聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)是一種性能優(yōu)良的熱塑性塑料，其熔融溫度和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較高，具有良好的耐熱性、抗蠕變性、耐疲勞性、耐摩擦與磨損性、電絕緣性及耐化學(xué)藥品性，被廣泛用于合成纖維、薄膜、工程塑料、醫(yī)藥和日用品等領(lǐng)域。PET價(jià)格低廉，20世紀(jì)60年代便開(kāi)始了作為工程塑料的應(yīng)用開(kāi)發(fā)，目前已應(yīng)用于汽車、電機(jī)、電子、家用電器及機(jī)械等行業(yè)。
1.PET工程塑料的發(fā)展
但PET作為工程塑料使用，長(zhǎng)期以來(lái)受到各種限制。由于通常的加工模溫在70℃-110℃范圍內(nèi)，PET的結(jié)晶速度太慢而造成了結(jié)晶不完善和不均勻，致使模塑周期延長(zhǎng)，制品易粘貼在模具上，并且產(chǎn)生了翹曲、表面粗糙無(wú)光澤、耐沖擊性和耐濕熱性差等缺點(diǎn)，在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)人們都認(rèn)為其不適宜作為工程塑料使用。
從40年代開(kāi)始PET作為纖維用途而被工業(yè)化生產(chǎn)，至今PET纖維仍是合成纖維中重要的品種之一。50年代開(kāi)始了PET薄膜的生產(chǎn)。直到1966年，日本帝人公司通過(guò)玻璃纖維和成核劑并用的方法，使得PET的機(jī)械性能得到了改善，耐熱性提高，可以注塑成型，一舉成功開(kāi)發(fā)玻璃纖維增強(qiáng)PET，同年荷蘭AKZO公司亦成功制備出阻燃玻纖增強(qiáng)PET(FR-PET)，雖然加工性能的問(wèn)題沒(méi)有得到根本解決，但其突出的耐蠕變性、耐疲勞性以及耐摩擦與磨損性等，卻引起了人們的極大興趣。如果這種產(chǎn)量大，價(jià)格低廉的高分子材料通過(guò)某種方法能充分發(fā)揮其優(yōu)異性能，其應(yīng)用前景將會(huì)非常廣泛。因此，對(duì)于PET塑料工程化開(kāi)發(fā)的步伐一直在持續(xù)進(jìn)行。
PET工程塑料的發(fā)展可以分為四個(gè)階段，業(yè)界分別稱為四代PET，各代PET的發(fā)展特點(diǎn)及其代表廠家如下表所示：
可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于PET工程塑料的開(kāi)發(fā)主要包括如下兩部分：
①改善PET的結(jié)晶性能;這需要降低PET的結(jié)晶溫度，加快PET的結(jié)晶速率，從而使其具有良好的加工性能和力學(xué)性能;
②進(jìn)一步對(duì)PET進(jìn)行增強(qiáng)、增韌、阻燃改性，增加其缺口沖擊強(qiáng)度，使其具有更加綜合、全面、優(yōu)良的力學(xué)性能，而這往往通過(guò)與不同材料進(jìn)行共混，從而通過(guò)性能互補(bǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在接下來(lái)的幾周內(nèi)，小編將分為六期為大家詳細(xì)介紹PET的結(jié)晶、擴(kuò)鏈、增強(qiáng)、增韌改性的方法和工藝，請(qǐng)大家持續(xù)關(guān)注。
2.PET工程塑料的產(chǎn)品
美國(guó)杜邦公司研制出的Rynite®PET熱塑性聚酯樹(shù)脂是一種均勻分散的玻璃纖維或玻纖/礦物復(fù)合增強(qiáng)的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯，它在注射成型時(shí)會(huì)迅速結(jié)晶。
Rynite®PET熱塑性聚酯樹(shù)脂是剛度和強(qiáng)度最好的樹(shù)脂之一，作為一種工程聚合物，Rynite®PET熱塑性聚酯樹(shù)脂具有優(yōu)異的綜合性能，如高強(qiáng)度，高剛性，優(yōu)秀的尺寸穩(wěn)定性，杰出的耐化學(xué)藥品能力，熱穩(wěn)定性和很好的電器性能。
Rynite®PET熱塑性聚酯樹(shù)脂被成功應(yīng)用于許多領(lǐng)域，如殼體，蓋板，支架，自行車部件，泵件，電子傳感器殼體，電機(jī)部件，燈座，接線盒，開(kāi)關(guān)，線圈骨架，烤箱手柄，控制面板，小制品外殼，汽車內(nèi)飾件，行李架等。
聯(lián)合信號(hào)公司開(kāi)發(fā)了Petra系列工程塑料，除具有PET一般的性能外，還具有優(yōu)良的耐高溫性能和優(yōu)異的低溫沖擊強(qiáng)度，經(jīng)得起200℃以上的電噴著色處理，另外由該原料所得制品具有很好的表面性能.可用于生產(chǎn)汽車的內(nèi)、外裝飾件，如車門、門支撐架、引擎蓋等。
美國(guó)GE公司通過(guò)PET與PBT、PC等進(jìn)行共混改性，開(kāi)發(fā)了Valox800PET工程塑料。它不僅具有良好的表面光澤和成型性，能在220℃的高溫下使用，沖擊強(qiáng)度高，可用于生產(chǎn)轎車車身。
美國(guó)Eastman公司開(kāi)發(fā)了快速結(jié)晶、高耐熱性的PET工程塑料，這種改性PET制品低溫韌性好，在較高溫度(230-240℃)下使用不熔融、不變形，適用于汽車內(nèi)、外裝飾件的生產(chǎn)。
鐘淵化學(xué)株式會(huì)社研制出了既保持力學(xué)性能、耐熱性又具有足夠的防靜電性和阻燃性的PET工程塑料，主要用于汽車、電器、電子機(jī)械部件。
與國(guó)外公司相比，國(guó)內(nèi)PET工程塑料方面發(fā)展緩慢，品種單一。四川成都晨光化工研究院、上海塑料研究所、金山石化、北京化工研究院、廣州金發(fā)科技股份有限公司等科研院所及生產(chǎn)單位在此領(lǐng)域進(jìn)行了科學(xué)研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工作，但目前的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)規(guī)模同市場(chǎng)需求還有相當(dāng)距離，沒(méi)有使該類產(chǎn)品需要從國(guó)外進(jìn)口的局面得到根本改善。
3.PET工程塑料的應(yīng)用與市場(chǎng)
PET工程塑料己廣泛應(yīng)用于電子電器、汽車、機(jī)械、日用品等各領(lǐng)域，其耗用比例為：電子電器26%，汽車22%，機(jī)械19%，用具10%，消費(fèi)品10%，其它13%。具體應(yīng)用示例如下。
汽車工業(yè)
可用于發(fā)動(dòng)機(jī)用的真空泵殼體、傳動(dòng)系統(tǒng)的推力墊、燃料系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)燃料油過(guò)濾器、電子點(diǎn)火系統(tǒng)的外殼、動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪蓋和閘、風(fēng)扇罩、空氣流動(dòng)傳感器外殼、感應(yīng)線圈元件、底架操作部位的齒輪與小齒輪外殼、格柵和儀表板、風(fēng)擋刮水器馬達(dá)外殼及拖架、氣候控制部位空調(diào)器離合器、燃料液面?zhèn)鞲衅?、門把手等。
美國(guó)是PET工程塑料生產(chǎn)和用量最多的國(guó)家，在轎車上的應(yīng)用占其國(guó)內(nèi)PET工程塑料產(chǎn)量的50%以上，2015年已達(dá)到100萬(wàn)噸(包括合金)，然而我國(guó)在車用塑料方面，PET工程塑料的應(yīng)用量很小。
近年來(lái)，隨著汽車輕量化的快速發(fā)展，各類工程塑料也在汽車行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，目前，國(guó)內(nèi)工程塑料的總需求量已達(dá)到250萬(wàn)噸，其中PBT和PET的總消費(fèi)量可達(dá)到20萬(wàn)噸，我國(guó)的工程塑料產(chǎn)業(yè)正在步人產(chǎn)需兩旺的佳境。
目前，全國(guó)工程塑料生產(chǎn)企業(yè)有100多家，但生產(chǎn)能力和規(guī)模均較小，且大部分企業(yè)均生產(chǎn)工程塑料的改性樹(shù)脂，從事基礎(chǔ)樹(shù)脂生產(chǎn)的企業(yè)所占比例甚少。經(jīng)營(yíng)方式主要是利用塑料加工改性技術(shù)將通用塑料工程化或工程塑料合金化。
PET工程塑料的性能優(yōu)于PBT，原料價(jià)格卻低于PBT，更彌補(bǔ)了PBT在高溫及翹曲方面的空缺。其用途廣泛，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求量在10萬(wàn)噸左右。且每年以10%的速度增長(zhǎng)，利潤(rùn)空間較大。但由于該產(chǎn)品屬于多品種、小批量類項(xiàng)目，開(kāi)發(fā)技術(shù)難度較大，國(guó)內(nèi)目前雖然有十幾家企業(yè)在研究開(kāi)發(fā)該產(chǎn)品。但真正能開(kāi)發(fā)出來(lái)的很少。產(chǎn)能不大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求，導(dǎo)致產(chǎn)品主要依賴國(guó)外進(jìn)口。
從價(jià)格方面考慮，杜邦公司的Rynite系列PET工程塑料在目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中占有的份額最大。其價(jià)格為：普通級(jí)Rymte530(30%玻璃纖維增強(qiáng))大約為2-22.5萬(wàn)元/噸;阻燃級(jí)RyniteFR530(30%玻璃纖維增強(qiáng))大約為3-4萬(wàn)元/噸。而普通PET的價(jià)格僅為1.1-1.3萬(wàn)元/噸。由此可見(jiàn)，經(jīng)改性處理后普通PET的價(jià)格會(huì)得到較大幅度的提高，可以帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
總之，憑借其價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)，PET工程化受到了越來(lái)越多的重視，并有逐步取代傳統(tǒng)樹(shù)脂(如ABS，PBT，PC等)的趨勢(shì)。對(duì)PET的結(jié)晶、增韌、阻燃改性將仍是熱點(diǎn)，相信隨著更多研發(fā)精力的投入，國(guó)內(nèi)會(huì)制備出性能更加優(yōu)良的PET材料，PET在國(guó)內(nèi)也會(huì)有更加廣泛的應(yīng)用。
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