pet及其在包裝業(yè)的發(fā)展和市場前景

1、( 總第 8 4期)化 學(xué)推進(jìn)劑與 高分子材料 P E T及 其在 包 裝 業(yè) 的發(fā) 展和 市 場 前 景 徐 兆瑜 ( 安徽省 化工研究院 安徽臺(tái) 肥 2 3 0 1 3 4 1 )摘要 綜述 了 P E 1 ’ 的性質(zhì) 、 合成及包裝領(lǐng)域 的應(yīng)用 、 國內(nèi)外市場動(dòng)態(tài) ， 特別在 以 P E T瓶 替代玻璃啤酒 瓶的廣闊市場前景 和綜 合回收利用方面的新 進(jìn)展 和發(fā)展趨勢作了闡述。關(guān)鍵詞 聚酯 啤酒瓶 塑料 P E T 阻隔 P E

2、 T是聚酯 中熱塑性線 型飽和樹脂 中的一種產(chǎn)量最 大 、 應(yīng)用 最 廣 的 產(chǎn) 品。其 化 學(xué) 名稱 為 聚對(duì) 苯 二 甲酸 乙二 醇酯 ( P o l y e t h y l e n e t r e p h t h a l a t e ) ， 是 由對(duì) 苯二甲酸或?qū)Ρ蕉?甲酸二 甲酯 ( D MT) 和乙二醇縮 聚得 到的熱 塑性飽 和樹脂 【 1 - 5J 。1 9 4 1年 ， 首先 由英 國JRwh i n “ d d 與 J

3、TD i c h s o n研究成 功， P E T作 為塑料纖維 已有 約 5 3年 的歷 史。英 國帝 國化 學(xué)公 司( I C I ) 于 1 9 4 6年 ， 以滌綸 ( T e l e r r o n ) 纖維投人生 產(chǎn)。繼而美國杜邦公 司( D uP o n t ) 于 1 9 4 8 年以代克 綸 ( Da c r 0 n ) 纖維 投放 市場 l 1 ． 2J 。既汀 樹脂 以它優(yōu) 異 的性能與當(dāng)今 高科技 的各種材料巧

4、妙地融合在 一起、 形成的具有多功能性、 耐熱、 高阻 隔性的復(fù)合包 裝材料也應(yīng)運(yùn)而 生， 它在食品、 飲料 、 化工 、 醫(yī)藥 、 化 妝品等行業(yè)的包裝材料 中， 所占的 比例呈直線上升 趨勢， 并迅速風(fēng)靡世界。它的進(jìn)一步 開發(fā)、 應(yīng)用， 如 能使 玻璃啤酒 瓶大量 地改 成 P E T塑料 啤酒 瓶 ， 將會(huì) 對(duì) 某些技術(shù) 和經(jīng)濟(jì) 產(chǎn)生變 革性 的影響 。一1P E T聚酯的合成與一般特性【·Jo lso 3 舳媒 穩(wěn)定

5、劑 o I j+(一1 ) H O C H 2 C H 2 _ 0 H在酯交換法 、 直接酯化和環(huán)氧乙烷法 3種方法 中 ， 以酯交換法應(yīng)用最廣。 目前世界上有 3大領(lǐng)先 技術(shù) ， 環(huán)球油品公 司( u O P ) 和瑞士 B h l e r 公 司各 占3 5 ％的市 場 ， 日本 H e m Ka w aB e p e x公 司是 第 三大 技術(shù)的供應(yīng)者【。1 ． 2P E T的應(yīng) 用特性 【 3 , 4 , 1 1JP E T

6、在 全球 飲 料 包 裝 市 場 中 的 比例 占到 各類 包裝材 料的 3 7 ％ ， 如此 廣泛 的發(fā)展 是 因 為它 具有 下 述 的優(yōu) 良性能 ：① 化學(xué)性 能 穩(wěn) 定 具 有 良好 的耐油 、 酸 、 堿 、 熱 等有機(jī)、 無機(jī)化學(xué)溶劑腐蝕 的性能 ， 保香、 不會(huì) 與飲 料 產(chǎn)生 反應(yīng)。②質(zhì)量輕便 質(zhì)輕可使運(yùn)輸流通費(fèi)用大幅度降 1 ． 1 唧 是 由對(duì)苯二 甲酸與 己二醇縮舍而成 ， 其 低 。 分子 結(jié)構(gòu) 式 ：0

7、o — 【 卜 一 [ 卜 L， 相 對(duì) 分 子質(zhì)量 ： 2 0 00 0 0 ～3 0 00 0 0聚合 ； P 盯 除用對(duì)苯二甲酸與 乙二醇直接酯化 后縮聚的方法制取外 ， 一般采用酯交換法。首先把 D MT與 乙二醇進(jìn)行酯交換 、 制成單體對(duì)苯二甲酸二 ( B 羥乙 ) 酯 ， 再經(jīng) 自縮聚生 成 聚合體 P E T。反 應(yīng) ：。 [ x ) c —《 一 一U ． K ~H 3 +2 H O - - C H 2 C H ~

8、OHP d ( A c ) !縮 聚 - O C H 2 - c— O l H ( 單 體) + 2 C H 3 O H③力學(xué)強(qiáng)度高 由經(jīng)雙向拉伸后 ， P E T分子產(chǎn) 生定 向排列 ， 瓶 的物理 力 學(xué)性 均 高。疲 勞 強(qiáng)度 可 達(dá) 加 MP a ， 跌落不破損 ， 抗壓、 抗震強(qiáng)度高。④衛(wèi)生性能好 P E T瓶是綠色環(huán)保產(chǎn)品， 符合 F D A衛(wèi)生 標(biāo)準(zhǔn) ， P E T瓶 約 7 O ％用 于盛裝食 品、 飲 料 。瓶材質(zhì)溶出

9、物極微， 衛(wèi)生性能好。高溫煮和冷 凍包裝均可， 但熱封合性差。⑤透 明性能 P E T透 光率 可達(dá) 9 0 ％ ， 制 品透 明 性好 ， 霧度 低 ， 具有 玻璃 般 的透明 ， 光 澤度 高 ， 是玻 璃 瓶 外最 能透明 的包裝 物之 一。⑧可回收利用 由于當(dāng)今環(huán)保 日益加強(qiáng) ， 材料 回收和再 利用 已成 為 工業(yè)界選 材 的重要 依據(jù)之 一。⑦既汀 瓶外觀漂亮 、 設(shè)計(jì)靈活 ， 強(qiáng)度 高。在碳 酸飲料瓶包裝中 P E T占

10、5 74 ％。⑧ 由于 P E T 可 以方 便地通 過快速 冷卻 的方法 ，0 。 一維普資訊 http://www.cqvip.com ( 總第8 4期)化學(xué)推進(jìn)荊與高分子材料 2 0 0 0年 北美市 場需 求 P E T2 4 0萬 t ， 大 約 是 世 界市 場份額 的 3 7 ． 4 ％， 2 0 0 9 年 北美市 場需 求將 達(dá)到 4 3 0 萬 t ， 其中美國是包裝用 P ￡ T的凈進(jìn) 口國， 墨西 哥 2 0

11、0 9年需求 將達(dá) 到 8 0萬 t 。歐洲包 裝用 P E T將 達(dá) 到 3 5 0萬 t ， 亞太市 場 的 增長 主要 來 自中 國和 日本 ， 中 國現(xiàn)在 的需求是 全球 市場 的 5 ． 4 ％ ， 亞 太 地 區(qū) 今年 需 求 將 達(dá) 以 1 5 0萬 t ，并在 2 0 0 9年達(dá)到 3 3 0萬 t 。但 目前 已經(jīng)擁 有 2 8 0萬 t ／ a 穩(wěn)定產(chǎn)能 。1 9 9 9年亞 太地 區(qū) 的產(chǎn) 品出 口到 了其 他地

12、區(qū)。歐洲吸 收 了該 地 區(qū) 3 5 ％ 的產(chǎn) 品 ， 亞 太地 區(qū) 的增長 仍將高 于世 界平 均水平 ， 亞太 4 3個(gè)地 區(qū)市場 的 4 0 ％產(chǎn) 能 由幾 個(gè)生 產(chǎn) 商 控制 。中 國將 是 投 資 重 點(diǎn) ， 市場 成熟 。世界 最大 的包 裝商 伊 士曼 公 司認(rèn) 為 ， 如果 有 一 半啤酒瓶使用 P ￡ T瓶 ， 則 P E T樹脂 的需求量將 會(huì) 在原有的基礎(chǔ)上翻 1番。殼牌公 司認(rèn)為， 今后啤酒 瓶能夠像 碳酸飲料包

13、裝容器一樣替 代原來 的玻璃 瓶 ， 到 2 0 o 7 年前， 世界樹脂包裝市場將擴(kuò)大 l 倍。在歐洲 P 盯 需 求保持 強(qiáng)勁勢 頭 ， 其 主要原 因是 東 歐飲料市 場活躍 ， 以及 首 先 由德 國開 始 的用 P ￡ T取代 玻璃瓶 政策 的實(shí)施 。東歐 和俄羅斯近 年 由于飲 料 的迅速發(fā)展 所需瓶 與 日俱 增 ， 到 2 0 0 5 年需 求 量可 達(dá) 8 0萬 t ， 平均年增長率為 1 4 ％。另外在完成 了取 代

14、包裝材料之后 ， 德 國和法國、 西班牙、 葡萄牙等 國包裝行業(yè)又在推行 P E T 取代玻璃瓶運(yùn)動(dòng)。中國飲料 工業(yè)協(xié)會(huì) 1 9 9 8年 的統(tǒng)計(jì) 表明， C S D( 碳酸飲料 ) 飲 料包 裝 中 P E T 瓶 占 5 74 ％， 由于 P ￡ T瓶具有節(jié) 能、 環(huán)保 等特性 ， 將會(huì)大 量替代玻璃 瓶 ， 預(yù)計(jì)在 2 0 0 5 年 ， P E T瓶需求量將達(dá)到 6 0 萬～6 5萬 t ， 各種聚酯瓶坯 的消費(fèi)將超過 2 0

15、0億支 ， 其中飲 料 、 啤酒瓶包裝所需的聚酯所占的比例將高達(dá) 8 7 ％。總之 ， P E T 包裝 用 的 需求 將 繼續(xù) 增 長 ， 2 0 0 5年 全球包裝用 P E T市場將達(dá)到 10 0 0萬 t ， 2 0 0 3 年全 球市場趨于緊張， 價(jià)格將會(huì)居高不下。世界包裝用 P E T市場情況見表 2 。表 2 世界包裝用 P E T市場?1萬 t3 ． 3P E T 啤 酒 瓶 的 應(yīng) 用 已 顯 示 出 市 場 潛 力

16、[ 1 9 - 2 4 ～ 2 7 ， 3 6 - 蚓 玻璃 啤酒瓶 的 意外 爆 炸 傷人 事 故 ， 嚴(yán) 重地 困擾 著 啤酒市 場 ?，F(xiàn)在 P E T 塑料 啤 酒 瓶作 為進(jìn) 一 步 開 發(fā)對(duì) 象 已初 露端 倪。 國外已 獲得成 功 。我 國一旦 開 發(fā)成功 ， 將有極 大 的市 場 前景 。 由于 啤 酒瓶 比其 他 軟飲 料更 容易受 到 的影 響 ， 一般 l ×l 0g的 就足 以使啤酒 味變差 ， 因此

17、要有對(duì) O 2 的阻隔性和 對(duì) C的阻 出性 ， 而 在 巴 氏滅 菌 的啤 酒 生 產(chǎn) 線 上 ，要求啤酒瓶具有耐熱、 壓的能力 ， 從而保證其有不得 低于 3 ～6個(gè)月的有效期 ， 而 P E T本身不具備氣體 的阻廂 性 ， 也 無 足 夠 的 耐 熱 性 能 ， 為 此 在 改進(jìn) P 盯 樹脂 的過 程取得 了新 進(jìn)展 。①耐熱 性方 面， 開發(fā) 了 3 類 P ￡ T實(shí)用性 耐熱 瓶 ， 一是熱定瓶 ， 已研究出耐 熱可達(dá)

18、8 5℃罐裝要求的瓶子 。二 是 P E T／ P E N瓶 ， P E N 耐 熱性 可達(dá)到 8 O℃以上 ， 進(jìn)一步處理可達(dá) 9 O℃以上； 三是耐熱性材 料制成多層復(fù)合瓶 ， 以提高耐熱性。 日 本 A O K I 公 司生產(chǎn) 了內(nèi)吉 苯 二 酸 鹽 的 P E T／ P E N 瓶 ． 在 共 混聚 合 物方面 ， 日本 已走 在 世 界前 列 ， 取 得 了很 大 成功 。日本先鋒公 司 也 開發(fā) 出 了一 種厚 度 為 0

19、． 3 5mm 的 5 0 om 1 的 P E T ／ P E N 熱灌裝瓶 ， 可使灌的軟料食 品保質(zhì)期延長 l 0 卟 星期以上。而在其 中摻加質(zhì)量分 數(shù)為 5 ％～1 0 ％的 P E N， 則完全可以制出合格 的塑 料 啤酒瓶 。②在提高瓶 的氣體阻 隔性方面， 主要采用 了 3種方法， 一是 多層復(fù)合， 以 P E T為主． 加人 P V D C 、E 咖 、 P E N( 分別為聚偏二氯乙烯 、 乙烯 乙烯醇、 聚萘二甲酸

20、乙二醇酪 ) 等其他氣密性好的材料 ， 作 3 層 或 5 層瓶 ； 二是經(jīng)特別處理 ， 如在 P 盯 瓶內(nèi)層 或外 層涂上環(huán)氧阻隔層 ， 或進(jìn)行 等離子體處理【 3 I； 三是 用其他阻隔性樹脂成型， 以 P ￡ T或 P E N ／ PE T的共 聚或其混合物為原料 ， 既提高了瓶子的耐熱性 。 又提 高了瓶子的阻氣性， 可滿足啤酒保持 3 ～6 月 的要 求 ， 還可以用堿洗消毒 ， 重復(fù)使用 ， 以降低成本。預(yù)計(jì) 2 0 0 2

21、 年， 美 國 P E N瓶銷售額達(dá)到 1 ． 7億 美元， 據(jù) P a i n e w e b b e n 公 司預(yù)測， 近幾年， 如果玻璃 啤酒瓶 大量被 塑料啤酒 瓶替代 ． P 盯 可 能有 1 2 ％ ～1 5 ％的增 長率 ， 僅 啤 酒 瓶一 項(xiàng) ， 每年 世 界 將 增 加 9 0萬 t 的市場需求。預(yù)計(jì) 2 0 0 5 年 ， 全球啤酒市場的年 需求量將達(dá)到 3 0 0 億 個(gè)。中國高 阻廂性 P E T啤酒 瓶 市場