7.1.4.5. Полиэтилентерефталат (пэтф)

ПЭТФ — сложный полиэфир этиленгликоля и терефталевой кисло­ты, называемый лавсаном, имеет структурную формулу:

ПЭТФ получают из диметилтерефталата и этиленгликоля реакци­ей переэтерификации с последующей поликонденсацией дигликольте-рефталата в расплаве в присутствии катализатора (например, ацетата цинка) в токе азота.

ПЭТФ — слабополярный полимер. Молекулярная масса М= 15-^40 тыс. Плотность 1,38-1,40 г/см³. При быстром охлаждении получают прозрач-

232 Глава 7

ный аморфный полимер с температурой стеклования Т = 80°С. При медленном охлаждении — кристаллический со степенью кристаллич­ности до 50% и температурой плавления 265°С. Температура деструк­ции 380'С.

ПЭТФ устойчив к глубокому охлаждению, к маслам, жирам, мно­гим кислотам и растворителям. При нагревании растворяется в фено­лах, трифторуксусной кислоте, метиленхлориде, циклогексане. Несто­ек к щелочам и концентрированным кислотам.

Полимер и материалы на его основе не обнаруживают выраженного токсичного действия на организм.

Недостатком ПЭТФ является трудность сварки, охрупчивание свар­ных швов, склонность к дезориентации при повышенных температурах.

ПЭТФ имеет малую вязкость расплава, поэтому тару из него можно производить литьем под давлением и экструзией.

Важнейшей областью применения ПЭТФ в упаковке являются бу­тылки для газированных напитков. Из-за малой вязкости расплава ПЭТФ бутылки сложно изготавливать методом экструзии с раздувом: трудно сохранить стабильную форму заготовки в рукаве и в пресс-фор­ме. Поэтому применяют способ литья под давлением с раздувом. Барь­ерные и прочностные свойства материала значительно повышаются при растяжении и ориентации во время раздува.

Пленки, главным образом двуосно-ориентированные, применяют для упаковки сыра и изделий из вареного мяса. Теплостойкость пленок и способность пропускать СВЧ-волны используют для обработки про­дуктов в обычных и микроволновых печах.

Пленки ПЭТФ являются несущей основой многослойных материалов. На них наносят ламинированные покрытия, например из поливинилиден-хлорида или полиэтилена, обеспечивающие термосварку. Металлизиро­ванные пленки благодаря высоким барьерным свойствам применяют в ва­куумной упаковке продуктов, например кофе, а также для упаковывания электроники в качестве защиты от статического электричества.

Методом литья под давлением из ПЭТФ изготавливают высокопроч­ные, стойкие к истиранию лотки для разнообразной продукции. На та­ких лотках можно производить разогрев продуктов в обычных и мик­роволновых печах.

7.1.4.6. Полиамиды (па)

Наибольшее применение в упаковке нашли полиамид-6 (капрон) и полиамид-66.

Полиамид-6 (капрон) — поли-е-капроамид — продукт полимериза­ции е-капролактама в расплаве в присутствии воды или металлическо­го натрия в токе азота. Он имеет структурную формулу

^{Конструирование тары из пластмасс 233}

^{(—Ш— (СН2)5— С— ]п}

_О

Молекулярная масса М = 10 + 40 тыс.

Полиамид-66— полигексаметиленадипамид получают поликонден­сацией продукта взаимодействия эквимолярных количеств адипиновой кислоты и гексаметилендиамина в метаноле. Его структурная формула имеет вид

[—КН— (СН₂)б— ЫН-С— (СН₂)₄—С— ]„

_{о о}

Молекулярная масса М ^т 15 + 40 тыс.

Это гибкоцепные полярные гидрофильные полимеры с высоким уров­нем межмолекулярного взаимодействия, обусловленного наличием боль­шого количества водородных связей. Плотность 1,01-1,13 г/см³. Степень кристалличности 40-70%. Температура стеклования Т ■ 50 * 60°С. Тем­пература плавления Г = 220 * 260°С.

ПА не растворимы в углеводородах, сложных эфирах, хлорпроиз-водных углеводородов, масло- и бензостойки. Растворяются только в сильных полярных растворителях (феноле, крезоле, ксиленоле и т.д.), в амидах и в сильных кислотах, в том числе в уксусной и муравьиной.

Некоторые марки ПА разрешены для применения в пищевой и ме­дицинской промышленности. Гигиеническое значение имеет миграция из ПА токсичных капролактама и гексаметилендиамина, содержание которых в ряде марок ПА может достигать 8-10%.

В производстве упаковки используют такие отличительные свойства ПА, как высокие физико-механические характеристики, жесткость, твер­дость, износостойкость, стойкость к ударным и вибронагрузкам, при­годность к нанесению печати.

ПА в упаковке преимущественно применяют в виде пленок или в качестве основного слоя в многослойных пленочных материалах.

Пленки ПА-6 используют в вакуумной упаковке мяса, сыра и дру­гих продуктов. Эти пленки эффективны для упаковки медицинских хирургических инструментов.

Пленки ПА, ламинированные ПЭ или другими термосвариваемыми слоями, применяют для упаковки пищи быстрого приготовления, для вакуумной упаковки кофе и других продуктов.

В этом разделе рассмотрены важнейшие свойства и области примене­ния наиболее часто применяемых в производстве упаковки полимеров. Их стойкость к продуктам бытовой и промышленной химии приведена в табл. 7.6 и 7.7. Объем использования этих полимерных материалов в раз­личных видах упаковки в Великобритании представлен в табл. 7.8.