1 前言
 
    聚酯有很多種類，大家比較熟悉的有PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）、PBT（聚對苯二甲酸丁二醇酯）和PTT（聚對苯二甲酸丙二醇酯）。20世紀(jì)80年代，美國的Eastman Kodark公司開發(fā)了聚酯的新品種——PCT（聚對苯二甲酸-1,4-環(huán)己二甲醇酯，由PTA（對苯二甲酸）或DMT（對苯二甲酸二甲酯）和CHDM（1,4-環(huán)已二甲醇）先通過酯化或酯交換反應(yīng)，再通過縮聚反應(yīng)而成。它是一種半結(jié)晶的熱塑性聚酯，其突出優(yōu)點是耐熱性好，熔點、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熱變形溫度均比其他熱塑性聚酯和工程塑料高，因此它主要應(yīng)用于耐高溫材料方面，如耐熱食品容器、餐盤等。
 
    目前，PCT可分為填充型、共聚酯型和熔融摻混型3種，其中所謂的共聚酯型就是指在酯交換（或酯化）和縮聚反應(yīng)之前，加入除DMT（或PTA）和CHDM之外的第三種二元酯（二元酸或二元醇）的單體，進(jìn)行共縮聚而形成的共縮聚物，并將醇改性PCT稱為PETG。這種共聚酯由于鏈的現(xiàn)整性被破壞，使結(jié)晶度大大降低，甚至當(dāng)EG/CHDM比例達(dá)到一定值時可得到*無定形的共聚酯。
 
    PETG常用的共聚單體為1,4-環(huán)己烷二甲醇（CHDM），全稱為聚對苯二甲酸乙二醇酯-1,4-環(huán)己烷二甲醇酯。它是由對苯二甲酸（TPA）、乙二醇（EG）和1,4-環(huán)己烷二甲醇（CHDM）三種單體用酯交換法縮聚的產(chǎn)物，與PET比較多了1,4-環(huán)己烷二甲醇共聚單體，與PCT比多了乙二醇共聚單體，因此，PETG的性能和PET、PCT大不相同。PETG是一種非結(jié)晶型共聚聚酯，隨著共聚物中CHDM的增加，熔點下降，玻璃化溫度上升，結(jié)晶度下降，zui后形成無定形聚合物。一般PETG中CHDM的含量在30%-40%較適宜。PETG制品的透明度高，光澤度高，是一種全新的透明工程塑料；此外沖擊強度優(yōu)異、耐熱性好、熱封性好、彎曲不泛白、耐劃痕、耐防老化、防靜電、耐化學(xué)性優(yōu)異、低萃取性、耐水解性、流動性好、著色力強、易于成型加工、衛(wèi)生性好（符合FDA），屬于新一代環(huán)保塑料。
 
    目前，PETG的主要生產(chǎn)商為美國伊士曼化學(xué)公司和韓國SK化工株式會社，我國汕頭市保稅區(qū)錦源聚酯有限公司也開通了我國*條PETG片材生產(chǎn)線。
 
    2 共聚聚酯的性能
 
    2.1 機械性能
 
    PETG共聚聚酯具有很高的韌性，作為片材、管材和包裝容器，性能僅次于聚碳酸酯。表1是伊士曼公司的幾種產(chǎn)品性能的比較。

表1  伊士曼公司PETG的性能比較

    2.2 光學(xué)性能和耐化學(xué)性能
 
    PETG的低結(jié)晶或不結(jié)晶性使其具有很好的光學(xué)性能在表面光澤度*的同時還具有很好的透明性，10mm厚的片材的透光率仍在80%以上。PETG同時還具有很好的耐化學(xué)物質(zhì)的作用，如家用洗滌劑、稀酸、稀堿等，但有些化學(xué)試劑和溶劑對它的性能也會有所影響。另外，PETG阻隔氧氣、二氧化碳的能力也很強。由于材料本身是透明的，成型時無需添加助劑，因此用作食品包裝材料不會污染食物，是一種環(huán)保產(chǎn)品。
 
    2.3 相容性
 
    PETG的相容性主要體現(xiàn)在與其他高聚物共混時的相容情況。相容性好，無疑又為它的應(yīng)用拓寬了一個領(lǐng)域。如聚碳酸酯（PC）是一種光澤度、韌性和耐熱性都很好的工程塑料，但存在耐化學(xué)性、耐應(yīng)力斷裂的能力和加工性能都很差的缺點。如果PETG和PC的相容性很好，那么也就可以解決上述問題。
 
    目前，研究的PETG共混體系主要有：PC/PETG、PET/PETG、PBT/PETG和LCP/PETG。從實驗結(jié)果來看：PC/PETG、PBT/PETG、PET/PETG在形態(tài)結(jié)構(gòu)和機械性能上都表現(xiàn)出很好的相容性；在PETG含量較高時更能體現(xiàn)出一種互容性；而LCP/PETG則表現(xiàn)出很差的相容性，LCP在共混體系中起到了成核劑的作用，導(dǎo)致PETG的結(jié)晶。
 
    3 共聚聚酯的成型加工
 
    下面以PETG熱收縮膜為例，介紹其具體生產(chǎn)工藝及條件：
 
    （1）干燥
 
    對單螺桿擠出機，*采用真空轉(zhuǎn)鼓干燥機，干燥溫度70℃-75℃，干燥時間大于6h。
 
    對雙螺桿擠出機，可省去干燥程序，用真空排氣系統(tǒng)將水份和低聚物排出。
 
    （2）熔融擠出
 
    在單螺桿擠出機中進(jìn)行，料筒的各段溫度從加料口起依次為：180℃、240℃、260℃、270℃和275℃，機頭溫度為270℃。
 
    （3）流延成片
 
    熔體從衣架式機頭中流延至冷卻轉(zhuǎn)鼓上冷卻成片，冷卻轉(zhuǎn)鼓的冷氣水溫為30℃左右。
 
    （4）單向拉伸
 
    高熱收縮膜要求橫向單向拉伸，預(yù)熱溫度為90℃-100℃，拉伸溫度為105℃-110℃，拉伸倍數(shù)為3-3.5。拉伸鏈夾需風(fēng)冷控制在110℃以下，防止粘夾。
 
    （5）冷卻
 
    拉伸后的PETG膜立即進(jìn)行冷卻，而不必進(jìn)行熱定型處理。

    PETG有著優(yōu)異的光澤度、透光率和成型性等性能，而且由于近幾年來隨著消費者對醫(yī)療用品、日用消費品和化妝品包裝等的衛(wèi)生及外觀要求的不斷提高，PETG將成為生產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品的良好原料，有著非常廣闊的應(yīng)用前景。
    在應(yīng)用方面，PETG廣泛用于高透明片材和板材、高性能收縮膜、熱封膜、瓶材及異型材等。PETG特別適合生產(chǎn)厚壁透明制品，透明度與PC接近，其他性能尤其是剛性和韌性都接近PC，但價格比PC低，在透明制品領(lǐng)域可替代PC、透明ABS、PMMA、K樹脂等，具體性能比較見表2。PETG的特性粘度0.68dL/g，熔點215℃；加工工性能，可設(shè)計任意形狀，用擠出、注塑、吹塑及吸塑等方法成型，并可進(jìn)行二次加工如常規(guī)的機械加工修飾，但注意成型收縮率比較大。
 
   表2  PETG與PC、PMMA、K樹脂、TABS性能比較

    4.1 片材和板材
 
    使用常規(guī)的成型方法，可以制備1mm-25.4mm厚度的透明材料，具有*的光學(xué)性能（高透光性、高光滑和低光暈），有突出的韌性和高沖擊性能，其沖擊強度是改性聚丙烯酸酯的3-10倍，成型性能優(yōu)異，冷彎曲不泛白，無裂紋，易于印刷和修飾，還可進(jìn)行各類吸塑成型加工，制成各種電子產(chǎn)品包裝材料。PETG片板廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外標(biāo)牌，儲物架、自動售貨機面板，家具、建筑及機械檔板等。我國的第二代身份證就采用PETG基材替代傳統(tǒng)的PET基材，它具有可回收再利用、不污染環(huán)境、易于印刷、防偽造、耐摩擦、耐劃痕、抗腐蝕、抗老化、抗靜電等優(yōu)點。
 
    對于要求透明性與強韌性的應(yīng)用，伊土曼的Provista共聚聚酯以及Tenite纖維素是板材擠出的*選擇。它們具有出色的物理性質(zhì)和耐化學(xué)性。對于要求透明性與可塑性的應(yīng)用，Neostar彈性體是板材擠出的選擇?？梢詫⑺鼈兣cProvista共聚聚酯共同擠出，從而獲得很好的剛性和柔韌性。
 
    Spectar共聚聚酯是伊士曼zui早的產(chǎn)品，是伊士曼用于標(biāo)志和顯示的主要產(chǎn)品，它可以被擠壓成極其透明、堅硬、耐化學(xué)腐蝕、無味、多用途、方便使用且價廉物美的塑料板材。另外，Spectar可以在低溫下擠壓，而且不會結(jié)晶或生成透明的薄霧；清潔溶劑不會使Spectar共聚聚酯變白。
 
    4.2 異型材和管材
 
    PETG共聚聚酯具有良好的韌性和透明性，可制成各類型材，堅硬、透明、光澤好、受壓不泛白，易于成型及后加工處理，符合環(huán)保要求，廣泛用于建筑裝飾和醫(yī)療設(shè)施，并可用于電子產(chǎn)品的周轉(zhuǎn)器、玩具、運動器械、家庭用品等。
 
    4.3 薄膜類
 
    可用于生產(chǎn)高性能收縮膜，普通PET的熱收縮率僅為30%，而PETG的熱收縮率大于70%，具有高收縮力、高透明度、高光澤、低霧度、易于印刷，可用于形狀復(fù)雜容器的包裝，如飲料瓶、食品、化妝品瓶、電子產(chǎn)品等。伊士曼公司的Embrace共聚聚酯是專門為收縮膜工業(yè)而設(shè)計的乙二醇改性聚酯。它的突出優(yōu)點在于：表面光澤、手感舒適、具有華麗的色彩和透明色調(diào)、耐化學(xué)性、耐沖擊和韌性良好。而其易于加工、可回收使用及環(huán)保等性能，更符合了現(xiàn)代生產(chǎn)商家的要求。目前消費者對商品的外表包裝要求越來越高，這就使化妝品包裝設(shè)計顯得越來越重要。要達(dá)到美觀、質(zhì)感良好及經(jīng)久耐用，對設(shè)計者提出了很高要求，而PETG的良好加工性能使設(shè)計構(gòu)思成為了可能，也可以與其他材料混合使用以獲得特殊的收縮特性。另外，Eastar Bio是伊士曼公司開發(fā)的一種可降解的共聚聚酯，以滿足包裝市場的需要和當(dāng)今社會對環(huán)保生物降解材料的需求，在PET的技術(shù)基礎(chǔ)上，用共聚來代替均聚，以此解決PET作為包裝材料的脆性問題。經(jīng)過共聚，使樹脂轉(zhuǎn)為非晶體結(jié)構(gòu)，同時玻璃化溫度也有所降低，易于加工成型，韌性也有所提高。
 
    4.4 纖維
 
    PETG共聚聚酯制得的纖維除了具有其自身的特性外，其回彈性和染色性優(yōu)于常規(guī)PET纖維。Eastar Bio共聚聚酯也可以用于纖維及無紡布，可回收再利用，對環(huán)境無污染。
 
    4.5 吹塑瓶類
 
    改善傳統(tǒng)PET瓶韌性低的不足，適合于大型瓶的制造，摩擦不起痕、易于表面修飾，廣泛應(yīng)用于化妝品包裝。如Eastar GN046共聚聚酯的熔融強度很高，于擠出吹塑制品。
 
    4.6 注塑制品
 
    電器透明配件如顯示器、保護(hù)面罩、光源外罩，透明文具如筆套等，透明家庭用品如冰箱保鮮盒等，醫(yī)藥容器如試管等，各類兒童玩具。如Eastar GN071共聚聚酯適用于注塑，具有光亮透明、韌性好、耐化學(xué)性能好、無氣味、多用途、易于加工及成本合理等優(yōu)點。
 
    5 結(jié)論
 
    PETG是一種全新的透明工程塑料，具有優(yōu)異的綜合性能，易于成型加工，屬于新一代環(huán)保塑料品種。目前，國內(nèi)對PETG的研究較少，但是，各個行業(yè)對于產(chǎn)品的性能要求越來越高，相關(guān)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，促進(jìn)了PETG的發(fā)展進(jìn)程。總之，共聚聚酯的良好使用及加工性能使其在今后的日用品、化妝品、醫(yī)療業(yè)、玩具業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。