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CHDM:新戊二醇能替代其共聚,还有国产化必要?

浏览数量: 0     作者: 本站编辑     发布时间: 2023-11-16      来源: 中国化工报

CHDM:新戊二醇能替代其共聚,还有国产化必要?

近年来,新戊二醇(NPG)替代CHDM(1,4 -环己烷二甲醇)来改性共聚生产PETG共聚聚酯,那么CHDM还是否有必要推进国产化?


聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯是以对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)和1,4 -环己烷二甲醇(CHDM)为单体缩聚而成的共聚聚酯,称之为PETG或PCTG, CHDM含量大于50%的共聚聚酯被叫做PCTG,CHDM含量小于50%的共聚聚酯被叫做PETG。


CHDM:新戊二醇能替代其共聚,还有国产化必要?


PETG聚酯的全称为聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯,它是一种新型非结晶型聚酯,具有良好的透明性、印刷性能、高热收缩率、环保性,制品在片材、板材、瓶用等包装行业有很大的发展空间。PETG聚酯最早是由美国伊士曼采用对苯二甲酸、乙二醇和1,4-环己烷二甲醇(CHDM)三种单体共聚而成,韩国sk公司也突破技术生产,由于主要原料CHDM价格较高,使得基于CHDM的PETG价格偏高,制约了应用. CHDM 价格比NPG高3倍,近两年, 国内已有多家公司,使用新戊二醇(NPG)替代CHDM来改性共聚生产PETG,由对苯二甲酸、新戊二醇、乙二醇三种单体共聚而成,能够降低PETG的成本,扩展应用。


NPG共聚聚酯韧性差,膜使用为主

NPG存在两个甲基,破坏了共聚酯分子链的规整性 ,熔融体 积也增大,由于 NPG 两个甲基的存在,使得共聚酯分子链间的排斥力增强,分子间距增大,分子间相互作用力减小,共聚酯的熔点随着 NPG加入量的增加而下降,NPG两个甲基的空间位阻作用,使得共聚酯链段进入晶格的阻力增大,需要的结晶活化能增多,从而冷结晶温度随NPG用量增加而增加,同时热结晶温度随 NPG 用量增加而下降,共聚酯的结晶能力随 NPG 用量增加而减弱。


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NPG替代CHDM共聚而成的PETG标签膜


用NPG(新戊二醇)替代CHDM共聚而成的PETG ,其制成的热收缩薄膜主要用于食品、饮料包装的印刷、套标、标签,但是,在实际生产过程中新戊二醇酯化较乙二醇酯化相对较慢,新戊二醇很难全部嵌段到分子链中,批次之间产品所含新戊二醇含量不同,导致批次之间的产品热收缩性能相差较大,热收缩膜起始收缩温度偏低,40°C左右就开始收缩,较高温度下运输和贮藏,需要进行低温处理,否则膜会发生收缩,影响使用,甚至造成报废,酯化反应时加入第二改性单体二元羧酸以及熔体增强剂多元醇或多元酸引入第二改性单体ニ元羧酸,使分子结构多元化、复杂化,改善共聚聚酯的结晶性能,提高聚酯的收缩率;并通过引入熔体增强剂,使共聚聚酯分子产生支化及部分交联,提高聚酯粘度和熔体强度,増加分子链段热运动难度,提升共聚酯热收缩膜的起始收缩温度,改善改性聚酷热收缩膜贮运不耐高温的问题。


尽管NPG可有效地降低瓶用PETG结晶速率,可是它与EG沸点接近,相差10℃,在合成工艺中分离回收困难,同时,新戊二醇是柔性链, 共聚的聚酯韧性差、产品发脆,产品色相差,无法进入片材、板材、瓶用等对透明度、颜色有较高要求的行业和产品。


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以PETG为原料生产的日化、化妆品等用途的瓶子


高端应用难满足

只有采用CHDM取代部分EG进行聚酯改性,提高聚酯PETG瓶的光泽和透明度。添加CHDM,不仅结晶速率显著下降,而且随着玻璃化温度的提高,将会使结晶速率降低。制得的瓶用聚酯PETG型坯,即使加热较长时间也不易产生结雾,为聚酯PETG瓶的光泽和高透明性创造了有利条件。CHDM的含量在30%-40%时,具有较好的粘性、透明度、颜色、耐化学药剂、和抗应力白化能力。CHDM是刚性链,共聚聚酯综合性能好,能很快热成型或挤出吹塑成型,粘度比亚克力好,制品高度透明,抗冲击性能优异,特别适宜成型厚壁透明制品,其加工成型性能极 佳,能够按照设计者的意图进行任意形状的设计,采用传统的挤出、注塑、吹塑及吸塑等成型,可以广泛应用于板片材、高性能膜、瓶用及异型材等市场。


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PETG瓶与玻璃瓶的比较


目前,用NPG(新戊二醇)替代CHDM共聚而成的PETG,产品整体性能还是有差异,透明性,加工性能差,还难以满足高端需求,比如满足耐高温、母婴用品、医用、高端装饰材料、电器等领域,比如医疗器械如过滤器、耳咽管、透析设备等,家用器皿如杯子、沙拉碗、盐罐、胡椒罐等,都要求优异的透明度、光泽度,良好的韧性、加工性和优异的着色性。

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