双向拉伸聚酯薄膜生产知识
2 、影响热稳定性的反应
2.1 水解反应
2.2 热降解反应
2.3 热氧降解反应
3 、热稳定性的测定和表征
3.1 热不稳定性现象
聚酯受高温的作用ห้องสมุดไป่ตู้生化学变化,呈现热不稳定性,主要 的现象有:
分子量下降 凝胶物增加 羧基含量增大 树脂色泽变黄 有刺激性气味等。
3.2 [η]降的测定
测定树脂受高温作用(如干燥、熔融挤出)前后的[η] ,以 下降的百分数表示。
球晶:
是由片晶按球形对称排列构成的多晶体,大 小也是可变的,一般在0.2~15 um,对可见光散射 强,故切片结晶后由透明变为不透明。
结晶取向:
片晶的一个轴(一般为C轴)沿一方向取向。它一般在熔融状态才会解取 向。
球晶和结晶取向的构成单元都是片晶。
它们在光学性能上的差别是很明显的,前者是不透明, 后者是透明状态。它们都属聚酯的结晶态。
成膜的关键:
厚片的结晶度小于3%
薄膜高温热收缩值达标的保证:
热定型后结晶达到50%
PET树脂结晶行为提出要求:
①易骤冷为无定形态(结晶度<3%) ,熔体结晶与冷结晶 的峰温差(tmc-tc)要小;
② 在拉伸温度范围结晶慢,以利于控制,故冷结晶的峰 温(tc)要高;
③ 在热定型温度范围内结晶快,在高车速下也能达到结 晶度50%的要求。
3.3.1 熔融峰面积法
3.3.2 氧化开始温度、氧化降温、氧化热焓表示法
4 、提高热稳定性的途径
4.1 二甘醇和共缩聚改性对热稳定性的影响
二甘醇的生成或加入第三组分会造成对聚酯结构规整性 的破坏,构成结构的弱点,还会导致聚酯树脂热稳定性的下 降。
4.2 磷酸、磷酸酯的稳定作用
磷酸、磷酸脂对金属离子有络合作用,可钝化金属离子 的催化能力,减缓了热降解作用。
聚酯树脂切片的指标中,曾以[η]降作为热稳定性指标的 测定方法,现在很少人进行这项测定。
这方法测得的应是热降解反应在规定条件下进行的程度, 测定结果依赖于测定条件的标准化(如特定的测试条件:温度、 升温过程、样品质量等),又受干燥是否彻底,用来保护的氮 气除氧是否完全等影响。
3.3 DSC法测定聚蘸树脂热氧稳定性
双向拉伸聚酯薄膜生 产知识
一、聚酯(PET)的热稳定性问题
1 、热稳定性对其加工成形的重要性 2 、影响热稳定性的反应 3、 热稳定性的测定和表征 4 、提高热稳定性的途径
1 、热稳定性对其加工成形的重要性
聚酯的应用与其分子量大小(或以特性黏度[η]表征)密切相关, 当[η]低于0.45 dL/g时,基本上失去其强度优势而降低应用的价 值。
无论是球晶还是结晶取向,结晶态都不是100%结晶的, 因此可用结晶度来表征。
结晶度高低对熔点无影响,但对结晶取向状态的收缩率 有关。
结晶取向状态包含着基团/链节取向、分子链取向和结晶取向3个 部分的取向,若保持有分子链取向,而且温度高于tg时,或温度高于片 晶的熔融温度时,便会发生解取向并收缩。
3 、聚酯的结晶过程和动力学
4.3 分子质量分布的影响
分子量分布中低分子量部分含量的多少对结晶有影响, 可用DSC谱的降温结晶过程来说明:
有一类化合物可以加快过氧化物分解,称为助抗氧剂,如 磷酸、磷酸脂及一些硫醇化合物。
二、聚酯(PET)的结晶行为和结构
1 、结晶行为和成膜过程 2、 聚酯结晶形态结构及主要特性
3 、聚酯的结晶过程和动力学 4 、影响聚酯(PET)结晶行为的因素
1 、结晶行为和成膜过程
聚酯(PET)是半结晶性高聚物,结晶度高时可为50~60 % ,在成膜工艺过程中,结晶度的变化大致如下:
结晶过程包含成核过程和生长过程,2个过程总的结果 为总的结晶过程。
结晶成核过程依核机理分为异相成核和均相成核2种。
总结晶速度常数(K)与结晶温度(tc )常用下图表示:
tg
tc
tm
a,b二点的 K值相同,但结晶温度不同。
相同时间内结晶后达到的结晶度相同,而结晶结构是不相同的; 在a处形成的结晶小而多,在b处形成的结晶大而少,因此性能是不同 的。
4 、影响聚酯(PET)结晶行为的因素
4.1 成核剂及结晶促进剂
苯甲酸盐、离聚体等是聚酯的结晶成核剂。
催化剂和一些无机添加剂能加快结晶成核,相当于成 核剂。
磷酸酯作为稳定剂,但它有降低t g作用,起结晶促进 剂作用(降低体系的黏度,利于分子链迁移,加快结晶生长 等)。
4.2 共聚
加入第三组分会使PET结晶倾向变慢,树脂合成中副反 应生成的二甘醇等相当于第三组分,对结晶性能有明显影响。
常用的磷酸酯类稳定剂有:磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、 磷酸三苯酯等。
用作食品、医药包装的材料聚酯树脂不宜用此类稳定剂。
4.3 抗氧剂的稳定作用
在树脂中添加抗氧剂以提高树脂的热氧稳定性。
抗氧剂与氧的作用活性较大,在氧未与树脂作用之时,先 行与氧反应,把氧耗尽,从而达到保护树脂的作用。
效果较好的的抗氧剂是阻碍酚类:如抗氧剂1222、抗氧剂 300,亚磷酸双酚A等。
2、 聚酯结晶形态结构及主要特性
聚酯结晶形态结构有多种类型:
无定形态 非晶取向态 片晶 球晶 球晶取向
无定形态:
分子链无规排布(“乱麻”一团),外观为 透明状。
非晶取向态: 分子链沿一方向择优排列,当温度达到tg
以上时分子链会解取向而收缩,外观为透明 状。
片晶:
分子链在tg以上解冻,能运动时便可能进行结晶。 片晶尺寸是可变的(常用片晶厚度L 表示),它决定于 结晶温度等条件,它决定树脂的结晶熔点的高低,L 一般在5~10 nm,对可见光(0.3~0.7 um)的散射不 强。
降解还会造成树脂品质的下降、劣化,直接影响到 产品的品质。
加工成形过程中,由于在高温下(270~310℃左右) 熔融塑化,难以避免发生降解反应,使分子量下降,因 此,必须防止它的[η]下降到0.45 dL/g以下,同时要保证 熔融塑化的树脂熔体黏度基本稳定,波动小,以保证后 续的拉伸等过程的工艺稳定和正常运行。
控制二甘醇量在某个稳定值有利于加工工艺稳定。适当 偏高,有利于成膜和高速生产。
加入间苯二甲酸(2% ~5% )共聚改性PET,改性后的树脂 结晶较慢;
如下图所示,其结晶结构较不完整和片晶尺寸细小;成膜 工艺性能得到改进,利于生产较厚的薄膜。
间苯二甲酸共聚改性聚酯的热行为(DSC)和结晶结构(SEM)