การประยุกต์ใช้พลาสติไซเซอร์ใน PET

PET (โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต) เป็นเทอร์โมพลาสติกโพลีเอสเตอร์เชิงเส้นที่มีผลึกสูง (โดยปกติ 40% -60%) มีความโปร่งใสสูง มีความแข็งแรงเชิงกลที่ดีเยี่ยม และมีคุณสมบัติในการกั้น อย่างไรก็ตาม PET แบบดั้งเดิมมีข้อบกพร่อง เช่น ความเปราะสูง ความต้านทานแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำต่ำ และความสามารถในการไหลในกระบวนการที่ไม่เพียงพอ พลาสติไซเซอร์ช่วยลดอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะแก้ว (Tg) และความเป็นผลึกของ PET โดยการทำลายพันธะไฮโดรเจนและแรงแวนเดอร์วาลส์ระหว่างสายโมเลกุล ทำให้ PET มีความยืดหยุ่น ขึ้นรูปได้ง่าย และปรับตัวได้ดีที่อุณหภูมิต่ำ พลาสติไซเซอร์มีบทบาทสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งาน PET เช่น บรรจุภัณฑ์อาหาร บรรจุภัณฑ์ยา ฟิล์ม และพลาสติกวิศวกรรม ด้วยความต้องการด้านความปลอดภัยและการปกป้องสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มขึ้นในอุตสาหกรรม การใช้พลาสติไซเซอร์ใน PET จึงเปลี่ยนจากการเพิ่มฟังก์ชันการใช้งานแบบง่ายๆ ไปเป็นประสิทธิภาพสูง การย้ายตำแหน่งต่ำ และการทำให้เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ซึ่งก่อให้เกิดรูปแบบการพัฒนาที่เน้นทั้งนวัตกรรมทางเทคโนโลยีและการควบคุมความปลอดภัย

1、บทบาทหลักของพลาสติไซเซอร์ในการปรับ PET ให้เหมาะสม: การแก้ไขข้อบกพร่องด้านประสิทธิภาพของ PET ดั้งเดิม

PET ดั้งเดิมมีข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพที่เห็นได้ชัดในการแปรรูปและการใช้งาน เนื่องจากความสม่ำเสมอของสายโมเลกุลที่แข็งแกร่งและแรงระหว่างโมเลกุลขนาดใหญ่ พลาสติไซเซอร์สามารถออกฤทธิ์กับโครงสร้างโมเลกุลของ PET ได้อย่างแม่นยำ เพื่อแก้ปัญหาหลักต่อไปนี้ และวางรากฐานสำหรับการขยายขอบเขตการใช้งานของ PET

1. ลดความยากในการประมวลผล: ปรับปรุงการไหลและการขึ้นรูปของ PET ที่หลอมละลาย

จุดหลอมเหลวของ PET อยู่ที่ประมาณ 255-260 องศาเซลเซียส และอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะแก้ว (Tg) อยู่ที่ประมาณ 70-80 องศาเซลเซียส ความหนืดของ PET หลอมเหลวดั้งเดิมค่อนข้างสูง (อัตราการไหลของของเหลวหลอมเหลวเพียง 1-3 กรัม/10 นาที ที่อุณหภูมิ 280 องศาเซลเซียส) และปัญหาต่างๆ เช่น การบรรจุไม่เพียงพอและข้อบกพร่องบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ มักเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการฉีดขึ้นรูป การอัดรีด การเป่าขึ้นรูป และกระบวนการอื่นๆ โมเลกุลพลาสติไซเซอร์ (เช่น เอสเทอร์ของกรดไขมันและเอสเทอร์ของฟอสเฟต) สามารถแทรกเข้าไประหว่างสายโมเลกุลของ PET เพื่อลดความพันกันระหว่างสายโมเลกุลและลดความหนืดของของเหลวหลอมเหลว

เมื่อปริมาณพลาสติไซเซอร์ที่เพิ่มเข้าไปอยู่ที่ 3% -5% อัตราการไหลของพลาสติก PET เหลวสามารถเพิ่มเป็น 5-8 กรัม/10 นาที และอุณหภูมิในการประมวลผลสามารถลดลงได้ 10-15 องศาเซลเซียส ลดการใช้พลังงานและความเสี่ยงต่อการเสื่อมสภาพเนื่องจากความร้อน

สำหรับผลิตภัณฑ์ PET ที่มีผนังบาง (เช่น ชิปไมโครฟลูอิดิกที่มีความหนาต่ำกว่า 0.1 มม. และตัวเรือนส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความแม่นยำ) พลาสติไซเซอร์สามารถปรับปรุงการไหลในของเหลวที่บรรจุในผลิตภัณฑ์หลอม หลีกเลี่ยงข้อบกพร่อง เช่น การขาดแคลนวัสดุและฟองอากาศที่เกิดจากการต้านทานการไหลสูง และปรับปรุงอัตราคุณสมบัติการขึ้นรูปให้สูงกว่า 95%

2. ปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกล: เพิ่มความยืดหยุ่นของ PET และทนต่อแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ

PET ดั้งเดิมมีพฤติกรรมเป็นวัสดุแข็งที่อุณหภูมิห้อง โดยมีค่าการยืดตัวเพียง 5% -10% ที่อุณหภูมิต่ำ (ต่ำกว่า -20 องศาเซลเซียส) ความแข็งแรงของแรงกระแทกจะลดลงอย่างมาก (ความแข็งแรงของแรงกระแทกที่รอยบาก <2 กิโลจูล/ตารางเมตร) ทำให้เปราะและยากต่อการตอบสนองข้อกำหนดของบรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่น การใช้งานในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิต่ำ และสถานการณ์อื่นๆ พลาสติไซเซอร์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพสมบัติเชิงกลของ PET โดยการลดความเป็นผลึกและเพิ่มการเคลื่อนที่ของสายโซ่โมเลกุล

การเติมไดออกทิลอะดิเพต (DOA) หรือไดออกทิลเซบาเคต (DOS) 5% -8% สามารถเพิ่มการยืดตัว ณ จุดขาดของ PET ได้ 30% -50% ซึ่งช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นได้อย่างมาก สามารถนำมาใช้ผลิตฟิล์มบรรจุภัณฑ์อาหาร PET แบบพับได้ และสายสวนทางการแพทย์ PET แบบโค้งงอได้

พลาสติไซเซอร์สามารถลดอุณหภูมิเปลี่ยนสถานะเป็นแก้ว (Tg) ของ PET จาก 70℃ เป็น 40-50℃ และเพิ่มความแข็งแรงต่อแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ (-20℃) เป็น 5-8kJ/m² ตอบสนองข้อกำหนดด้านความทนทานต่อแรงกระแทกของบรรจุภัณฑ์ PET ในระบบโลจิสติกส์ห่วงโซ่ความเย็น (เช่น ถาดอาหารแช่แข็งและบรรจุภัณฑ์ยาที่อุณหภูมิต่ำ) และลดอัตราความเสียหายจากการขนส่งที่อุณหภูมิต่ำ

3. การปรับประสิทธิภาพของอุปสรรค: การปรับตัวให้เข้ากับข้อกำหนดการควบคุมการแทรกซึมของสื่อเฉพาะ

PET มีคุณสมบัติในการกั้นออกซิเจนและไอน้ำที่ดี แต่คุณสมบัติในการกั้นโมเลกุลอินทรีย์ขนาดเล็กบางชนิด (เช่น น้ำมันและตัวทำละลายอินทรีย์) ไม่ดีนัก และคุณสมบัติในการกั้นของ PET ดั้งเดิมก็ได้รับผลกระทบอย่างมากจากสภาพผลึก ผลึกที่มีสภาพผลึกสูงอาจทำให้เกิดข้อบกพร่องที่ขอบเกรนได้ง่าย ซึ่งส่งผลให้คุณสมบัติในการกั้นลดลง พลาสติไซเซอร์จะปรับคุณสมบัติในการกั้นให้เหมาะสมที่สุดโดยการควบคุมสัณฐานวิทยาของผลึก PET และการจัดเรียงตัวของสายโมเลกุล

สำหรับบรรจุภัณฑ์น้ำมันพืช PET การเติมน้ำมันถั่วเหลืองอีพอกซิไดซ์ 2% -4% (ESO) สามารถลดการเรียงตัวแบบไม่เป็นระเบียบของโซ่โมเลกุล PET ลดการซึมผ่านของน้ำมัน (จาก 0.8 กรัม/(ตร.ม. · 24 ชม.) เป็น 0.3 กรัม/(ตร.ม. · 24 ชม.)) และยืดอายุการเก็บรักษาของน้ำมันพืชได้

ในบรรจุภัณฑ์ยา PET (เช่น ขวดใส่น้ำยาสำหรับรับประทาน) การเติมพลาสติไซเซอร์ฟอสเฟตในปริมาณที่เหมาะสมจะช่วยเติมเต็มข้อบกพร่องในการตกผลึกของ PET ปรับปรุงคุณสมบัติในการกั้นไม่ให้มีส่วนประกอบระเหยในสารละลายยา และหลีกเลี่ยงการสูญเสียประสิทธิภาพของยา

4. ปรับปรุงความทนทานต่อการเสื่อมสภาพและสภาพอากาศ: ยืดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ PET

PET ดั้งเดิมมีแนวโน้มที่จะเกิดการเสื่อมสภาพจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของสายโมเลกุลภายใต้แสงเป็นเวลานาน (โดยเฉพาะรังสีอัลตราไวโอเลต) และสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์เปลี่ยนเป็นสีเหลืองและคุณสมบัติเชิงกลลดลง (เช่น อัตราการลดทอนแรงดึง 30% ต่อปี) ซึ่งเป็นข้อจำกัดสำหรับการใช้งานกลางแจ้งหรือในระยะยาว (เช่น ป้ายโฆษณา PET กลางแจ้งและบรรจุภัณฑ์อาหารที่คงทนยาวนาน) พลาสติไซเซอร์ที่มีคุณสมบัติบางส่วน (เช่น อีพอกซีและพลาสติไซเซอร์คอมโพสิตฟีนอลิกแบบขัดขวาง) มีคุณสมบัติทั้งการพลาสติไซเซอร์และการต้านอนุมูลอิสระ รวมถึงคุณสมบัติในการต้านทานรังสียูวี:

น้ำมันถั่วเหลืองอีพอกซี (ESO) ไม่เพียงแต่ทำให้พลาสติกขึ้นได้เท่านั้น แต่กลุ่มอีพอกซียังสามารถจับอนุมูลอิสระที่เกิดจากการย่อยสลายของ PET ได้อีกด้วย ชะลออัตราการย่อยสลายจากออกซิเดชัน และเพิ่มอัตราการคงความแข็งแรงแรงดึงของผลิตภัณฑ์ PET จาก 50% เป็นมากกว่า 80% หลังจากสัมผัสกลางแจ้งเป็นเวลา 12 เดือน

พลาสติไซเซอร์แบบคอมโพสิต (เช่น DOS ที่รวมกับตัวดูดซับรังสี UV UV-531) สามารถลด PET Tg และดูดซับรังสี UV ได้ในเวลาเดียวกัน เหมาะสำหรับใช้ภายนอกอาคาร เช่น ฟิล์ม PET วัสดุก่อสร้าง และแผงตกแต่ง ช่วยยืดอายุการใช้งานได้นานถึง 3-5 ปี

2、 ประเภทของพลาสติไซเซอร์ที่ใช้กันทั่วไปใน PET: ลักษณะเฉพาะ สถานการณ์การใช้งาน และความสามารถในการปรับตัว

จากความแตกต่างด้านโครงสร้างทางเคมีและประสิทธิภาพ พลาสติไซเซอร์ที่นิยมใช้ใน PET สามารถแบ่งได้เป็น 4 ประเภท ได้แก่ อะลิฟาติกไดแอซิด อีพอกไซด์ ฟอสเฟต และโพลีเอสเตอร์ พลาสติไซเซอร์แต่ละประเภทมีความแตกต่างกันอย่างมากในด้านความเข้ากันได้ การเคลื่อนย้าย และการทนต่ออุณหภูมิ จึงจำเป็นต้องเลือกให้เหมาะสมกับสถานการณ์การใช้งานของผลิตภัณฑ์ PET (เช่น การสัมผัสอาหาร สภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูง และสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิต่ำ)

1. เอสเทอร์กรดไดคาร์บอกซิลิกอะลิฟาติก: นิยมใช้เนื่องจากมีความเข้ากันได้สูงและสามารถปรับตัวให้เข้ากับอุณหภูมิต่ำได้

พลาสติไซเซอร์แบบไบนารีเอสเทอร์อะลิฟาติก ซึ่งได้แก่ เอสเทอร์ของกรดอะดิปิกและเอสเทอร์ของกรดเซบาซิก ประกอบด้วยหมู่อัลคิลสายยาวในโครงสร้างโมเลกุล พลาสติไซเซอร์ชนิดนี้มีความเข้ากันได้ดีกับสายโมเลกุลของ PET และให้ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมที่อุณหภูมิต่ำ จึงเป็นตัวเลือกหลักสำหรับการดัดแปลง PET ที่อุณหภูมิต่ำโดยอาศัยแรงกระแทก

ไดออคทิลอะดิเพต (DOA):

มีความเข้ากันได้ดี (อัตราส่วนความเข้ากันได้กับ PET สามารถเข้าถึง 1:10) ประสิทธิภาพการทำให้เป็นพลาสติกสูง การเติม 5% สามารถลด Tg ของ PET ให้ต่ำกว่า 50 ℃ และเพิ่มความแข็งแรงต่อแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ (-20 ℃) ​​ได้ 3-4 เท่า

ข้อเสียคือทนต่ออุณหภูมิได้ไม่ดี (อุณหภูมิใช้งานในระยะยาว ≤ 60 ℃) การโยกย้ายง่าย ส่วนใหญ่ใช้กับฟิล์ม PET (เช่น ฟิล์มบรรจุภัณฑ์อาหารแช่แข็ง) และท่อ PET (เช่น ท่อเครื่องสำอาง) ในสภาพแวดล้อมอุณหภูมิต่ำ

ได(2-เอทิลเฮกซิล) เซบาเคต (DOS):

โซ่โมเลกุลยาวกว่า (โดยโซ่คาร์บอนมีความยาว 10 คาร์บอน) และทนต่ออุณหภูมิได้ดีกว่า DOA (อุณหภูมิใช้งานระยะยาว ≤ 80 ℃) อัตราการโยกย้ายต่ำกว่า DOA 30% และทนต่อแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำได้ดีกว่า (ความแข็งแรงในการกระแทกที่อุณหภูมิ -40 ℃ ยังคงสูงถึง 4 กิโลจูล/ตารางเมตร)

เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ PET ที่ต้องการอุณหภูมิทั้งต่ำและปานกลาง เช่น กล่องพลิกกลับ PET สำหรับการขนส่งแบบควบคุมอุณหภูมิ และหลอดเก็บตัวอย่าง PET ทางการแพทย์ที่อุณหภูมิต่ำ

2. คลาสอีพอกซี: ตัวเลือกหลักสำหรับพลาสติไซเซอร์ที่ปลอดภัย

พลาสติไซเซอร์อีพอกซีประกอบด้วยหมู่อีพอกซีในโมเลกุล ซึ่งไม่เพียงแต่ทำหน้าที่พลาสติไซเซอร์เท่านั้น แต่ยังสามารถจับอนุมูลอิสระที่เกิดจากการย่อยสลายของ PET ได้อีกด้วย นอกจากนี้ พลาสติไซเซอร์อีพอกซียังมีคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระ อัตราการเคลื่อนย้ายต่ำ และความเป็นพิษต่ำ ตรงตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยสำหรับบรรจุภัณฑ์สัมผัสอาหารและยา พลาสติไซเซอร์อีพอกซีเป็นหมวดหมู่หลักของการดัดแปลงความปลอดภัยของ PET

น้ำมันถั่วเหลืองอีพอกซี (ESO):

แหล่งที่มาที่หลากหลาย (วัสดุจากพืชหมุนเวียน) ราคาถูก เข้ากันได้ดีกับ PET (ปริมาณการเติม 3% -6%) อัตราการเคลื่อนย้ายเพียง 1/5 ของ DOA และผ่านการรับรองความปลอดภัยในการสัมผัสอาหาร เช่น EU No.10/2011 และ China GB 4806.10

ส่วนใหญ่ใช้สำหรับผลิตภัณฑ์ PET ที่สัมผัสอาหาร เช่น ปะเก็นฝาขวดเครื่องดื่ม PET และฟิล์มบรรจุภัณฑ์อาหาร PET ซึ่งสามารถเพิ่มความยืดหยุ่นได้ในขณะที่หลีกเลี่ยงการเคลื่อนตัวของพลาสติไซเซอร์และการปนเปื้อนของอาหาร

ข้อดีเพิ่มเติมคือมีความทนทานต่อสภาพอากาศสูง ซึ่งสามารถนำไปใช้กับผลิตภัณฑ์ PET กลางแจ้งได้ (เช่น ฟิล์มบังแดด PET) เพื่อชะลอการเสื่อมสภาพจากรังสี UV

อีพอกซีกรดไขมันเมทิลเอสเทอร์ (EFAME):

โครงสร้างโมเลกุลเรียบง่ายกว่า และประสิทธิภาพการขึ้นรูปพลาสติกสูงกว่า ESO ถึง 20% การเติม ESO 4% สามารถเพิ่มการยืดตัว ณ จุดขาดของ PET เป็น 40% และการไหลได้ดีขึ้น เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ฉีดขึ้นรูป PET (เช่น ของเล่น PET ที่มีผนังบาง และเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความแม่นยำสูง)

ข้อเสียคือความทนทานต่ออุณหภูมิค่อนข้างต่ำ (อุณหภูมิใช้งานในระยะยาว ≤ 70℃) และต้องใช้ร่วมกับพลาสติไซเซอร์ที่ทนทานต่ออุณหภูมิ

3. ฟอสเฟต: ทนทานต่ออุณหภูมิและหน่วงการติดไฟ

พลาสติไซเซอร์ฟอสเฟตเอสเทอร์ประกอบด้วยธาตุฟอสฟอรัสในโมเลกุล ซึ่งรวมคุณสมบัติพลาสติไซเซอร์และคุณสมบัติหน่วงการติดไฟเข้าด้วยกัน พลาสติไซเซอร์เหล่านี้มีความทนทานต่ออุณหภูมิที่ดีเยี่ยม (อุณหภูมิใช้งานระยะยาว ≥ 100 องศาเซลเซียส) แต่มีความเข้ากันได้ต่ำ (อัตราส่วนความเข้ากันได้กับ PET มักจะ ≤ 1:20) พลาสติไซเซอร์เหล่านี้ส่วนใหญ่ใช้ในอุตสาหกรรมพลาสติกวิศวกรรม PET ที่ต้องการความทนทานต่ออุณหภูมิสูงและคุณสมบัติหน่วงการติดไฟ

ไตรฟีนิลฟอสเฟต (TPP):

ประสิทธิภาพการหน่วงไฟที่โดดเด่น (ดัชนีออกซิเจนสูงถึง 28%) ทนทานต่ออุณหภูมิที่ดี (อุณหภูมิการสลายตัวเนื่องจากความร้อน 250℃) การเพิ่ม 8% -10% สามารถทำให้ PET ตรงตามมาตรฐานการหน่วงไฟ UL94 V-0 ขณะเดียวกันก็ปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อนของ PET

เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ PET ที่ทนต่ออุณหภูมิสูง เช่น ตัวเรือนส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ PET และชิ้นส่วนภายในยานยนต์ PET (ต้องใช้สารหน่วงการติดไฟ) แต่เนื่องจากมีความเข้ากันได้ไม่ดี จึงจำเป็นต้องผสมกับสารเข้ากันได้ (เช่น PET-g-MAH) เพื่อหลีกเลี่ยงการตกตะกอน

ไตรออคทิลฟอสเฟต (TOP):

มีความเข้ากันได้ดีกว่า TPP (อัตราส่วนความเข้ากันได้กับ PET เท่ากับ 1:15) ประสิทธิภาพการทำให้เป็นพลาสติกสูง และความเป็นพิษต่ำ (LD50>3000 มก./กก.) สามารถใช้กับผลิตภัณฑ์ PET ที่มีความเป็นพิษต่ำ เช่น ปลอกหุ้มอุปกรณ์การแพทย์ PET (ที่ต้องการความทนทานต่ออุณหภูมิสูงและหน่วงการติดไฟ) และผลิตภัณฑ์ PET สำหรับเด็ก

ข้อเสียคือประสิทธิภาพการหน่วงไฟจะอ่อนกว่า TPP เล็กน้อย และต้องเพิ่มปริมาณการเติม (10% -12%) เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการหน่วงไฟเท่ากัน

4. โพลีเอสเตอร์: มาตรฐานการโยกย้ายต่ำและเสถียรภาพในระยะยาว

พลาสติไซเซอร์โพลีเอสเตอร์ (เช่น โพลีโพรพิลีนอะดิเพตและโพลีบิวทิลีนเซบาเคต) เป็นพลาสติไซเซอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง (น้ำหนักโมเลกุล 1,000-5,000) และสามารถใช้งานร่วมกับ PET ได้โดยการจับคู่ส่วนสายโซ่โมเลกุล พลาสติไซเซอร์โพลีเอสเตอร์มีอัตราการเคลื่อนที่ต่ำมาก (น้อยกว่า 0.1% ต่อปี) ทนทานต่ออุณหภูมิและการเสื่อมสภาพได้ดีเยี่ยม และเป็นตัวเลือกแรกสำหรับการใช้งาน PET ในระยะยาว

โพลีเอทิลีนไกลคอลอะดิเพต (PPA):

น้ำหนักโมเลกุลอยู่ที่ประมาณ 2,000 มีการพันกันอย่างแน่นหนากับสายโมเลกุล PET อัตราการอพยพเพียง 1/10 ของ DOA ไม่มีการตกตะกอนที่สำคัญหลังจากการใช้งานในระยะยาว (5 ปี) และทนต่ออุณหภูมิได้ดี (อุณหภูมิการใช้งานในระยะยาว ≤ 90 ℃)

เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ PET ที่ต้องการใช้งานในระยะยาว เช่น ท่อ PET (สำหรับขนส่งน้ำร้อนหรือของเหลวที่กัดกร่อน) และแผงตกแต่งอาคาร PET ซึ่งสามารถรักษาความยืดหยุ่นและเสถียรภาพในระยะยาวได้

โพลีบิวทิลีนเซบาเคต (PBS):

โซ่โมเลกุลประกอบด้วยพันธะอีเธอร์ที่มีความยืดหยุ่น ซึ่งมีประสิทธิภาพการทำให้พลาสติกสูงขึ้น 15% เมื่อเทียบกับ PPA และสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ (อัตราการย่อยสลาย 90% ใน 180 วันภายใต้สภาวะการทำปุ๋ยหมัก) ซึ่งตรงตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม

เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์คอมโพสิต PET ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ เช่น ฟิล์มบรรจุภัณฑ์ PET/PLA ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ และภาชนะบนโต๊ะอาหาร PET แบบใช้แล้วทิ้ง ซึ่งสามารถปรับปรุงความยืดหยุ่นได้โดยไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการย่อยสลายโดยรวม

3. การปฏิบัติเฉพาะของพลาสติไซเซอร์ในสาขาการใช้งาน PET ที่แตกต่างกัน: การกำหนดสูตรตามสถานการณ์และการเพิ่มประสิทธิภาพ

การใช้พลาสติไซเซอร์ใน PET จำเป็นต้องพิจารณาสูตรตามข้อกำหนดการใช้งานของผลิตภัณฑ์ (เช่น การสัมผัสอาหาร ความทนทานต่ออุณหภูมิสูง ความทนทานต่อการติดไฟ) และสภาพแวดล้อมการใช้งาน (เช่น อุณหภูมิต่ำ กลางแจ้ง และในสถานพยาบาล) ปริมาณสารเติมแต่งและการเลือกชนิดของพลาสติไซเซอร์มีความแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละสาขา ต่อไปนี้เป็นกรณีศึกษาเชิงปฏิบัติของการประยุกต์ใช้หลักทั้งสี่สาขา

1. ผลิตภัณฑ์ PET ที่สัมผัสอาหาร: ความปลอดภัยเป็นสิ่งสำคัญอันดับแรก การอพยพที่ต่ำคือหัวใจสำคัญ

ข้อกำหนดหลักสำหรับพลาสติไซเซอร์ในผลิตภัณฑ์ PET ที่สัมผัสอาหาร (เช่น ขวดเครื่องดื่ม PET ฟิล์มบรรจุภัณฑ์อาหาร ถาด) คือ ต้องมีการกระจายตัวต่ำ ปลอดสารพิษ และเป็นไปตามข้อกำหนด ซึ่งต้องเป็นไปตามมาตรฐาน GB 4806.10 ของจีน สหภาพยุโรป หมายเลข 10/2011 และ FDA ของสหรัฐอเมริกา 21 CFR ส่วนที่ 177.1310 ห้ามใช้พลาสติไซเซอร์ที่มีการกระจายตัวสูงและความเป็นพิษสูง เช่น พทาเลต (เช่น DEHP, DBP)

ฝาขวดเครื่องดื่ม PET และปะเก็น:

ฝาขวด PET แบบดั้งเดิมมีความแข็งแรงทนทานและมีแนวโน้มที่จะแตกหักเนื่องจากแรงเปิดและปิด ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเติมน้ำมันถั่วเหลืองอีพอกซี (ESO) 3% -5% เพื่อเพิ่มความยืดหยุ่นและความทนทานต่อความล้า (สามารถเปิดและปิดได้มากกว่า 1,000 รอบโดยไม่เกิดความเสียหาย)

ปะเก็นใช้โครงสร้างคอมโพสิต PET/PE โดยเติม EFAME 2% ลงในชั้น PET เพื่อปรับปรุงการยึดเกาะกับชั้น PE ในขณะที่หลีกเลี่ยงการเคลื่อนย้ายของพลาสติไซเซอร์เข้าไปในเครื่องดื่ม (ปริมาณการเคลื่อนย้าย <0.05 มก./กก.)

ฟิล์มบรรจุภัณฑ์อาหารแช่แข็ง PET:

เพื่อสร้างสมดุลระหว่างความต้านทานแรงกระแทกและความต้านทานความชื้นที่อุณหภูมิต่ำ จึงได้ใช้สูตรผสม "5% DOS+2% ESO" DOS ช่วยเพิ่มความแข็งแรงของแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ (-30 ℃) (จาก 1.5 กิโลจูล/ตร.ม. เป็น 6 กิโลจูล/ตร.ม.) ขณะที่ ESO ลดอัตราการเคลื่อนที่ (ปริมาณการเคลื่อนที่น้อยกว่า 0.1 มก./กก.)

ฟิล์ม PET ที่ปรับเปลี่ยนสามารถพับได้ 100 ครั้งโดยไม่แตกร้าว จึงเหมาะกับการพับบรรจุภัณฑ์และการขนส่งอาหารแช่แข็งแบบห่วงโซ่เย็น

หลังการใช้งาน สามารถย่อยสลายได้หมดภายในสภาวะการทำปุ๋ยหมัก 120 วัน ซึ่งตรงตามข้อกำหนดของนโยบายการปกป้องสิ่งแวดล้อม

PET (โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต) เป็นเทอร์โมพลาสติกโพลีเอสเตอร์เชิงเส้นที่มีผลึกสูง (โดยปกติ 40% -60%) มีความโปร่งใสสูง มีความแข็งแรงเชิงกลที่ดีเยี่ยม และมีคุณสมบัติในการกั้น อย่างไรก็ตาม PET แบบดั้งเดิมมีข้อบกพร่อง เช่น ความเปราะสูง ความต้านทานแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำต่ำ และความสามารถในการไหลในกระบวนการที่ไม่เพียงพอ พลาสติไซเซอร์ช่วยลดอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะแก้ว (Tg) และความเป็นผลึกของ PET โดยการทำลายพันธะไฮโดรเจนและแรงแวนเดอร์วาลส์ระหว่างสายโมเลกุล ทำให้ PET มีความยืดหยุ่น ขึ้นรูปได้ง่าย และปรับตัวได้ดีที่อุณหภูมิต่ำ พลาสติไซเซอร์มีบทบาทสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งาน PET เช่น บรรจุภัณฑ์อาหาร บรรจุภัณฑ์ยา ฟิล์ม และพลาสติกวิศวกรรม ด้วยความต้องการด้านความปลอดภัยและการปกป้องสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มขึ้นในอุตสาหกรรม การใช้พลาสติไซเซอร์ใน PET จึงเปลี่ยนจากการเพิ่มฟังก์ชันการใช้งานแบบง่ายๆ ไปเป็นประสิทธิภาพสูง การย้ายตำแหน่งต่ำ และการทำให้เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ซึ่งก่อให้เกิดรูปแบบการพัฒนาที่เน้นทั้งนวัตกรรมทางเทคโนโลยีและการควบคุมความปลอดภัย

1、บทบาทหลักของพลาสติไซเซอร์ในการปรับ PET ให้เหมาะสม: การแก้ไขข้อบกพร่องด้านประสิทธิภาพของ PET ดั้งเดิม

PET ดั้งเดิมมีข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพที่เห็นได้ชัดในการแปรรูปและการใช้งาน เนื่องจากความสม่ำเสมอของสายโมเลกุลที่แข็งแกร่งและแรงระหว่างโมเลกุลขนาดใหญ่ พลาสติไซเซอร์สามารถออกฤทธิ์กับโครงสร้างโมเลกุลของ PET ได้อย่างแม่นยำ เพื่อแก้ปัญหาหลักต่อไปนี้ และวางรากฐานสำหรับการขยายขอบเขตการใช้งานของ PET

1. ลดความยากในการประมวลผล: ปรับปรุงการไหลและการขึ้นรูปของ PET ที่หลอมละลาย

จุดหลอมเหลวของ PET อยู่ที่ประมาณ 255-260 องศาเซลเซียส และอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะแก้ว (Tg) อยู่ที่ประมาณ 70-80 องศาเซลเซียส ความหนืดของ PET หลอมเหลวดั้งเดิมค่อนข้างสูง (อัตราการไหลของของเหลวหลอมเหลวเพียง 1-3 กรัม/10 นาที ที่อุณหภูมิ 280 องศาเซลเซียส) และปัญหาต่างๆ เช่น การบรรจุไม่เพียงพอและข้อบกพร่องบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ มักเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการฉีดขึ้นรูป การอัดรีด การเป่าขึ้นรูป และกระบวนการอื่นๆ โมเลกุลพลาสติไซเซอร์ (เช่น เอสเทอร์ของกรดไขมันและเอสเทอร์ของฟอสเฟต) สามารถแทรกเข้าไประหว่างสายโมเลกุลของ PET เพื่อลดความพันกันระหว่างสายโมเลกุลและลดความหนืดของของเหลวหลอมเหลว

เมื่อปริมาณพลาสติไซเซอร์ที่เพิ่มเข้าไปอยู่ที่ 3% -5% อัตราการไหลของพลาสติก PET เหลวสามารถเพิ่มเป็น 5-8 กรัม/10 นาที และอุณหภูมิในการประมวลผลสามารถลดลงได้ 10-15 องศาเซลเซียส ลดการใช้พลังงานและความเสี่ยงต่อการเสื่อมสภาพเนื่องจากความร้อน

สำหรับผลิตภัณฑ์ PET ที่มีผนังบาง (เช่น ชิปไมโครฟลูอิดิกที่มีความหนาต่ำกว่า 0.1 มม. และตัวเรือนส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความแม่นยำ) พลาสติไซเซอร์สามารถปรับปรุงการไหลในของเหลวที่บรรจุในผลิตภัณฑ์หลอม หลีกเลี่ยงข้อบกพร่อง เช่น การขาดแคลนวัสดุและฟองอากาศที่เกิดจากการต้านทานการไหลสูง และปรับปรุงอัตราคุณสมบัติการขึ้นรูปให้สูงกว่า 95%

2. ปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกล: เพิ่มความยืดหยุ่นของ PET และทนต่อแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ

PET ดั้งเดิมมีพฤติกรรมเป็นวัสดุแข็งที่อุณหภูมิห้อง โดยมีค่าการยืดตัวเพียง 5% -10% ที่อุณหภูมิต่ำ (ต่ำกว่า -20 องศาเซลเซียส) ความแข็งแรงของแรงกระแทกจะลดลงอย่างมาก (ความแข็งแรงของแรงกระแทกที่รอยบาก <2 กิโลจูล/ตารางเมตร) ทำให้เปราะและยากต่อการตอบสนองข้อกำหนดของบรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่น การใช้งานในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิต่ำ และสถานการณ์อื่นๆ พลาสติไซเซอร์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพสมบัติเชิงกลของ PET โดยการลดความเป็นผลึกและเพิ่มการเคลื่อนที่ของสายโซ่โมเลกุล

การเติมไดออกทิลอะดิเพต (DOA) หรือไดออกทิลเซบาเคต (DOS) 5% -8% สามารถเพิ่มการยืดตัว ณ จุดขาดของ PET ได้ 30% -50% ซึ่งช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นได้อย่างมาก สามารถนำมาใช้ผลิตฟิล์มบรรจุภัณฑ์อาหาร PET แบบพับได้ และสายสวนทางการแพทย์ PET แบบโค้งงอได้

พลาสติไซเซอร์สามารถลดอุณหภูมิเปลี่ยนสถานะเป็นแก้ว (Tg) ของ PET จาก 70℃ เป็น 40-50℃ และเพิ่มความแข็งแรงต่อแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ (-20℃) เป็น 5-8kJ/m² ตอบสนองข้อกำหนดด้านความทนทานต่อแรงกระแทกของบรรจุภัณฑ์ PET ในระบบโลจิสติกส์ห่วงโซ่ความเย็น (เช่น ถาดอาหารแช่แข็งและบรรจุภัณฑ์ยาที่อุณหภูมิต่ำ) และลดอัตราความเสียหายจากการขนส่งที่อุณหภูมิต่ำ

3. การปรับประสิทธิภาพของอุปสรรค: การปรับตัวให้เข้ากับข้อกำหนดการควบคุมการแทรกซึมของสื่อเฉพาะ

PET มีคุณสมบัติในการกั้นออกซิเจนและไอน้ำที่ดี แต่คุณสมบัติในการกั้นโมเลกุลอินทรีย์ขนาดเล็กบางชนิด (เช่น น้ำมันและตัวทำละลายอินทรีย์) ไม่ดีนัก และคุณสมบัติในการกั้นของ PET ดั้งเดิมก็ได้รับผลกระทบอย่างมากจากสภาพผลึก ผลึกที่มีสภาพผลึกสูงอาจทำให้เกิดข้อบกพร่องที่ขอบเกรนได้ง่าย ซึ่งส่งผลให้คุณสมบัติในการกั้นลดลง พลาสติไซเซอร์จะปรับคุณสมบัติในการกั้นให้เหมาะสมที่สุดโดยการควบคุมสัณฐานวิทยาของผลึก PET และการจัดเรียงตัวของสายโมเลกุล

สำหรับบรรจุภัณฑ์น้ำมันพืช PET การเติมน้ำมันถั่วเหลืองอีพอกซิไดซ์ 2% -4% (ESO) สามารถลดการเรียงตัวแบบไม่เป็นระเบียบของโซ่โมเลกุล PET ลดการซึมผ่านของน้ำมัน (จาก 0.8 กรัม/(ตร.ม. · 24 ชม.) เป็น 0.3 กรัม/(ตร.ม. · 24 ชม.)) และยืดอายุการเก็บรักษาของน้ำมันพืชได้

ในบรรจุภัณฑ์ยา PET (เช่น ขวดใส่น้ำยาสำหรับรับประทาน) การเติมพลาสติไซเซอร์ฟอสเฟตในปริมาณที่เหมาะสมจะช่วยเติมเต็มข้อบกพร่องในการตกผลึกของ PET ปรับปรุงคุณสมบัติในการกั้นไม่ให้มีส่วนประกอบระเหยในสารละลายยา และหลีกเลี่ยงการสูญเสียประสิทธิภาพของยา

4. ปรับปรุงความทนทานต่อการเสื่อมสภาพและสภาพอากาศ: ยืดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ PET

PET ดั้งเดิมมีแนวโน้มที่จะเกิดการเสื่อมสภาพจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของสายโมเลกุลภายใต้แสงเป็นเวลานาน (โดยเฉพาะรังสีอัลตราไวโอเลต) และสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์เปลี่ยนเป็นสีเหลืองและคุณสมบัติเชิงกลลดลง (เช่น อัตราการลดทอนแรงดึง 30% ต่อปี) ซึ่งเป็นข้อจำกัดสำหรับการใช้งานกลางแจ้งหรือในระยะยาว (เช่น ป้ายโฆษณา PET กลางแจ้งและบรรจุภัณฑ์อาหารที่คงทนยาวนาน) พลาสติไซเซอร์ที่มีคุณสมบัติบางส่วน (เช่น อีพอกซีและพลาสติไซเซอร์คอมโพสิตฟีนอลิกแบบขัดขวาง) มีคุณสมบัติทั้งการพลาสติไซเซอร์และการต้านอนุมูลอิสระ รวมถึงคุณสมบัติในการต้านทานรังสียูวี:

น้ำมันถั่วเหลืองอีพอกซี (ESO) ไม่เพียงแต่ทำให้พลาสติกขึ้นได้เท่านั้น แต่กลุ่มอีพอกซียังสามารถจับอนุมูลอิสระที่เกิดจากการย่อยสลายของ PET ได้อีกด้วย ชะลออัตราการย่อยสลายจากออกซิเดชัน และเพิ่มอัตราการคงความแข็งแรงแรงดึงของผลิตภัณฑ์ PET จาก 50% เป็นมากกว่า 80% หลังจากสัมผัสกลางแจ้งเป็นเวลา 12 เดือน

พลาสติไซเซอร์แบบคอมโพสิต (เช่น DOS ที่รวมกับตัวดูดซับรังสี UV UV-531) สามารถลด PET Tg และดูดซับรังสี UV ได้ในเวลาเดียวกัน เหมาะสำหรับใช้ภายนอกอาคาร เช่น ฟิล์ม PET วัสดุก่อสร้าง และแผงตกแต่ง ช่วยยืดอายุการใช้งานได้นานถึง 3-5 ปี

2、 ประเภทของพลาสติไซเซอร์ที่ใช้กันทั่วไปใน PET: ลักษณะเฉพาะ สถานการณ์การใช้งาน และความสามารถในการปรับตัว

จากความแตกต่างด้านโครงสร้างทางเคมีและประสิทธิภาพ พลาสติไซเซอร์ที่นิยมใช้ใน PET สามารถแบ่งได้เป็น 4 ประเภท ได้แก่ อะลิฟาติกไดแอซิด อีพอกไซด์ ฟอสเฟต และโพลีเอสเตอร์ พลาสติไซเซอร์แต่ละประเภทมีความแตกต่างกันอย่างมากในด้านความเข้ากันได้ การเคลื่อนย้าย และการทนต่ออุณหภูมิ จึงจำเป็นต้องเลือกให้เหมาะสมกับสถานการณ์การใช้งานของผลิตภัณฑ์ PET (เช่น การสัมผัสอาหาร สภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูง และสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิต่ำ)

1. เอสเทอร์กรดไดคาร์บอกซิลิกอะลิฟาติก: นิยมใช้เนื่องจากมีความเข้ากันได้สูงและสามารถปรับตัวให้เข้ากับอุณหภูมิต่ำได้

พลาสติไซเซอร์แบบไบนารีเอสเทอร์อะลิฟาติก ซึ่งได้แก่ เอสเทอร์ของกรดอะดิปิกและเอสเทอร์ของกรดเซบาซิก ประกอบด้วยหมู่อัลคิลสายยาวในโครงสร้างโมเลกุล พลาสติไซเซอร์ชนิดนี้มีความเข้ากันได้ดีกับสายโมเลกุลของ PET และให้ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมที่อุณหภูมิต่ำ จึงเป็นตัวเลือกหลักสำหรับการดัดแปลง PET ที่อุณหภูมิต่ำโดยอาศัยแรงกระแทก

ไดออคทิลอะดิเพต (DOA):

มีความเข้ากันได้ดี (อัตราส่วนความเข้ากันได้กับ PET สามารถเข้าถึง 1:10) ประสิทธิภาพการทำให้เป็นพลาสติกสูง การเติม 5% สามารถลด Tg ของ PET ให้ต่ำกว่า 50 ℃ และเพิ่มความแข็งแรงต่อแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ (-20 ℃) ​​ได้ 3-4 เท่า

ข้อเสียคือทนต่ออุณหภูมิได้ไม่ดี (อุณหภูมิใช้งานในระยะยาว ≤ 60 ℃) การโยกย้ายง่าย ส่วนใหญ่ใช้กับฟิล์ม PET (เช่น ฟิล์มบรรจุภัณฑ์อาหารแช่แข็ง) และท่อ PET (เช่น ท่อเครื่องสำอาง) ในสภาพแวดล้อมอุณหภูมิต่ำ

ได(2-เอทิลเฮกซิล) เซบาเคต (DOS):

โซ่โมเลกุลยาวกว่า (โดยโซ่คาร์บอนมีความยาว 10 คาร์บอน) และทนต่ออุณหภูมิได้ดีกว่า DOA (อุณหภูมิใช้งานระยะยาว ≤ 80 ℃) อัตราการโยกย้ายต่ำกว่า DOA 30% และทนต่อแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำได้ดีกว่า (ความแข็งแรงในการกระแทกที่อุณหภูมิ -40 ℃ ยังคงสูงถึง 4 กิโลจูล/ตารางเมตร)

เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ PET ที่ต้องการอุณหภูมิทั้งต่ำและปานกลาง เช่น กล่องพลิกกลับ PET สำหรับการขนส่งแบบควบคุมอุณหภูมิ และหลอดเก็บตัวอย่าง PET ทางการแพทย์ที่อุณหภูมิต่ำ

2. คลาสอีพอกซี: ตัวเลือกหลักสำหรับพลาสติไซเซอร์ที่ปลอดภัย

พลาสติไซเซอร์อีพอกซีประกอบด้วยหมู่อีพอกซีในโมเลกุล ซึ่งไม่เพียงแต่ทำหน้าที่พลาสติไซเซอร์เท่านั้น แต่ยังสามารถจับอนุมูลอิสระที่เกิดจากการย่อยสลายของ PET ได้อีกด้วย นอกจากนี้ พลาสติไซเซอร์อีพอกซียังมีคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระ อัตราการเคลื่อนย้ายต่ำ และความเป็นพิษต่ำ ตรงตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยสำหรับบรรจุภัณฑ์สัมผัสอาหารและยา พลาสติไซเซอร์อีพอกซีเป็นหมวดหมู่หลักของการดัดแปลงความปลอดภัยของ PET

น้ำมันถั่วเหลืองอีพอกซี (ESO):

แหล่งที่มาที่หลากหลาย (วัสดุจากพืชหมุนเวียน) ราคาถูก เข้ากันได้ดีกับ PET (ปริมาณการเติม 3% -6%) อัตราการเคลื่อนย้ายเพียง 1/5 ของ DOA และผ่านการรับรองความปลอดภัยในการสัมผัสอาหาร เช่น EU No.10/2011 และ China GB 4806.10

ส่วนใหญ่ใช้สำหรับผลิตภัณฑ์ PET ที่สัมผัสอาหาร เช่น ปะเก็นฝาขวดเครื่องดื่ม PET และฟิล์มบรรจุภัณฑ์อาหาร PET ซึ่งสามารถเพิ่มความยืดหยุ่นได้ในขณะที่หลีกเลี่ยงการเคลื่อนตัวของพลาสติไซเซอร์และการปนเปื้อนของอาหาร

ข้อดีเพิ่มเติมคือมีความทนทานต่อสภาพอากาศสูง ซึ่งสามารถนำไปใช้กับผลิตภัณฑ์ PET กลางแจ้งได้ (เช่น ฟิล์มบังแดด PET) เพื่อชะลอการเสื่อมสภาพจากรังสี UV

อีพอกซีกรดไขมันเมทิลเอสเทอร์ (EFAME):

โครงสร้างโมเลกุลเรียบง่ายกว่า และประสิทธิภาพการขึ้นรูปพลาสติกสูงกว่า ESO ถึง 20% การเติม ESO 4% สามารถเพิ่มการยืดตัว ณ จุดขาดของ PET เป็น 40% และการไหลได้ดีขึ้น เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ฉีดขึ้นรูป PET (เช่น ของเล่น PET ที่มีผนังบาง และเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความแม่นยำสูง)

ข้อเสียคือความทนทานต่ออุณหภูมิค่อนข้างต่ำ (อุณหภูมิใช้งานในระยะยาว ≤ 70℃) และต้องใช้ร่วมกับพลาสติไซเซอร์ที่ทนทานต่ออุณหภูมิ

3. ฟอสเฟต: ทนทานต่ออุณหภูมิและหน่วงการติดไฟ

พลาสติไซเซอร์ฟอสเฟตเอสเทอร์ประกอบด้วยธาตุฟอสฟอรัสในโมเลกุล ซึ่งรวมคุณสมบัติพลาสติไซเซอร์และคุณสมบัติหน่วงการติดไฟเข้าด้วยกัน พลาสติไซเซอร์เหล่านี้มีความทนทานต่ออุณหภูมิที่ดีเยี่ยม (อุณหภูมิใช้งานระยะยาว ≥ 100 องศาเซลเซียส) แต่มีความเข้ากันได้ต่ำ (อัตราส่วนความเข้ากันได้กับ PET มักจะ ≤ 1:20) พลาสติไซเซอร์เหล่านี้ส่วนใหญ่ใช้ในอุตสาหกรรมพลาสติกวิศวกรรม PET ที่ต้องการความทนทานต่ออุณหภูมิสูงและคุณสมบัติหน่วงการติดไฟ

ไตรฟีนิลฟอสเฟต (TPP):

ประสิทธิภาพการหน่วงไฟที่โดดเด่น (ดัชนีออกซิเจนสูงถึง 28%) ทนทานต่ออุณหภูมิที่ดี (อุณหภูมิการสลายตัวเนื่องจากความร้อน 250℃) การเพิ่ม 8% -10% สามารถทำให้ PET ตรงตามมาตรฐานการหน่วงไฟ UL94 V-0 ขณะเดียวกันก็ปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อนของ PET

เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ PET ที่ทนต่ออุณหภูมิสูง เช่น ตัวเรือนส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ PET และชิ้นส่วนภายในยานยนต์ PET (ต้องใช้สารหน่วงการติดไฟ) แต่เนื่องจากมีความเข้ากันได้ไม่ดี จึงจำเป็นต้องผสมกับสารเข้ากันได้ (เช่น PET-g-MAH) เพื่อหลีกเลี่ยงการตกตะกอน

ไตรออคทิลฟอสเฟต (TOP):

มีความเข้ากันได้ดีกว่า TPP (อัตราส่วนความเข้ากันได้กับ PET เท่ากับ 1:15) ประสิทธิภาพการทำให้เป็นพลาสติกสูง และความเป็นพิษต่ำ (LD50>3000 มก./กก.) สามารถใช้กับผลิตภัณฑ์ PET ที่มีความเป็นพิษต่ำ เช่น ปลอกหุ้มอุปกรณ์การแพทย์ PET (ที่ต้องการความทนทานต่ออุณหภูมิสูงและหน่วงการติดไฟ) และผลิตภัณฑ์ PET สำหรับเด็ก

ข้อเสียคือประสิทธิภาพการหน่วงไฟจะอ่อนกว่า TPP เล็กน้อย และต้องเพิ่มปริมาณการเติม (10% -12%) เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการหน่วงไฟเท่ากัน

4. โพลีเอสเตอร์: มาตรฐานการโยกย้ายต่ำและเสถียรภาพในระยะยาว

พลาสติไซเซอร์โพลีเอสเตอร์ (เช่น โพลีโพรพิลีนอะดิเพตและโพลีบิวทิลีนเซบาเคต) เป็นพลาสติไซเซอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง (น้ำหนักโมเลกุล 1,000-5,000) และสามารถใช้งานร่วมกับ PET ได้โดยการจับคู่ส่วนสายโซ่โมเลกุล พลาสติไซเซอร์โพลีเอสเตอร์มีอัตราการเคลื่อนที่ต่ำมาก (น้อยกว่า 0.1% ต่อปี) ทนทานต่ออุณหภูมิและการเสื่อมสภาพได้ดีเยี่ยม และเป็นตัวเลือกแรกสำหรับการใช้งาน PET ในระยะยาว

โพลีเอทิลีนไกลคอลอะดิเพต (PPA):

น้ำหนักโมเลกุลอยู่ที่ประมาณ 2,000 มีการพันกันอย่างแน่นหนากับสายโมเลกุล PET อัตราการอพยพเพียง 1/10 ของ DOA ไม่มีการตกตะกอนที่สำคัญหลังจากการใช้งานในระยะยาว (5 ปี) และทนต่ออุณหภูมิได้ดี (อุณหภูมิการใช้งานในระยะยาว ≤ 90 ℃)

เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ PET ที่ต้องการใช้งานในระยะยาว เช่น ท่อ PET (สำหรับขนส่งน้ำร้อนหรือของเหลวที่กัดกร่อน) และแผงตกแต่งอาคาร PET ซึ่งสามารถรักษาความยืดหยุ่นและเสถียรภาพในระยะยาวได้

โพลีบิวทิลีนเซบาเคต (PBS):

โซ่โมเลกุลประกอบด้วยพันธะอีเธอร์ที่มีความยืดหยุ่น ซึ่งมีประสิทธิภาพการทำให้พลาสติกสูงขึ้น 15% เมื่อเทียบกับ PPA และสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ (อัตราการย่อยสลาย 90% ใน 180 วันภายใต้สภาวะการทำปุ๋ยหมัก) ซึ่งตรงตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม

เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์คอมโพสิต PET ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ เช่น ฟิล์มบรรจุภัณฑ์ PET/PLA ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ และภาชนะบนโต๊ะอาหาร PET แบบใช้แล้วทิ้ง ซึ่งสามารถปรับปรุงความยืดหยุ่นได้โดยไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการย่อยสลายโดยรวม

3. การปฏิบัติเฉพาะของพลาสติไซเซอร์ในสาขาการใช้งาน PET ที่แตกต่างกัน: การกำหนดสูตรตามสถานการณ์และการเพิ่มประสิทธิภาพ

การใช้พลาสติไซเซอร์ใน PET จำเป็นต้องพิจารณาสูตรตามข้อกำหนดการใช้งานของผลิตภัณฑ์ (เช่น การสัมผัสอาหาร ความทนทานต่ออุณหภูมิสูง ความทนทานต่อการติดไฟ) และสภาพแวดล้อมการใช้งาน (เช่น อุณหภูมิต่ำ กลางแจ้ง และในสถานพยาบาล) ปริมาณสารเติมแต่งและการเลือกชนิดของพลาสติไซเซอร์มีความแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละสาขา ต่อไปนี้เป็นกรณีศึกษาเชิงปฏิบัติของการประยุกต์ใช้หลักทั้งสี่สาขา

1. ผลิตภัณฑ์ PET ที่สัมผัสอาหาร: ความปลอดภัยเป็นสิ่งสำคัญอันดับแรก การอพยพที่ต่ำคือหัวใจสำคัญ

ข้อกำหนดหลักสำหรับพลาสติไซเซอร์ในผลิตภัณฑ์ PET ที่สัมผัสอาหาร (เช่น ขวดเครื่องดื่ม PET ฟิล์มบรรจุภัณฑ์อาหาร ถาด) คือ ต้องมีการกระจายตัวต่ำ ปลอดสารพิษ และเป็นไปตามข้อกำหนด ซึ่งต้องเป็นไปตามมาตรฐาน GB 4806.10 ของจีน สหภาพยุโรป หมายเลข 10/2011 และ FDA ของสหรัฐอเมริกา 21 CFR ส่วนที่ 177.1310 ห้ามใช้พลาสติไซเซอร์ที่มีการกระจายตัวสูงและความเป็นพิษสูง เช่น พทาเลต (เช่น DEHP, DBP)

ฝาขวดเครื่องดื่ม PET และปะเก็น:

ฝาขวด PET แบบดั้งเดิมมีความแข็งแรงทนทานและมีแนวโน้มที่จะแตกหักเนื่องจากแรงเปิดและปิด ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเติมน้ำมันถั่วเหลืองอีพอกซี (ESO) 3% -5% เพื่อเพิ่มความยืดหยุ่นและความทนทานต่อความล้า (สามารถเปิดและปิดได้มากกว่า 1,000 รอบโดยไม่เกิดความเสียหาย)

ปะเก็นใช้โครงสร้างคอมโพสิต PET/PE โดยเติม EFAME 2% ลงในชั้น PET เพื่อปรับปรุงการยึดเกาะกับชั้น PE ในขณะที่หลีกเลี่ยงการเคลื่อนย้ายของพลาสติไซเซอร์เข้าไปในเครื่องดื่ม (ปริมาณการเคลื่อนย้าย <0.05 มก./กก.)

ฟิล์มบรรจุภัณฑ์อาหารแช่แข็ง PET:

เพื่อสร้างสมดุลระหว่างความต้านทานแรงกระแทกและความต้านทานความชื้นที่อุณหภูมิต่ำ จึงได้ใช้สูตรผสม "5% DOS+2% ESO" DOS ช่วยเพิ่มความแข็งแรงของแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ (-30 ℃) (จาก 1.5 กิโลจูล/ตร.ม. เป็น 6 กิโลจูล/ตร.ม.) ขณะที่ ESO ลดอัตราการเคลื่อนที่ (ปริมาณการเคลื่อนที่น้อยกว่า 0.1 มก./กก.)

ฟิล์ม PET ที่ปรับเปลี่ยนสามารถพับได้ 100 ครั้งโดยไม่แตกร้าว จึงเหมาะกับการพับบรรจุภัณฑ์และการขนส่งอาหารแช่แข็งแบบห่วงโซ่เย็น

หลังการใช้งาน สามารถย่อยสลายได้หมดภายในสภาวะการทำปุ๋ยหมัก 120 วัน ซึ่งตรงตามข้อกำหนดของนโยบายการปกป้องสิ่งแวดล้อม