بسنه بندی با ظروف پت

PET کلمه ای است که از حروف اول کلمات PolyEthylene Terephethalate ترکیب شده است و جزء پلیمر های با زنجیره طولانی وابسته به خانواده پلی استرها می باشد. مواد تولید PET عبارتند از: ترفتالیک اسید خالص و اتیلن گلایکول، که هر دوی آنها از مواد خام نفتی مشتق می شوند. فرایندهای پلی استری با مواد واسطه دیگری نیز وجود دارند که از واکنش های پلیمری شدن یک اسید و یک باز تهیه می شوند.

PET در حالت خاص یک ماده آمورف شیشه ای شکل است و چنانچه تحت تأثیر مستقیم مواد افزودنی و اصلاح کننده قرار گیرد ساختار بلوری پیدا می کند.مطالعات و اختراعات انجام شده توسط شرکت دوپونت آمریکا بر روی الیاف و کاربردهای گوناگون پلی استر، سهم PET را به بیش از 50درصد از الیاف مصنوعی در سطح جهان رسانده است.PET به تنهایی و یا به صورت مخلوط با پشم یا پنبه جهت بهبود خواص مقاومت در برابر چین و چروک، پوشش، شستشوی پارچه و البسه استفاده می شود.

تا قبل از سال 1950، PET به عنوان یک فیلم نیز معرفی و توسعه داده شده بود و برای استفاده در صنایع فیلم سازی از قبیل فیلم های ویدئو، اشعه x، فیلم عکاسی و بسته بندی های انعطاف پذیر استفاده می شد و سپس جهت استفاده در صنایع بسته بندی های انعطاف پذیر استفاده می شد و سسپس جهت استفاده در صنایع بسته بندی به وسیله روشهای شکل دهی تزریقی و اکستروژن با الیاف شیشه تقویت و اصلاح شده و در اوایل سال1970 PET توسط تکنولوژی شکل دهی دمشی، کشیده شد و اولین ساختار مولکولی سه بعدی آرایش یافته به طور سریع جهت تولید بطری ها ی با وزن بسیار کم، انعطاف پذیر با استحکام بالا بهره برداری شد.

پلی استرها به وسیله واکنش اسید و باز در حضور کاتالیست تولید می شوند. مرحله کلیدی فرآیند پلیمری شدن ثانویه که در فاز جامد رخ می دهد ادامه پیدا خواهد کرد. مواد اولیه جهت تولید PET اسید ترفتالیک خالص و اتیلن گلایکول می باشد که از نفت خام استخراج می شوند. وقتی که مواد اولیه با همدیگر مخلوط می شوند و تحت تأثیر حرارت و فشار ثابت قرار می گیرند اولین محلول به نام مونومر با پلیمرهای جرم مولکولی پایین بنام الیگومر مخلوط شده سپس واکنش پیش می رود و آب خارج می شود و پلیمر PET شکل می گیرد.

در این مرحله PET یک مذاب ویکسوز بوده که توسط اکسترودر، اکسترود شده و پس از خنک شدن با آب و بدون املاح به شکل یک ماده آمورف شیشه ای و شفاف به دست می آید. بعضی از مواد پلی استری PET با استفاده از تکنولوژی بر پایه دی متیل ترفتالیک نیز تولید می شوند. برای تولیدPET با جرم مولکولی بالا نیاز به مرحله دوم پلیمری شدن دارد که در قسمت ssp یا پلیمری شدن در حالت جامد و دمای پایین انجام می گیرد. در این عملیات به طور عمده تمام مواد نا خالص و فرار از قبیل استالدئید، گلایکول و آب، آزاد و خارج می شوند.

جرم مولکولی بالا برای بهبود خواص مکانیکی، افزایش استحکام، مقاومت در برابر خزش هم زمان با انعطاف پذیری کافی به منظور مقاومت در برابر خزش هم زمان، با انعطاف پذیری کافی به منظور مقاومت در برابر شکست و ترک ناشی از فشار بسیار لازم و ضروری است. وقتی که پلیمر شکل می گیرد خالص سازی آن بسیار سخت و دشوار خواهد شد بدین جهت خالص سازی مواد در هنگام تولید از پارامترهای بسیار مهم و کلیدی برای رسیدن به کیفیت مطلوب پلیمر جهت بسته بندی مواد غذایی می باشد.

فرایند تقطیر در خلاء به آسانی اتیلن گلایکول را خالص سازی می کند ضمن اینکه ترفتالیک اسید توسط بلوری شدن متوالی از حلال ها خالص سازی می گردد.چنین موادی با خلوص و جرم مولکولی بالا برای کاربردهای بسته بندی مواد غذایی مورد نیاز می باشد. کاتالیست ها با غلضت های کم جهت تسریع واکنش وتضمین اقتصادی طرح ها استفاده می شود.

کاتالیست های رایج، تری اکسید آنتیموان می باشند البته نمک های تیتانیومی، ژرمانیم، کبالت منگنز، منیزیم و روی نیز استفاده می شوند و به شکل کپسول های با اندازه های بسیار کوچک و ریز در ماتریس پلیمر و یا خود زنجیر پلیمر باقی می مانند. ماهیت فیزیکی PET PETخواص فیزیکی و مورفولوژی بسیار خوبی از خود نشان می دهد.

PET یک پلیمر نیمه بلوری می باشد و وقتی تا دمای بالاتر از 72 درجه سانتی گراد گرم می شود از حالت شیشه سخت به حالت لاستیکی کش دار تبدیل می شود به طوری که زنجیره های مولکولی را می توان به طور یک بعدی یا دو بعدی آرایش داده و به شکل لیف، فیلم و بطری تبدیل کرده و در صورتی که پلیمر در حالت کشیده، سریع سرد گردد زنجیر های مولکول بدون حرکت با همان آرایش مولکولی باقی می مانند. پلیمر در حالت کشش فقط یکبار سخت و محکم می شود و خواص مطلوب را در بطری PET ایجاد می کند.

چنانچه PET کشیده شده در دمای بالای c75 نگه داشته شود و به طور آهسته بلوری شده و پلیمر به شکل مات، سفت، محکم و با انعطاف پذیری کمتر در می آید که به آن PET بلوری یا CPET گفته می شود. این شکل از پلیمر قابلیت تحمل دماهای بالاتر را دارد و می تواند برای تولید سینی ها و ظروف مورد استفاده در اجاق گازها و ماکروویوها بسیار خوب و مناسب می باشند. تکنیک تثبیت حرارتی نیز در بهبود خواص تجعد (چین دار) و مقاومت شستشوی الیاف پلی استر به کار برده می شود.

اعمال تغیرات توسط هر کدام از تکنیک ها، گستره وسیعی از محصولات پلی استری که همگی دارای فرمول شیمیایی پایه پایه مشابهی هستند برای ما تولید می کنند. PET تا کنون به عنوان یک ماده ساده توصیف شده در صورتی که اصلاحات زیادی جهت توسعه خواص ویژه آن انجام شده است و برای کاربرد در انواع بسته بندی ها و تجهیزات تولیدی خاص معرفی شده اند.این اصلاحات یک ماهیت شیمیایی دارند که با انجام دادن آنها اشکال مختلف ساختمان بلوری ایجاد می شود.

برای مثال وجود کومونومرهایی مثل ایزوفتالیک اسید یا 1 و 4 سیکلوهگزادی متانور در پلیمر PET با غلظت های کم نرخ بلورینگین را کاهش می دهد و امکان تولید دیواره های بطری صفحات و فیلم های ضخیم تر را می دهد. PET تا کنون به عنوان یک ماده ساده توصیف شده در صورتی که اصلاحات زیادی جهت توسعه خواص ویژه آن انجام شده و برای کاربرد در انواع بسته بندی ها و تجهیزات تولیدی خاص معرفی شده اند. این اصلاحات یک ماهیت شیمیایی دارند که با انجام دادن آنها اشکال مختلف ساختمان بلوری ایجاد می شود.

برای مثال ایزوفتالیک اسید یا 1و4 سیکلوهگزادی متانول در پلیمر PET با غلظت های کم ٬ نرخ بلوریرنگی را کاهش می دهد و امکان تولید بلورینگی دیواره های بطری٬ صفحات و فیلم های ضخیم تر را می دهد. برای نمونه بطری های ضخیم تر و سنگین تر در سیستم های ظروف با قابلیت پر کردن مجدد استفاده می شود. همچنین افزایش درصد بلورینگی جهت محدود کردن حرکت و جلوگیری از تغییر شکل در درجه حرارت های بالا همچون سینی های غذا مورد استفاده در ماکرویو و اجاق گاز ضروری می باشد.

در این حالت از عوامل هسته زا یا تسریع کننده بلوری شدن ٬ همچون جرم مولکولی بالا به کار برده می شوند. کاربرد در بسته بندی مواد غذایی به طور کلی خواص مطلوب برای کاربردهای بسته بندی از خواص ذاتی پلیمر به دست می آیند.

بنابراین افزودنی هایی مثل ضد اکسید کننده ها ٬نرم کننده ها٬ پایدار کننده های حرارتی ٬پایدار کننده ها در برابر اشعه ماوراء بنفش ضروری نمی باشند. رنگدانه ها با غلظت بسیار کم برای بعضی از انواع تجاری PET مورد استفاده قرار می گیرند ٬ آنها همانند کاتالیست ها به صورت کپسول های بسیار ریز در ماتریس پلیمر و یا به صورت متصل در زنجیره های مولکولی قرار می گیرند.