聚对苯二甲酸乙二醇酯,称为PETG或PET-G,是一种热塑性聚酯,具有显著的耐化学性,耐用性和可成型性。PETG是PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的改编,其中“G”代表乙二醇,乙二醇在分子水平上添加以提供不同的化学性质。PET使用与乙二醇改性PETG相同的单体,但PETG具有更高的强度和耐用性,并且更耐冲击,更适合更高的温度。
由于聚对苯二甲酸乙二醇的成型温度低,因此很容易真空和压力成型或热弯曲,使其在各种消费和商业应用中很受欢迎。这些特性使得其在热成型工艺上成为更广泛使用的材料之一。PETG还非常适合折弯、模切和铣削等技术。
为了了解聚对苯二甲酸乙二醇是如何制造的,首先要了解PET是如何被发现和创造的。
20世纪中叶,高分子化学的进步见证了科学家发现可以代替传统有机产品的新材料。邻苯二甲酸聚合物用于油漆和清漆,而乙二醇基合成纤维用于纺织品。然而,邻苯二甲酸产品太软,不能用作纤维,乙二醇基材料的熔点太低,无法用于纺织品。
英国科学家John Whinfield和James Dickson于1941年将这些物质结合起来,制成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。利用酯化过程用对苯二甲酸加热乙二醇,他们创造了PET的长链分子,可以变成具有高熔点低溶解性的纤维。PET在1946年被广泛用于纺织品,到1952年,PET被用作食品包装的薄膜。1976年,PET用于制造可以管理碳酸软饮料,啤酒和矿泉水的硬瓶。尽管PET是当今使用最广泛的塑料之一,但它确实有一些缺点,包括在高温下容易结晶。这使PET变得不透明并削弱其结构。
聚对苯二甲酸乙二醇酯改性(PETG)的产生用更大的单体环己烷二甲醇取代了分子链中的乙二醇,从而阻止了与PET相关的结晶。由于提高了耐热性,PETG分子不像PET那样容易聚集在一起,从而降低了熔点并抑制了结晶。
这意味着聚对苯二甲酸乙二醇酯可用于热成型、3D打印和其他高温应用,而不会失去其性能。
PETG具有耐热性、耐冲击性和耐溶剂性,因此在各行各业都有应用。它广泛用于包装(零售和医疗)、广告显示器和电子绝缘体。
它也广泛用于3D打印,因为乙二醇可以防止与PET相关的问题,例如过热和变得浑浊和脆弱。也可以对PETG物品进行消毒。PETG具有良好的层间附着力,打印过程中变形最小,在低温环境中具有良好的耐受性,对碱和酸的耐化学性,并且在打印时没有气味,因此PETG正在成为3D打印的首选材料。
聚对苯二甲酸乙二醇酯是生产柔性和抗冲击性好部件的理想选择,例如压力包覆物品、保护部件或食品容器。
PETG在送往垃圾填埋场时可能需要数十年才能完全分解,但它很容易使用化学品回收,将聚合物链分解回其原始成分。然后,这些组分可用作制造新聚合物的原材料。
生产新鲜塑料会消耗大量的能源和水,因此将塑料回收回生产中大大减少了自然资源的消耗。回收利用还可以防止PETG产品分解成微小的碎片,污染海洋和世界供水,威胁水生生物。
因此,虽然聚对苯二甲酸乙二醇与所有塑料一样,可能对环境有害,但其可回收性可以大大减少或消除这种负面影响。
作为一种共聚物,PETG结合了PET和乙二醇的特性。这种组合意味着减少了与PET相关的过热问题。
聚对苯二甲酸乙二醇酯的主要性能包括硬度、耐化学性和抗冲击性、透明度和延展性。PETG是一种易于挤出的材料,具有良好的热稳定性,特别适合食品用途。聚对苯二甲酸乙二醇酯特别适合3D打印,挤出温度在220°C至260°C之间,打印速度为40-60mm/s。
然而,对于所有的积极特性,PETG需要使用加热板以避免ABS 3D打印发现的翘曲,并且比PLA更容易划伤。建议加热盘的温度不超过80°C。 PETG的粘性外观也意味着打印支架可能难以去除。
PETG可以快速吸收水分,在阴凉干燥的环境中保持更好。
聚对苯二甲酸乙二醇与其他物质(包括丙烯酸和聚碳酸酯)相比具有许多优势。这些优势包括:
1.功能强大,性价比高
PETG的强度和抗冲击性意味着它是玻璃和高强度显示单元的理想选择。它也是3D打印产品,显示器和标牌的理想选择。
2. 食品安全和可回收
PETG可安全用于食品容器和饮料瓶。它也是完全可回收的,这减少了浪费和潜在的负面环境影响。
3. 易于成型
PETG既是真空的,也是可热成型的,可以承受高压而不会开裂。它可以注塑成各种形状或挤出成片材。
4. 易于着色
PETG是天然透明的,可以产生独特的效果,但也可以很容易地着色和混合以创造不同的外观。
5. 无毒无味排放
PETG在3D打印过程中无毒无味,非常适合家庭和办公室使用。
使用聚对苯二甲酸乙二醇酯的缺点很少,但仍需要小心,特别是温度参数。
1. 需要遵循的参数,建议使用正确的温度参数。建议您遵循每个材料制造商设定的参数,通常是210-260ºC挤出机和60-80ºC基座,尽管也可以使用冷基料。还建议使用低打印速度(30 - 35 mm / s。
2. 容易渗出,PETG比PLA或ABS更容易渗出,因此,可能还需要进行更多的后处理以去除任何瑕疵。
3. 储存不当会变脆,如果不储存在干燥的环境中,PETG会吸收水分,这将使零件更脆。
4. 环境问题,与所有塑料一样,如果处理不当,PETG可能会对环境产生负面影响。分解并导致微塑料被送入世界海洋可能需要数十年的时间。然而,PETG很容易回收,这消除了这些环境问题。
PETG采用两步熔相缩聚工艺生产。这个相对简单的过程将两种不同的单体连接在一起,伴随着水等小分子的释放。
PETG可以注塑,片材挤出。这种透明的无定形热塑性塑料也可以在加工过程中着色。
聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性使其适用于各种不同的应用,包括:
1. 医疗和制药应用
PETG的刚性结构意味着它可以承受苛刻的灭菌过程,这使其成为医疗植入物以及制药和医疗设备包装的理想物质。
2. 食品和饮料容器
由于PETG具有良好的耐化学性且易于热成型,因此广泛用于食用油容器,饮料瓶和符合FDA标准的食品储存容器等物品。它还用于化妆品包装,重量轻,强度高,在分销成本和有效性方面具有优势。
3. 零售展台和展示
聚对苯二甲酸乙二醇酯广泛用于销售点零售摊位和展示。由于它可以着色,因此也是标牌的理想选择。
4. 机器防护装置
PETG还用于制造机器防护装置。透明塑料易于成型,同时也为用户提供保护。PETG防护罩通常用于食品加工,因为它们比聚碳酸酯更容易成型,比丙烯酸更耐用。
5.3D 印刷
如上所述,PETG在现代3D打印机中使用越来越受欢迎。聚对苯二甲酸乙二醇长丝易于打印,并提供出色的层附着力。与PLA或ABS相比,低收缩率允许更大的印刷品,而PETG在印刷时也坚固,耐化学腐蚀且无味。建议在使用PETG打印时使用冷却风扇,而可以通过在构建板上放一层来克服打印床粘附问题。
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