Polyethylenterephthalat

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 9. juli 2022; checks kræver 3 redigeringer .
Polyethylenterephthalat

Internationalt genbrugsmærke for polyethylenterephthalat
Generel
Systematisk
navn		 Polyethylenterephthalat
Chem. formel ( C10H8O4 ) n [ 1 ] _ _
Fysiske egenskaber
Massefylde 1,4 g/cm³ (20 °C) [2] amorf : 1,370 g/cm³ [1]
krystallinsk : 1,455 g/cm³ [1]
Termiske egenskaber
Temperatur
 •  smeltning > 250 °C [2] 260 [1]
 •  kogning 350°C
Oud. Varmekapacitet 1000 [1]  J/(kg K)
Varmeledningsevne 0,15 W/(m K) [3] 0,24 [1]  W/(m K)
Kemiske egenskaber
Opløselighed
 • i vand praktisk talt uopløselig [2]
Optiske egenskaber
Brydningsindeks 1,57–1,58 [3] , 1,5750 [1]
Klassifikation
Reg. CAS nummer 25038-59-9
Reg. EINECS nummer 607-507-1
CHEBI 61452
Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet.
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Polyethylenterephthalat ( polyethylenglycolterephthalat , PET , PET , PETG, lavsan , mylar ) er en termoplast , den mest almindelige repræsentant for polyesterklassen , kendt under forskellige mærkenavne . Polykondensationsprodukt af ethylenglycol med terephthalsyre (eller dens dimethylether); fast, farveløst, gennemsigtigt stof i amorf tilstand og hvidt, uigennemsigtigt i krystallinsk tilstand. Det bliver til en gennemsigtig tilstand, når den opvarmes til glasovergangstemperaturen og forbliver i den, når den afkøles brat og hurtigt passerer gennem den såkaldte. "krystallisationszone". En af de vigtige parametre for PET er indre viskositet, som bestemmes af længden af ​​polymermolekylet. Når den indre viskositet stiger, falder krystallisationshastigheden. Holdbar, slidstærk, god dielektrisk .

Historie

Forskning i polyethylenterephthalat blev startet i 1935 i Storbritannien af ​​John Whinfield og James Tennant Dickson Calico Printers Association Patentansøgninger for syntese af fiberdannende polyethylenterephthalat blev indgivet og registreret den 29. juli 1941 og den 23. august 1943 . Udgivet i 1946 .   

I USSR blev det først opnået i laboratorierne i Institute of Macromolecular Compounds fra USSR Academy of Sciences i 1949 . De første stabile prøver blev opnået i Novosibirsk på Laboratoriet for Acetatfibre i den sibiriske afdeling af Videnskabsakademiet, hvorfra navnet "LAVSAN" kommer fra.

PET-flasken blev patenteret i 1973 [4] . Og i 1977 begyndte industriel forarbejdning af brugte PET-beholdere [5] . Distributionen af ​​PET-flasker blev lettet af deres sammenlignelige billighed og praktiske. Genanvendelse af PET-flasker er givet særlig opmærksomhed, i mange regioner bliver de indsamlet adskilt fra andet husholdningsaffald.

Fysiske egenskaber

Uopløseligt i vand og organiske opløsningsmidler . Ikke modstandsdygtig over for ketoner , stærke syrer og baser.

Ansøgning

I Rusland bruges polyethylenterephthalat hovedsageligt til fremstilling af beholdere af forskellige typer og formål (primært flasker). I mindre grad bruges det til forarbejdning til fibre (se. Polyesterfiber ), film, samt støbning til forskellige produkter. I verden er situationen omvendt: Det meste af PET går til produktion af tråde og fibre. Anvendelsen af ​​polyethylenterephthalat i maskinteknik, den kemiske industri, fødevareudstyr, transport- og transportteknologier, den medicinske industri, instrumentfremstilling og husholdningsapparater er forskelligartet. For at sikre de bedste mekaniske, fysiske, elektriske egenskaber er PET fyldt med forskellige tilsætningsstoffer ( glasfiber , molybdændisulfid , fluoroplast ).

Polyethylenterephthalat tilhører gruppen af ​​alifatisk-aromatiske polyestere, som anvendes til fremstilling af fibre, fødevarefilm og plast, som er et af de vigtigste områder i polymerindustrien og beslægtede industrier.

Omfang af polyestere:

Ved udgangen af ​​2015 udgjorde produktionen af ​​polyethylenterephthalat i primære former 388,8 tusinde tons, hvilket er 4,8 % mere end i 2014 (370,9 tusinde tons) [7] .

Polyethylenterephthalatglycol

Polyethylenterephthalatglycol (PETG)  er en type PET-plade: en slagfast plastfolie fremstillet af polyethylenterephthalat tilsat glykol (under den internationale betegnelse PET-G).

PETG krystalliserer ikke ved opvarmning, hvilket giver produkter fremstillet af det med styrke selv i komplekse designs. God reflektivitet, høj gennemsigtighed og glans er de egenskaber, der gør, at denne plast er meget udbredt i emballageindustrien og i reklamer. Kosmetisk emballage er fremstillet af PETG ved vakuumstøbning, pladeplast bruges til at skabe skilte, butiksvinduer, kontorskillevægge og medicinsk udstyr.

PETG kan farves, metalliseres og printes. PETG bruges til at lave filament til 3D -print . [otte]

Positive aspekter af PET

Materialet har høj mekanisk styrke, lav friktionskoefficient og hygroskopicitet og er også modstandsdygtigt over for gentagne deformationer i spænding eller bøjning. Polyethylenterephthalat bevarer sine høje slagfaste egenskaber i driftstemperaturområdet fra -40 °C til +60 °C. Materialet har en høj kemisk modstandsdygtighed over for syrer, baser, salte, alkoholer, paraffiner, mineralolier, benzin, fedtstoffer og estere. PET har betydelig plasticitet i kolde og opvarmede tilstande. De elektriske egenskaber af polyethylenterephthalat ved temperaturer op til 180 ° C ændres lidt (selv i nærvær af fugt). PET-plader ligner i lystransmission (90%) til gennemsigtigt plexiglas ( akryl ) og polycarbonat , men på samme tid har det i sammenligning med dem 10 gange mere slagfasthed.

Ulemper

Væsentlige ulemper ved PET-emballage er dens relativt lave barriereegenskaber. Det tillader ultraviolette stråler og ilt at komme ind i flasken, og kuldioxid til ydersiden, hvilket forringer kvaliteten og reducerer produktets holdbarhed. Dette skyldes det faktum, at den højmolekylære struktur af polyethylenterephthalat ikke er en hindring for gasser, der har små molekylstørrelser i forhold til polymerkæder.

Navne

I USSR blev polyethylenterephthalat og fiberen opnået fra det kaldt lavsan , til ære for udviklingsstedet - Laboratoriet for makromolekylære forbindelser fra Videnskabsakademiet. Lignende fibermaterialer fremstillet i andre lande har fået andre navne: terylene ( Storbritannien ), dacron ( USA ), tergal ( Frankrig ), trevira ( Tyskland ), tetoron ( Japan ), polyester , melinex , milar ( Mylar ), Tecapet (" Tekapet") og Tecadur ("Tekadur") ( Tyskland ) og så videre.

Plast baseret på polyethylenterephthalat kaldes PET (i den russiske tradition) eller PET (i engelsktalende lande). I øjeblikket bruges begge forkortelser på russisk, men når det kommer til en polymer, bruges navnet PET oftere, og når det handler om produkter fremstillet af det - PET.

Henter

Indtil midten af ​​1960'erne blev PET fremstillet industrielt ved transesterificering af dimethylterephthalat med ethylenglycol for at opnå diglycolterephthalat, efterfulgt af polykondensering af sidstnævnte. På trods af ulempen ved denne teknologi, som bestod i dens flertrinsbeskaffenhed, var dimethylterephthalat den eneste monomer til fremstilling af PET, da de industrielle processer, der eksisterede på det tidspunkt, ikke tillod den nødvendige renhedsgrad af terephthalsyre. Dimethylterephthalat, med et lavere kogepunkt, blev let oprenset ved destillation og krystallisation [9] .

I 1965 var Amoco Corporation i stand til at forbedre teknologien, hvilket resulterede i udbredt et-trins syntese af PET fra ethylenglycol og terephthalsyre (PTA) i et kontinuerligt skema. [9]

Miljøaspekter af PET-flasker

I juni 2017 blev der produceret 20 tusinde PET-flasker hvert sekund i verden, og der blev købt omkring 1 million hvert minut. Det blev forudsagt, at i 2021 vil dette antal stige med omkring 20 % [10] .

Sammenligning af PET med andre materialer

Ifølge en rapport fra Franklin Associates, som målte CO2-emissioner, energiforbrug og affald genereret ved produktion af forskellige emballager på alle stadier af livscyklussen, viste PET-flasken det bedste resultat i forhold til økologi [11] .

Energiforbrug, affaldsproduktion og drivhusgasemissioner beregnet for forskellige typer sodavandsemballage baseret på 2957 liter. drik (100.000 fl oz)
Energiforbrug
(kWh) 		Affald (masse og volumen) Drivhusgasemissioner
(i CO2-ækvivalenter)
aluminium dåse 4689 kWh 348 kg 0,7263 m³ 1255 kg
Glas flaske 7796 kWh 2022 kg 1.6361 m³ 2199 kg
PET flaske 3224 kWh 137 kg 0,5122 m³ 510 kg

Med hensyn til CO2-fodaftryk er PET-flasken den mest bæredygtige drikkevareemballage, der er undersøgt. Den mest miljøvenlige produktionsmetode er fremstilling af en PET-flaske indeholdende genanvendt PET [11] [12] .

Coca-Cola Company har ingen intentioner om at droppe engangsplastikflasker, da kun brug af aluminium og glasbeholdere vil øge dets CO2-fodaftryk. Virksomhedsrepræsentanter sagde også, at Coca-Cola i 2030 planlægger at genbruge al plastik, der bruges til emballering. Til implementering vil virksomheden bruge mindst 50 % genbrugsmateriale i produktionen af ​​emballage [13] .

Genbrug og bortskaffelse

Eksisterende metoder til genanvendelse af polyethylenterephthalat-affald kan opdeles i to hovedgrupper: mekanisk og fysisk-kemisk.

Den primære mekaniske metode til genanvendelse af PET-affald er shredding, som udsættes for substandard tape, støbeaffald, delvist trukne eller udrukne fibre. En sådan behandling gør det muligt at opnå pulveriserede materialer og spåner til efterfølgende sprøjtestøbning. Under formaling ændres polymerens fysisk-kemiske egenskaber praktisk talt ikke.

Ved mekanisk bearbejdning modtager PET-beholdere den såkaldte. "flekser", hvis kvalitet bestemmes af graden af ​​forurening af materialet med organiske partikler og indholdet af andre polymerer i det ( polypropylen , polyvinylchlorid ), papir fra etiketter.

Fysisk-kemiske metoder til behandling af PET-affald kan klassificeres som følger:

PET bortskaffes ved kontrolleret forbrænding ved en temperatur på mindst 850 °C.

Genbrug og bortskaffelse af PET begyndte næsten umiddelbart efter dets brede distribution på markedet. I 1976, for første gang, St. Jude Polymers begyndte at genbruge brugte flasker til hårbørster og plastiktape. Og allerede i 1977 startede virksomheden produktionen af ​​granuleret PET [14] .

Den næste store udvikling inden for genanvendelse af PET-affald var begyndelsen på dets forarbejdning til fiber, der er egnet til produktion af tæpper og fiberfyldstoffer af Wellman.

Siden 1994 har der været foreslået en genanvendelsesproces, der involverer produktion af genanvendt PET, tæt i egenskaber på det jomfruelige materiale. Processen består af formaling af PET-affald, rensning og forarbejdning af det resulterende knuste materiale til granulat. I 1998 producerede en af ​​virksomhederne i Frankrig allerede op til 30 tusinde tons af sådanne granulat om året.

PET er 100 % genanvendeligt, men i 2016 blev mindre end halvdelen af ​​alle solgte flasker indsamlet til genbrug, og kun 7 % kom til enden af ​​kæden som nye flasker. En del af plastikaffaldet (ca. 12%) afbrændes, men ifølge eksperter kan en sådan bortskaffelse have negative konsekvenser for miljø og sundhed. Ved forbrænding kan forskellige giftige forbindelser, herunder dioxiner, frigives.

Lederne inden for indsamling af PET-flasker forbliver udviklede vestlige lande, som med succes driver systemer til genanvendelse af plastikbeholdere. I Europa bliver omkring 60 % af PET-flasker således genanvendt, og i Tyskland og Holland bliver mere end 90 % af alle indsamlede plastikflasker genanvendt. Derudover forbyder lovgivningen i EU kontakt mellem genanvendt PET og en fødevare. Det skyldes, at emballage fra husholdningskemikalier eller andre stoffer, der kan være giftige, kan komme i den almindelige affaldsstrøm til genanvendelse. Emballageproducenter bruger således enten PET til produktion af non-food-beholdere eller tyr til flaske-i-flaske-teknologi. Denne teknologi antager, at indholdet af pakken vil være i kontakt med et lag materiale fremstillet af jomfruelig PET. Denne metode gør det muligt kun at sikre produktion fra genbrugsmateriale med 80 % [14] .

Hvis vi beskriver den russiske oplevelse, sorteres der i Rusland omkring 650 tusinde tons PET-flasker om året. Sektoren for ikke-alkoholholdige drikkevarer tegner sig for ca. 55% af denne andel, resten er øl med 18%, mælk med 13% og smørprodukter med 8%. Men alligevel genanvendes kun 170 tusinde tons PET-affald. Det er ikke mere end 26 % af det samlede antal indsamlede flasker, selvom genbrugsanlæggenes kapacitet er underudnyttet.

Mange virksomheder i Rusland overholder allerede en ansvarlig tilgang til at drive forretning og bruger sekundære råmaterialer i produktionen af ​​beholdere til deres egne produkter. Eksempelvis bruger Bayern allerede 10 % genanvendte råmaterialer i produktionen af ​​PET-beholdere, og Unilever bruger 100 % genanvendte PET-beholdere [15] .

Virksomheden fra den petrokemiske industri SIBUR annoncerede sin hensigt om at organisere behandlingen af ​​PET-emballage på Polief-fabrikken i Bashkiria. Det er planen at fremstille pellets fra emballage med 25 % genanvendt PET og inddrage det i produktionen af ​​primær PET [16] .

Ud over flasker er en af ​​anvendelserne for genanvendt PET produktion af fibre, der bruges i nonwovens, tæpper, hæfteklammer til tøj og soveposer og andre. Genanvendt PET bruges også til at fremstille bånd, reb, plader, polymer-sandfliser, vægblokke, belægningsplader osv. [14] .

Udsigter for biologisk behandling af PET

I 2016 opdagede japanske videnskabsmænd bakterien Ideonella sakaiensis (linje 201-F6), som er i stand til at nedbryde PET til terephthalsyre og ethylenglycol på omkring seks uger [17] . Denne opdagelse viste, at der er muligheder for bioremediering af PET [18] . I 2018 blev det vist, at genteknologi kunne øge effektiviteten af ​​PETPase-enzymet, der er ansvarligt for nedbrydningen af ​​PET i Ideonella sakaiensis . Dette blev opnået ved at ændre to aminosyrerester i enzymets aktive sted. Det viste sig også, at det modificerede PETPase-enzym er i stand til at nedbryde et andet plastik, polyethylenfurandicarboxylat , dvs. modifikationen af ​​enzymet førte til fremkomsten af ​​et nyt substrat for dets virkning [19] .

Se også

Noter

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 A. K. van der Vegt & L.E. Govaert. Polymeren, van keten tot kunststof. - 2003. - S. 279. - ISBN 90-407-2388-5 .
  2. ↑ 1 2 3 Rocket NXT
  3. ↑ 1 2 J. G. Speight, Norbert Adolph Lange. Langes håndbog i kemi. - udgave 16. - McGraw-Hill, 2005. - S. 2.807-2.758. - S. 1000. - ISBN 0071432205 .
  4. ↑ Wyeth, Nathaniel C. "Biaaksialt orienteret poly(ethylenterephthalat) flaske" US patent 3733309 Arkiveret 22. maj 2013 på Wayback Machine , udstedt maj 1973
  5. ↑ Historien om PET . Hentet 25. marts 2017. Arkiveret fra originalen 26. marts 2017.
  6. ↑ PET FILMS: typer og egenskaber Arkivkopi dateret 10. april 2015 på Wayback Machine
  7. ↑ Produktion af hovedtyper af produkter i fysiske termer siden 2010 (i henhold til OKPD) . Hentet 25. marts 2017. Arkiveret fra originalen 26. marts 2017.
  8. ↑ Sådan udskrives PETG på en 3D-printer . Make-3d.ru (27. august 2019). Hentet 1. september 2019. Arkiveret fra originalen 1. september 2019.
  9. ↑ 1 2 Polyethylenterephthalat (PET) . Hentet 20. december 2010. Arkiveret fra originalen 20. marts 2012.
  10. ↑ En million flasker i minuttet: verdens plastik binge 'så farlig som klimaændringer' Arkiveret 13. august 2021 på Wayback Machine The Guardian
  11. ↑ 1 2 Livscyklusbeholdning af tre sodavandsbeholdere til en enkelt servering Arkiveret 31. marts 2020 på Wayback Machine Franklin Associates
  12. ↑ Den nye plastøkonomi genovervejer fremtiden for plast Arkiveret 16. juni 2020 på Wayback Machine McKinsey
  13. ↑ Davos 2020: Folk vil stadig have plastikflasker, siger Coca-Cola Arkiveret 30. januar 2020 på BBC Wayback Machine
  14. ↑ 1 2 3 PET-genbrug: hvordan man laver en ny flaske fra en gammel Arkiveret 16. juni 2020 på Wayback Machine Plasinfo
  15. ↑ "PET-genbrug er grundlaget for den nye økonomi" Arkiveret 16. juni 2020 på Wayback Machine plus -one.rbc
  16. ↑ Sibur planlægger at implementere PET-emballage på Polief Arkiv kopi dateret 16. juni 2020 på Wayback Machine Kommersant
  17. ↑ Mathiesen, Karl . Kan en ny plastikædende bakterie hjælpe med at bekæmpe denne forureningsplage?  (engelsk) , The Guardian  (10. marts 2016). Arkiveret 22. maj 2019. Hentet 24. marts 2019.
  18. ↑ Japanere opdager plast-nedbrydende bakterier Arkiveret 12. marts 2016 på Wayback Machine . lenta.ru
  19. ↑ Peter Dockrill. Forskere har ved et uheld skabt et mutant enzym, der spiser  plastaffald . https://www.sciencealert.com/ . ScienceAlert Pty Ltd (17. april 2018). Hentet 28. januar 2019. Arkiveret fra originalen 17. april 2018.

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger