塑料啤酒瓶可行性報(bào)告(編輯修改稿)
2025-05-11 04:01 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，英國(guó)Bass公司用PET/EVOH/PET復(fù)合瓶材料等均為早期開(kāi)發(fā)的PET多層復(fù)合瓶材料。在最新的工業(yè)化成果中，美國(guó)的阿莫科公司開(kāi)始研制生產(chǎn)一種透明共聚酯Amosorb 3000材料，其特點(diǎn)是它能與O2發(fā)生永久性的鍵合，當(dāng)O2經(jīng)瓶壁和瓶蓋滲透入瓶中時(shí)能擋住O2。日本三井化學(xué)公司也已進(jìn)行了工業(yè)性的規(guī)模生產(chǎn)混合型BA030共聚脂材料，并用于五層結(jié)構(gòu)的啤酒瓶中，結(jié)構(gòu)層次為：PET外層、BA030/02除氧層、紫外線阻隔層、PET內(nèi)層。當(dāng)BA030與PET復(fù)合時(shí)其性能等于甚至優(yōu)于PEN。美國(guó)NANOCOR公司與日本三菱瓦斯化學(xué)公司開(kāi)發(fā)出一種新型尼龍MXD6納米復(fù)合材料（M9），比MXD6的阻氧性和抗二氧化碳流失性分別提高50%和70%，而透明性和抗剝離性相同，用它開(kāi)發(fā)的PET/M9/PET三層結(jié)構(gòu)的啤酒瓶可達(dá)到美國(guó)（110天）、歐洲（180天）對(duì)啤酒保持期的要求。而且M9層的厚度比MXD6層薄，因此可降低成本。美國(guó)Holwer公司開(kāi)發(fā)了一種尼龍6納米復(fù)合材料“Aegis”，并在其中加入AegisOX吸氧劑，氧的透過(guò)率比尼龍6低100倍，由它作為阻透層的三層結(jié)構(gòu)PET瓶，其阻透性可與現(xiàn)有其它阻透技術(shù)的啤酒瓶相媲美，甚至玻璃瓶相當(dāng)。在多層復(fù)合技術(shù)中近年來(lái)值得特別關(guān)注的是納米復(fù)合材料用作阻透層及引入吸氧劑活性阻透技術(shù)。納米復(fù)合材料的阻透性高于普通合成樹(shù)脂吸入劑可提高阻透性從而可以減薄多層瓶芯厚度有利于降低成本。采用多層復(fù)合技術(shù)生產(chǎn)PET啤酒瓶除歐美國(guó)家已工業(yè)化生產(chǎn)外，我國(guó)珠海中富集團(tuán)有限公司PETEVOHPET多層共擠出啤酒瓶 也已開(kāi)始試生產(chǎn)擬供珠海啤酒廠試用。生產(chǎn)PET瓶采用二步法工藝，多層共擠瓶胚由美國(guó)公司提供，中富公司僅進(jìn)行吹瓶工序，PET啤酒瓶規(guī)格由330ml提高到2L。 （2）表面涂層法 表面涂層為在PET瓶?jī)?nèi)層涂上薄層阻隔性涂料，通過(guò)表面涂覆技術(shù)可以使PET瓶具有更好的阻隔性能，當(dāng)前具有代表性的PET啤酒瓶涂覆技術(shù)包括法Sidel公司開(kāi)發(fā)成功的等離子無(wú)定型碳處理內(nèi)表面的涂覆技術(shù)（ACTIS）、日本精ASB機(jī)械公司開(kāi)發(fā)的DCL蒸氣沉積技術(shù)，TetraPak公司的多氧化硅(SiOx)涂層技術(shù)等?；驹矶际遣捎玫入x子沉積表面涂覆技術(shù)。以本日精與三菱Shoji公司及等離子CVD元件制造商Youtec公司合作開(kāi)發(fā)成功的高效防滲透PET啤酒瓶的涂覆設(shè)備為例。該設(shè)備是從注拉吹成型PET瓶到涂覆工序全過(guò)程連續(xù)化生產(chǎn)的系統(tǒng)。其涂覆過(guò)程是將PET瓶送入裝有電極的涂裝室中，然后抽出空氣確保容器內(nèi)外保持真空狀態(tài)，后將乙炔氣體注入瓶?jī)?nèi)，以高頻電流作用在電極上，涂裝室為外電極，乙炔管為內(nèi)電極。由于電流放電作用把乙炔分解為離子碳和離子氫，并在瓶子內(nèi)表面相結(jié)合形成精細(xì)的涂層，其厚度為20～30nm。與普通PET瓶比較，阻氣性大10倍以上，抗二氧化碳的流失性高7倍，防水滲透性高8倍，對(duì)香臭味的阻透性良好防紫外線能力亦有增強(qiáng)，DCL涂層自身的溶解量極少，符合美國(guó)FDA的安全標(biāo)準(zhǔn)，可與玻璃瓶性能相媲美。而不同的阻隔涂料也被分別運(yùn)用與PET的表面涂層中，如英國(guó)的Old Manor公司用PET涂PVDC阻隔層塑料瓶包裝3L啤酒,保質(zhì)期為3個(gè)月。澳大利亞的CUB公司用單層PET瓶包裝500ml啤酒,室溫下可保持4周，而該公司采用環(huán)氧胺涂層PET瓶包裝500ml啤酒，保質(zhì)期可達(dá)100天。但該技術(shù)目前生產(chǎn)效率較低，表面涂覆技術(shù)提供的阻透性能往往受到瓶子比表面積的影響，涂層也會(huì)因蠕變導(dǎo)致厚度不均勻，或受到經(jīng)常性的摩擦而使阻透性下降。內(nèi)涂層還存在對(duì)食品的安全性問(wèn)題，這些問(wèn)題還有待進(jìn)一步研究解決，成本也需要進(jìn)一步降低，才有助于市場(chǎng)化進(jìn)程。 （3）不同材料共混復(fù)合法 通過(guò)在一種聚合物中混合其它有機(jī)聚合物或無(wú)機(jī)材料，以改進(jìn)并均衡各組分的性能，克服單一組分的弱點(diǎn), 獲得綜合性能理想的聚合物材料，是開(kāi)發(fā)新型塑料的一種最簡(jiǎn)單捷徑。對(duì)于PET高阻隔材料，此法也被廣泛而深入的研究，如有機(jī)聚合物中的EVOH、PVDC、PE、PP、PA和PEN等均被用于與PET共混以提高材料阻隔性能，取得可喜進(jìn)展。研究表明，共混物的阻隔性強(qiáng)烈地依賴共混物的形態(tài)。多種材料共混物之所以可以提高阻隔性的主要原因在于通過(guò)分散相( 高阻隔材料層) 提高分子擴(kuò)散時(shí)共混聚合物中分子間的通道長(zhǎng)寬比。高阻隔性對(duì)應(yīng)于分散相具有大的徑向形變的共混物。目前，最成功的有機(jī)PET共混材料為一與PET結(jié)構(gòu)相似，阻隔性更高、相容性好的PEN(聚萘二甲酸乙二醇醋)，其本身具有優(yōu)異的阻隔性和力學(xué)性能，可單獨(dú)使用用于制備塑料啤酒瓶，但由于其價(jià)格過(guò)高（口岸價(jià)為8美元/Kg），很難被客戶接受。由此作為共混物作為原料價(jià)貴的PEN用量少，卻可做得更薄，可大幅提高PET的阻隔性的同時(shí)成本低廉，更容易被市場(chǎng)和用戶接受。同時(shí)，各種納米無(wú)機(jī)物也被用于與PET共混以提高材料的阻隔性與力學(xué)性 能，如納米蒙脫土、二氧化硅，二氧化鈦和納米氧化鋅等均被用于與PET共混，其作用大多作為成核劑，少量加入可提高材料的成核性，提高定向結(jié)晶的能力，從而提高力學(xué)性能與阻隔性。 3. PET塑料啤酒瓶研究發(fā)展設(shè)想 基于上述PET塑料啤酒瓶的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀與技術(shù)特點(diǎn)，本文對(duì)今后的PET啤酒瓶的開(kāi)發(fā)和研究做出一些設(shè)想與展望。由于表面涂層法工藝復(fù)雜，且涉及食品安全等方面的因素較多，發(fā)展難度較大，而通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)單層新膜材料在分子層面上仍存在瓶頸，目前最具發(fā)展前途的工藝仍為多層復(fù)合技術(shù)，此法工藝較簡(jiǎn)單，對(duì)加工設(shè)備要求較低，且已證明多層復(fù)合在提高材料阻隔性的同時(shí)也可通過(guò)不同復(fù)合層來(lái)實(shí)現(xiàn)多功能性，如抗紫外性、耐熱性等，是最為合適的制備高阻隔塑料瓶的成型工藝?；腜ET的改性及高效阻隔層的研究仍將為最有效率的研究方向。多層擠出材料，可分為內(nèi)層阻隔層外層基材來(lái)分別處理。對(duì)于內(nèi)層PET料，可使用少量好阻隔材料與PET共混得到，如采用PET與少量PEN或EVOH熔融共混物作為基層材料，在控制成本前提下提高基材的阻隔性。對(duì)于阻隔層，可采用現(xiàn)研究得到的高效阻隔層，如納米尼龍材料等。當(dāng)然，通過(guò)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合成得到新的高阻隔性的材料將是實(shí)現(xiàn)高阻隔塑料瓶的最快捷的途徑，因?yàn)樽韪魧訉?duì)食品安全影響較小，設(shè)計(jì)限制小。同時(shí)，對(duì)于阻隔層外層PET層，納米材料的引入可提高材料的功能性，不同的納米粒子可提高材料不同性能，如引入SiO2可提高材料的
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