PET瓶的缺陷分析及处理措施.doc

PET瓶的缺陷分析及处理措施华印企业网赞助商广告如前所述，不同性能要求的PET瓶有不同的生产工艺，所以由不同工艺条件生产的PET瓶的缺陷也不相同。 冷灌装瓶 瓶体发暗 瓶体发暗主要是由于PET材料分解和结晶度较高引起的。当PET处于无定型状态时，它是透明的。在80一250之间，PET材料将产生结晶，在低温段易形成晶核，在高温段易生长成球晶，在180左右结晶速度最大；结晶同粘度也有关系，粘度越小，高分子链段重排阻力小，结晶越容易；同时结晶程度还与在结晶温度区停留时间有关，时间越长，结晶度越大，对厚壁瓶坯，中心部位散热慢，易结晶；瓶体结晶度高于40时，瓶子的透明度则下降而发暗。从生产工艺来看，在PET瓶坯的注塑过程和瓶坯的再加热拉伸吹塑过程中都有增加结晶度的可能性。尤其对热灌装瓶，必须有一个热定型过程，加之成型热灌装瓶的PET树脂的粘度相对低，所以更易发生透光率下降的现象。 由生产经验来看，瓶坯的结晶度越低，对整个生产流程来说更有利，也比较好控制，所以应该加强瓶坯注塑模的冷却能力。通常的做法是将冷却水的压力增加到0.5MPa以上，冷却水的温度降低到l0以下。对两步法的再加热过程，应该尽可能地缩短加热时间，降低加热温度。对用两步法生产热灌装来说，它的热定型过程是调节结晶度和松弛无定型部分的取向过程，可适当提高定型温度来缩短定型时间，以提高透光率。另外在烘料时将温度控制在150160之间，时间控制在56h。 瓶体表面有白化现象 PET瓶局部结晶度过大会引起白化现象。此现象产生有三个阶段，即瓶坯注塑时白化、瓶坯再加热时表面结晶白化、拉伸吹塑时取向结晶白化。(1)瓶坯成型时的全部表面白化和再加热时全部表面结晶白化的原因基本如同3.1.1中所说，只是白化的结晶度比发暗的结晶度更高。但对于瓶坯表面的局部结晶块的工艺成因却不尽相同。当模具的冷却效果很好时，可能形成规则或不规则的抛物线状的雾状结晶。这主要是由于各型腔注塑速度、压力、温度协调不一致的结果。高速、高压注射时，熔料与浇口发生剪切，产生热量，熔体流动好，迅速注满型腔，并迅速得到冷却。如果因为注塑压力小、注塑速度低，一级注射未能注满型腔，则一级注射的料流前锋会因为与模壁接触不好而使温度降不到玻璃化温度以下，从而形成大量晶核；在与二级注射的料流会合时，会吸收二级注射料流的热量而结晶雾化，形状为规则的或不规则的抛物面，且抛物面的厚度有大有小，由于成型温度低而形成这种抛物面形状的雾化现象，适当提高温度是可以消除的，但重复实验证明，这种说法不妥。如果一级注射的行程小到某一临界值，提高温度直到材料分解也无法消除这种抛物面形状的雾化。 (2)如果在上述情况下未白化，则在再加热阶段PET瓶坯在相应部位易生成块状结晶。另外由于瓶坯再加热时内外温升不一样，外高内低，易使表面温度过高而结晶成雾状白化。 (3)在拉伸吹塑阶段，由于拉伸太快或冷拉伸，而形成拉伸结晶白化(有资料称这种发雾为“珠光”)。实际生产中，在注塑瓶坯阶段，调节一、二级注射速度，适当提高熔料温度，可消除抛物线(或面)形状的白化。在再加热阶段，采用能使内外温升相差不大的加热方法，如用质量较好的远红外加热管、石英管，必要时可用射频加热，并尽可能缩短加热时间，可降低结晶白化的可能性。对由拉伸引起的结晶可适当降低拉伸速度来避免。 瓶壁壁厚不均匀 在瓶坯厚度设计合理的情况下，PET瓶壁厚不均匀主要有两个原因，一是瓶坯再加热时各段的温度不合理，温度高的地方材料易拉伸，容易造成壁薄；二是瓶子的中心与瓶坯的浇口偏离。从机械原因来说，可能是注塑瓶坯的型芯偏心，也可能是吹塑机的拉伸杆偏心。从工艺上来说，是吹塑拉伸时拉伸速度与吹塑时间匹配不当所致。实践表明，放杆开始时间与吹气开始时间之间应有一段时间间隔。若提前吹气会在瓶颈处打折；若间隔不当则会偏心。偏心的根本原因是气流方向和速度在圆周上分布不均所致。通常调节放杆速度、吹气延迟时间以及吹气方向等，使这些工艺参数协调一致，可以消除瓶壁壁厚不均匀的现象。 瓶底抗开裂强度低 瓶坯成型时，瓶坯底部的冷却时间最短，而且靠近热流道，瓶底易形成晶核或直接形成晶体；拉伸吹塑阶段，瓶底的拉伸程度低，相对瓶身来说壁比较厚，其散热的速度慢，形成大的球晶的可能性较大。如果注塑瓶坯阶段有大量晶核生成则结晶的可能性更大。一旦形成不均匀的晶体，会产生内应力，从而导致强度低，表现为跌落实验时从底部裂开或做碱水浸泡实验时出现放射状开裂。 为消除上述各种开裂现象，要在注塑瓶坯时增大冷却效果(要求同3.1.1)；并在吹瓶模底部开设冷却水道。 乙醛含量偏高 乙醛的存在将影响饮料的口味。乙醛是由于PET分子的分解而产生的，这个过程需要时间和温度，时间越长，温度越高，分解越严重。PET分子在290开始分解。所以在瓶坯的成型过程中，熔料温度高、在料筒内停留时间长，会增加瓶子的乙醛含量。由于背压、螺杆转速以及注射速率的增加会使剪切程度增大，分子间的摩擦加大，会产生大量的热。这也是乙醛含量增加的原因之一。在再加热阶段，加热时间的长短和温度的高低也影响瓶的乙醛含量。 所以应尽量缩短成型周期，将料筒温度控制在285左右；并在允许范围内调节背压和注射速度，缩短再加热时间，从而降低乙醛的含量。 热灌装瓶 热灌装瓶除具有冷灌装瓶的缺陷外，还具有以下缺陷。 瓶口歪斜 对一步法而言，主要是机械原因。对两步法，如果瓶口部位有一定比例的晶体存在，则整个体系的强度会增高，可保证瓶口结晶时不变形；但注塑热灌装瓶坯时瓶口的冷却时间最长，结晶度很难超过3。同时也不可能做到瓶口材料在轴向和径向均匀取向，所以分子链段的排列不一致，加热结晶时会按各自的方向相应力收缩，从而导致歪斜。 从实践经验来看，可以将瓶坯存放期加长至14d以上，或降低结晶时的温度并延长结晶时间来消除瓶口结晶时的歪斜现象。 瓶身表面局部凹陷 热灌装瓶的表面凹陷除瓶体结构不合理的原因外，从工艺过程来看有两种情况，一是在冷却定型阶段定型时间太短，制品取出时因收缩而形成的；另外一个原因就是由于高分子材料的“历史效应”，因瓶坯的螺口以下较薄部位与对应瓶体中部的较厚部位的过渡区在热定型时松弛不够，则在高温灌装时高分子链回复引起的。要避免局部凹陷，则要延长热定型时间和冷却定型时间，并在可能的前提下，适当提高过渡区对应的模具温度，使分子链充分松驰。 耐热性能不稳定 热灌装瓶在高温灌装时，瓶体的体积收缩小，瓶子的外观变形小，则其耐热性能好。但如果瓶体成型时无定型部分的比例太大，则高温灌装时PET高分子链会因结晶而收缩，从而导致瓶子变形；如果结晶度达到一定的比例，而高分子无定形部分或结晶部分的晶体也处于取向状态，在高温灌装时也会发生分子链或晶体的重排，从而使瓶子变形。 要使PET瓶在热灌装时整体变形小，则可适当延长热定型时间和提高热定型温度，从而使瓶子的结晶度提高到40以上，并使无定型部分完全松驰。这也是非共混PET树脂成型热灌装PET瓶的理想方法。 PET啤酒瓶 PET啤酒瓶除具有冷灌装瓶的缺陷外，对于不同的提高阻隔性能的方法，其工艺缺陷也不相同。 镀膜PET