Polyeteenitereftalaatti

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 9. heinäkuuta 2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 3 muokkausta .
Polyeteenitereftalaatti

Kansainvälinen kierrätysmerkki polyeteenitereftalaatille
Kenraali
Systemaattinen
nimi		 Polyeteenitereftalaatti
Chem. kaava (C 10 H 8 O 4 ) n [1]
Fyysiset ominaisuudet
Tiheys 1,4 g/cm³ (20 °C) [2] amorfinen : 1,370 g/cm³ [1]
kiteinen : 1,455 g/cm³ [1]
Lämpöominaisuudet
Lämpötila
 •  sulaminen > 250 °C [2] 260 [1]
 •  kiehuva 350 °C
Oud. lämpökapasiteetti 1000 [1]  J/(kg K)
Lämmönjohtokyky 0,15 W/(m K) [3] 0,24 [1]  W/(m K)
Kemiallisia ominaisuuksia
Liukoisuus
 • vedessä käytännössä liukenematon [2]
Optiset ominaisuudet
Taitekerroin 1,57–1,58 [3] , 1,5750 [1]
Luokitus
Reg. CAS-numero 25038-59-9
Reg. EINECS-numero 607-507-1
CHEBI 61452
Tiedot perustuvat standardiolosuhteisiin (25 °C, 100 kPa), ellei toisin mainita.
 Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Polyeteenitereftalaatti ( polyetyleeniglykolitereftalaatti , PET , PET , PETG, lavsan , mylar ) on kestomuovi , polyesteriluokan yleisin edustaja , joka tunnetaan useilla tuotenimillä . Etyleeniglykolin polykondensaatiotuote tereftaalihapon (tai sen dimetyylieetterin) kanssa ; kiinteä, väritön, läpinäkyvä aine amorfisessa tilassa ja valkoinen, läpinäkymätön kiteisessä tilassa. Se muuttuu läpinäkyväksi tilaan kuumennettaessa lasittumislämpötilaan ja pysyy siinä äkillisesti jäähtyessään ja kulkee nopeasti ns. "kiteytysvyöhyke". Yksi PET:n tärkeimmistä parametreista on rajaviskositeetti, joka määräytyy polymeerimolekyylin pituuden mukaan. Kun rajaviskositeetti kasvaa, kiteytymisnopeus laskee. Kestävä, kulutusta kestävä, hyvä dielektrisyys .

Historia

Rex Whinfield ja James Tennant Dickson aloittivat polyeteenitereftalaatin tutkimuksen Isossa-Britanniassa vuonna 1935 Printers Association Ltd : Patenttihakemukset kuitua muodostavan polyeteenitereftalaatin synteesiä varten jätettiin ja rekisteröitiin 29. heinäkuuta 1941 ja 23. elokuuta 1943 . Julkaistu vuonna 1946 .   

Neuvostoliitossa se saatiin ensimmäisen kerran Neuvostoliiton tiedeakatemian makromolekyyliyhdisteiden instituutin laboratorioissa vuonna 1949 . Ensimmäiset vakaat näytteet saatiin Novosibirskissä Tiedeakatemian Siperian sivuliikkeen asetaattikuitulaboratoriosta, josta nimi "LAVSAN" tulee.

PET-pullo patentoitiin vuonna 1973 [4] . Ja vuonna 1977 aloitettiin käytettyjen PET-säiliöiden teollinen käsittely [5] . PET-pullojen jakelua helpotti niiden suhteellisen halpa ja käytännöllisyys. PET-pullojen kierrätykseen kiinnitetään erityistä huomiota, monilla alueilla ne kerätään erillään muusta kotitalousjätteestä.

Fysikaaliset ominaisuudet

Liukenematon veteen ja orgaanisiin liuottimiin . Ei kestä ketoneja , vahvoja happoja ja emäksiä.

Sovellus

Venäjällä polyeteenitereftalaattia käytetään pääasiassa erityyppisten ja erityyppisten säiliöiden (pääasiassa pullojen) valmistukseen. Vähäisemmässä määrin sitä käytetään jalostukseen kuiduiksi (katso polyesterikuitu ), kalvoiksi sekä valamiseen erilaisiksi tuotteiksi. Maailmassa tilanne on päinvastainen: suurin osa PET:stä menee lankojen ja kuitujen tuotantoon. Polyeteenitereftalaatin käyttö koneenrakennuksessa, kemianteollisuudessa, elintarviketeollisuudessa, kuljetus- ja kuljetinteknologiassa, lääketeollisuudessa, instrumenttien valmistuksessa ja kodinkoneissa on monipuolista. Parhaiden mekaanisten, fysikaalisten ja sähköisten ominaisuuksien varmistamiseksi PET täytetään erilaisilla lisäaineilla ( lasikuitu , molybdeenidisulfidi , fluoroplasti ).

Polyeteenitereftalaatti kuuluu alifaattis-aromaattisten polyesterien ryhmään, joita käytetään kuitujen, elintarvikekalvojen ja muovien valmistukseen, jotka ovat yksi polymeeriteollisuuden ja siihen liittyvien teollisuudenalojen tärkeimmistä alueista.

Polyesterien laajuus:

Vuoden 2015 lopussa polyeteenitereftalaatin alkumuodossa tuotanto oli 388,8 tuhatta tonnia, mikä on 4,8 % enemmän kuin vuonna 2014 (370,9 tuhatta tonnia) [7] .

Polyeteenitereftalaattiglykoli

Polyeteenitereftalaattiglykoli (PETG)  on eräänlainen PET-levy: iskunkestävä muovilevy, joka on valmistettu polyeteenitereftalaatista, johon on lisätty glykolia (kansainvälisellä nimikkeellä PET-G).

PETG ei kiteydy kuumennettaessa, mikä antaa siitä valmistetuille tuotteille lujuutta monimutkaisissakin malleissa. Hyvä heijastavuus, korkea läpinäkyvyys ja kiilto ovat ominaisuuksia, jotka tekevät tästä muovista laajan käytön pakkausteollisuudessa ja mainonnassa. Kosmetiikkapakkaukset valmistetaan PETG:stä tyhjiömuovauksella, muovilevystä valmistetaan kylttejä, näyteikkunat, toimiston väliseinät ja lääketieteelliset laitteet.

PETG voidaan värjätä, metalloida ja painaa. PETG:tä käytetään filamenttien valmistukseen 3D -tulostusta varten . [kahdeksan]

PET:n positiivisia puolia

Materiaalilla on korkea mekaaninen lujuus, alhainen kitkakerroin ja hygroskooppisuus, ja se kestää myös toistuvia muodonmuutoksia jännityksessä tai taivutuksessa. Polyeteenitereftalaatti säilyttää korkeat iskunkestävyysominaisuudet käyttölämpötila-alueella -40 °C - +60 °C. Materiaalilla on korkea kemiallinen kestävyys happoja, emäksiä, suoloja, alkoholeja, parafiineja, mineraaliöljyjä, bensiiniä, rasvoja ja estereitä vastaan. PET:llä on merkittävä plastisuus kylmässä ja kuumennetussa tilassa. Polyeteenitereftalaatin sähköiset ominaisuudet jopa 180 °C:n lämpötiloissa muuttuvat hieman (jopa kosteuden läsnä ollessa). PET-levyt ovat valonläpäisykyvyltään (90%) samanlaisia ​​kuin läpinäkyvä pleksi ( akryyli ) ja polykarbonaatti , mutta samalla niihin verrattuna sillä on 10 kertaa parempi iskunkestävyys.

Haitat

PET-pakkausten merkittäviä haittoja ovat sen suhteellisen alhaiset sulkuominaisuudet. Se päästää ultraviolettisäteilyn ja hapen pääsyn pulloon ja hiilidioksidin ulos, mikä heikentää tuotteen laatua ja lyhentää tuotteen säilyvyyttä. Tämä johtuu siitä, että polyeteenitereftalaatin suurimolekyylinen rakenne ei ole este kaasuille, joiden molekyylikoko on pieni polymeeriketjuihin verrattuna.

Nimet

Neuvostoliitossa polyeteenitereftalaattia ja siitä saatua kuitua kutsuttiin lavsaniksi kehityspaikan - Tiedeakatemian makromolekyyliyhdisteiden laboratorion - kunniaksi. Muissa maissa valmistetut samanlaiset kuitumateriaalit ovat saaneet muita nimiä: teryleeni ( Iso-Britannia ) , dacron ( USA ), tergal ( Ranska ), trevira ( Saksa ), tetoron ( Japani ), polyesteri , melinex , milar ( Mylar ), Tecapet (" Tekapet") ja Tecadur ("Tekadur") ( Saksa ) ja niin edelleen.

Polyeteenitereftalaatista valmistettuja muoveja kutsutaan nimellä PET (venäläisessä perinteessä) tai PET (englanninkielisissä maissa). Tällä hetkellä molempia lyhenteitä käytetään venäjäksi, mutta kun kyse on polymeeristä, käytetään useammin nimeä PET ja kun on kyse siitä valmistetuista tuotteista - PET.

Haetaan

1960-luvun puoliväliin asti PET:tä valmistettiin teollisesti transesteröimällä dimetyylitereftalaatti etyleeniglykolilla diglykolitereftalaatin saamiseksi, mitä seurasi jälkimmäisen polykondensaatio. Huolimatta tämän tekniikan haitoista, joka koostui sen monivaiheisesta luonteesta, dimetyylitereftalaatti oli ainoa monomeeri PET:n tuotannossa, koska tuolloin olemassa olleet teolliset prosessit eivät mahdollistaneet tereftaalihapon vaadittua puhtausastetta. Dimetyylitereftalaatti, jolla oli alempi kiehumispiste, puhdistettiin helposti tislaamalla ja kiteyttämällä [9] .

Vuonna 1965 Amoco Corporation pystyi parantamaan tekniikkaa, mikä johti PET:n laajaan yksivaiheiseen synteesiin etyleeniglykolista ja tereftaalihaposta (PTA) jatkuvassa järjestelmässä. [9]

PET-pullojen ympäristönäkökohdat

Kesäkuussa 2017 maailmassa valmistettiin 20 000 PET-pulloa joka sekunti ja ostettiin noin miljoona joka minuutti.Vuoteen 2021 mennessä tämän määrän ennustettiin kasvavan noin 20 % [10] .

PET:n vertailu muihin materiaaleihin

Franklin Associatesin raportin mukaan, jossa mitattiin CO2-päästöjä, energiankulutusta ja erilaisten pakkausten valmistuksessa syntyvää jätettä kaikissa elinkaaren vaiheissa, PET-pullo oli ekologisesti paras tulos [11] .

Energiankulutus, jätteen syntyminen ja kasvihuonekaasupäästöt laskettu erityyppisille virvoitusjuomapakkauksille 2957 litran perusteella. juoma (100 000 fl unssia)
Energiankulutus
(kWh) 		Jäte (massa ja tilavuus) Kasvihuonekaasupäästöt
(CO2-ekv.)
alumiinipurkki 4689 kWh 348 kg 0,7263 m³ 1255 kg
Lasipullo 7796 kWh 2022 kg 1,6361 m³ 2199 kg
PET-pullo 3224 kWh 137 kg 0,5122 m³ 510 kg

PET-pullo on hiilijalanjäljen kannalta kestävin tutkittu juomapakkausvaihtoehto. Ympäristöystävällisin tuotantomenetelmä on kierrätettyä PET:tä sisältävän PET-pullon valmistus [11] [12] .

Coca-Cola Companylla ei ole aikomusta luopua kertakäyttöisistä muovipulloista, sillä pelkkien alumiini- ja lasipakkausten käyttö lisää sen hiilijalanjälkeä. Yrityksen edustajat kertoivat myös, että vuoteen 2030 mennessä Coca-Cola aikoo kierrättää kaiken pakkauksiin käytetyn muovin. Toteutusta varten yritys aikoo käyttää pakkausten valmistuksessa vähintään 50 % kierrätysmateriaalia [13] .

Kierrätys ja hävittäminen

Nykyiset menetelmät polyeteenitereftalaattijätteen kierrättämiseksi voidaan jakaa kahteen pääryhmään: mekaanisiin ja fysikaalis-kemiallisiin.

Pääasiallinen mekaaninen PET-jätteen kierrätysmenetelmä on silppuaminen, joka altistetaan alipaineteipille, muovausjätteelle, osittain vedetyille tai vetämättömille kuiduille. Tällainen käsittely mahdollistaa jauhemaisten materiaalien ja lastujen saamisen myöhempää ruiskuvalua varten. Jauhamisen aikana polymeerin fysikaalis-kemialliset ominaisuudet eivät käytännössä muutu.

Mekaanisesti käsiteltynä PET-säiliöt saavat ns. "flexes", joiden laatu määräytyy materiaalin saastumisasteella orgaanisilla hiukkasilla ja muiden polymeerien pitoisuudella siinä ( polypropeeni , polyvinyylikloridi ), etikettipaperi .

PET-jätteen käsittelyn fysikaalis-kemialliset menetelmät voidaan luokitella seuraavasti:

PET hävitetään kontrolloidulla polttamalla vähintään 850 °C:n lämpötilassa.

PET:n kierrätys ja hävittäminen aloitettiin lähes välittömästi sen laajan markkinoille saattamisen jälkeen. Vuonna 1976 ensimmäistä kertaa St. Jude Polymers alkoi kierrättää käytettyjä pulloja hiusharjoiksi ja muoviteipiksi. Ja jo vuonna 1977 yritys aloitti rakeisen PET:n tuotannon [14] .

Seuraava suuri kehityssuunta PET-jätteen kierrätyksessä oli Wellmanin aloittama jalostus mattojen ja kuitutäyteaineiden valmistukseen soveltuviksi kuiduiksi.

Vuodesta 1994 lähtien on ehdotettu kierrätysprosessia, jossa tuotetaan kierrätettyä PET:tä, joka on ominaisuuksiltaan lähellä alkuperäistä materiaalia. Prosessi koostuu PET-jätteen jauhamisesta, puhdistuksesta ja syntyvän murskatun materiaalin käsittelystä rakeiksi. Vuonna 1998 yksi ranskalaisista yrityksistä tuotti jo jopa 30 tuhatta tonnia tällaisia ​​rakeita vuodessa.

PET on 100 % kierrätettävää, mutta vuonna 2016 alle puolet myydyistä pulloista kerättiin kierrätykseen ja vain 7 % pääsi ketjun loppuun uutena pullona. Osa muovijätteestä (noin 12 %) poltetaan, mutta asiantuntijoiden mukaan sellaisella hävittämisellä voi olla kielteisiä seurauksia ympäristölle ja terveydelle. Palamisen aikana voi vapautua erilaisia ​​myrkyllisiä yhdisteitä, mukaan lukien dioksiinit.

PET-pullojen keräyksen johtajat ovat edelleen kehittyneet länsimaat, joissa on menestyksekkäästi käytössä muovisäiliöiden kierrätysjärjestelmiä. Näin ollen Euroopassa noin 60 % PET-pulloista kierrätetään ja Saksassa ja Hollannissa yli 90 % kaikista kerätyistä muovipulloista kierrätetään. Lisäksi Euroopan unionissa lainsäädäntö kieltää kierrätetyn PET:n koskettamisen elintarviketuotteen kanssa. Tämä johtuu siitä, että kotitalouskemikaalipakkaukset tai muut mahdollisesti myrkylliset aineet voivat päätyä yleiseen jätevirtaan kierrätettäväksi. Näin ollen pakkausvalmistajat joko käyttävät PET:tä muiden kuin elintarvikepakkausten valmistukseen tai turvautuvat pullo-pulloon -teknologiaan. Tämä tekniikka olettaa, että pakkauksen sisältö on kosketuksissa neitseestä PET:stä valmistetun materiaalikerroksen kanssa. Tällä menetelmällä voidaan varmistaa kierrätysmateriaalista valmistettu tuotanto vain 80 % [14] .

Jos kuvaamme Venäjän kokemusta, niin Venäjällä lajitellaan noin 650 tuhatta tonnia PET-pulloja vuodessa. Alkoholittomien juomien osuus tästä osuudesta on noin 55 %, loput olut 18 %, maito 13 % ja voituotteet 8 %. Silti vain 170 tuhatta tonnia PET-jätettä kierrätetään. Tämä on vain 26 % kerättyjen pullojen kokonaismäärästä, vaikka kierrätyslaitosten kapasiteetti on vajaakäytössä.

Monet venäläiset yritykset noudattavat jo nyt vastuullista liiketoimintaa ja käyttävät uusioraaka-aineita omien tuotteidensa konttien valmistuksessa. Esimerkiksi Baijerissa PET-säiliöiden valmistuksessa käytetään jo 10-prosenttisesti kierrätettyjä raaka-aineita ja Unileverissa 100-prosenttisesti kierrätettyjä PET-säiliöitä [15] .

Petrokemian teollisuuden yritys SIBUR ilmoitti aikovansa järjestää PET-pakkausten käsittelyn Poliefin tehtaalla Bashkiriassa. Suunnitelmissa on valmistaa pellettejä pakkauksista käyttämällä 25 % kierrätettyä PET:tä ja ottaa se mukaan primääri-PET:n tuotantoon [16] .

Pullojen lisäksi yksi kierrätetyn PET:n käyttötarkoituksista on kuitukankaiden, mattojen, vaatteiden ja makuupussien ja muiden kuitujen valmistus. Kierrätetystä PET:stä valmistetaan myös teippejä, köysiä, levyjä, polymeerihiekkalaattoja, seinäharkkoja, katulaattoja jne. [14] .

PET:n biologisen käsittelyn näkymät

Vuonna 2016 japanilaiset tutkijat löysivät Ideonella sakaiensis -bakteerin (linja 201-F6), joka pystyy hajottamaan PET:n tereftaalihapoksi ja etyleeniglykoliksi noin kuudessa viikossa [17] . Tämä löytö osoitti, että PET :n bioremediaatioon on mahdollisuuksia [18] . Vuonna 2018 osoitettiin, että geenitekniikka voi lisätä PET:n hajoamisesta vastaavan PETPaasientsyymin tehokkuutta Ideonella sakaiensiksessa . Tämä saavutettiin vaihtamalla kaksi aminohappotähdettä entsyymin aktiivisessa kohdassa. Kävi myös ilmi, että modifioitu PETPaasientsyymi pystyy hajottamaan toista muovia, polyeteenifurandikarboksylaattia , eli entsyymin modifikaatio johti uuden substraatin syntymiseen sen toiminnalle [19] .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 A. K. van der Vegt & L. E. Govaert. Polymeeri, van keten tot kunstof. - 2003. - s. 279. - ISBN 90-407-2388-5 .
  2. ↑ 1 2 3 Rocket NXT
  3. ↑ 1 2 J. G. Speight, Norbert Adolph Lange. Langen kemian käsikirja. - painos 16. - McGraw-Hill, 2005. - S. 2.807-2.758. - P. 1000. - ISBN 0071432205 .
  4. ↑ Wyeth, Nathaniel C. "Biaaksially Oriented Poly(ethylene tereftalate) Bottle" US-patentti 3733309 Arkistoitu 22. toukokuuta 2013 Wayback Machinessa , myönnetty toukokuussa 1973
  5. ↑ PET:n historia . Haettu 25. maaliskuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 26. maaliskuuta 2017.
  6. ↑ PET FILMS: tyypit ja ominaisuudet Arkistokopio päivätty 10. huhtikuuta 2015 Wayback Machinessa
  7. ↑ Päätuotteiden fyysistä tuotantoa vuodesta 2010 (OKPD:n mukaisesti) . Haettu 25. maaliskuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 26. maaliskuuta 2017.
  8. ↑ Kuinka tulostaa PETG 3D-tulostimella . Make-3d.ru (27. elokuuta 2019). Haettu 1. syyskuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 1. syyskuuta 2019.
  9. ↑ 1 2 Polyeteenitereftalaatti (PET) . Haettu 20. joulukuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 20. maaliskuuta 2012.
  10. ↑ Miljoona pulloa minuutissa: maailman muovinen juoma "yhtä vaarallinen kuin ilmastonmuutos" Arkistoitu 13. elokuuta 2021 Wayback Machinessa The Guardian
  11. ↑ 1 2 Kolmen kerta-annoksen virvoitusjuomapurkin elinkaariluettelo Arkistoitu 31. maaliskuuta 2020 Wayback Machine Franklin Associatesissa
  12. ↑ Uusi muovitalous miettii uudelleen muovin tulevaisuutta Arkistoitu 16. kesäkuuta 2020 Wayback Machine McKinseyssä
  13. ↑ Davos 2020: Ihmiset haluavat edelleen muovipulloja, sanoo Coca-Cola Arkistoitu 30. tammikuuta 2020 BBC Wayback Machinessa
  14. ↑ 1 2 3 PET-kierrätys: kuinka tehdä uusi pullo vanhasta Arkistoitu 16. kesäkuuta 2020 Wayback Machine Plasinfossa
  15. ↑ "PET-kierrätys on uuden talouden perusta" Arkistoitu 16. kesäkuuta 2020 Wayback Machine plus- one.rbc
  16. ↑ Sibur aikoo ottaa PET-pakkaukset käyttöön Polief Archival -kopiossa 16.6.2020 Wayback Machine Kommersantissa
  17. ↑ Mathiesen, Karl . Voisiko uusi muovia syövä bakteeri auttaa torjumaan tätä pilaantumista?  (englanniksi) , The Guardian  (10. maaliskuuta 2016). Arkistoitu 22. toukokuuta 2019. Haettu 24.3.2019.
  18. ↑ Japanilaiset löytävät muovia hajottavat bakteerit Arkistoitu 12. maaliskuuta 2016 Wayback Machinessa . lenta.ru
  19. ↑ Peter Dockrill. Tiedemiehet ovat vahingossa luoneet mutanttientsyymin, joka syö  muovijätettä . https://www.sciencealert.com/ . ScienceAlert Pty Ltd (17. huhtikuuta 2018). Haettu 28. tammikuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 17. huhtikuuta 2018.

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
Bibliografisissa luetteloissa