa pangunahing bahagi, ang nilalaman ng katalista sa seksyon A ay mga 2/3 ng seksyon B. Sa mga salik na nakakaapekto sa epekto ng katalista, bukod sa nilalaman ng katalista, mas mahalaga ang temperatura ng reaksyon.
8. Epekto ng sistema ng paglilinis ng nitrogen sa mga katangian ng produkto
(1) Nilalaman ng oxygen
Isang maliit na halaga ng hangin para sa instrumento ang ipinasok sa sistema ng paglilinis ng nitrogen upang mapuksa ang maliit na molekular na organikong gas na nabuo sa loob ng sistema ng nitrogen. Mula sa Equation 1-3, makikita na ang pangunahing hydrocarbon sa reaksyon ay ethylene glycol, at may ilang acetaldehyde, oligomer, at iba pa na nagmula sa side reaction na katalitikong oksihin ng oxygen upang mabuo ang carbon dioxide at tubig sa Pt/Pd katalitikong higaan ng katalitikong reaktor. Gayunpaman, dapat mahigpit na kontrolin ang nilalaman ng oxygen sapagkat ang pagkakaroon ng oxygen molecules ay nagdudulot ng thermal degradation sa panahon ng proseso ng pagmamantekilya, na nagreresulta sa pagkasira ng kulay ng produkto, pagbaba ng viscosity, at pagtaas ng terminal carboxyl groups. Ang nilalaman ng oxygen sa nitrogen gas mula sa sistema ng paglilinis ng nitrogen sa aparato ay kontrolado na nasa loob ng 10 ppm. Sa kasalukuyan, batay sa mga katangian ng sistema ng paglilinis ng nitrogen, bukod sa katalitikong oksihenasyon, isang paraan ng pag-alis ng maliit na molekular na compound sa nitrogen ay maaaring i-spray ng malamig na EG, na nakapagpapawala ng oxygen sa nitrogen, ngunit para sa mga mababang boiling point na maliit na molekula tulad ng acetaldehyde, hindi gaanong epektibo ang pag-alis nito.
(2) Antas ng paglilinis ng nitrogen
Ang kadalisayan ng nitrogen ay may tiyak na epekto sa pagkakapal ng mga hiwa at kalidad nito. Una, ang maliit na molekular na hydrocarbons sa nitrogen ay maaaring mag-udyok sa reaksyon ng pagtaas ng viscosity patungo sa kabaligtarang direksyon, na hindi kanais-nais para sa pagkakapal ng mga hiwa. Naaapektuhan din nito ang pag-alis ng acetaldehyde sa mga hiwa, kaya nakakaapekto sa nilalaman ng aldehyde sa mga hiwa, ngunit napakakomplikado ng reaksyon ng polimer, at ang pagsusuri sa epekto ng maliliit na molekula sa nitrogen sa nilalaman ng acetaldehyde ay kailangan pa ring mas palalimin.
(3) Dew point ng nitrogen system
Sa mataas na temperatura, ang mga molekula ng tubig ay may tendensyang mag-hydrolyze sa mga makro-molekula ng polyester at makaapekto sa kalidad ng produkto. Kaya naman, sa produksyon ng solid phase polycondensation, kinakailangang kontrolin ang punto ng kondensasyon (dew point) ng nitrogen system, ibig sabihin, kontrolin ang nilalaman ng molekula ng tubig sa loob ng nitrogen system. Para sa mga kagamitang BUHLER, ang punto ng kondensasyon ng nitrogen ay dapat nasa ilalim ng -30 degree habang ang kagamitang SINCO ay nangangailangan ng -40 degree.
Sa Wakas
Kapag ginamit ang mga chip na PET bottle grade bilang materyal sa pagpapacking, ang pangunahing tagapagpahiwatig ng kalidad ay may sumusunod na aspeto: kalidad ng hitsura, mga katangiang mekanikal, mga katangiang pang-proseso, walang amoy at hindi nakakalason, at marami pang mga salik na nakakaapekto sa kalidad ng mga sipsip ay lubhang kumplikado. Ang pangunahing mga salik ay ilan lamang sa mga nabanggit sa pagsusuri sa itaas. Ayon sa mga hinihiling ng gumagamit, maaaring i-adjust ang batayang reseta ng sipsip, ang ruta ng proseso, at mga kondisyon ng proseso upang maayos ang mga nabanggit na tagapagpahiwatig at matugunan ang pangangailangan ng merkado. At maghanda para sa lokal na produksyon ng SSP.
EN
