Nhựa polyester là một trong những loại nhựa tổng hợp phổ biến nhất trên thế giới hiện nay. Với tính chất đa dạng và ứng dụng rộng rãi, nhựa polyester đã trở thành một nguyên liệu không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực, từ công nghiệp đến hàng tiêu dùng. Được biết đến với khả năng chịu nhiệt, độ bền cao và khả năng tái chế, nhựa polyester không chỉ là một nguyên liệu cần thiết trong sản xuất công nghiệp, mà còn làm thay đổi cách chúng ta tiêu thụ và sử dụng các sản phẩm hàng ngày. Hãy cùng Foodnk khám phá về nhựa polyester với các ứng dụng đa dạng và tầm ảnh hưởng của nó trong cuộc sống hàng ngày nhé!
Lịch sử nhựa polyester (PET)
Polyester là một loại sợi tổng hợp được tạo ra từ các chất hydrocarbon. Năm 1941, nhà hóa học Anh Whinfield và người Mỹ Hill thông qua công việc hợp tác tại công ty DuPont đã phát hiện ra phương pháp tạo ra polyester đầu tiên từ xictôxi và ethylene glycol. Tuy nhiên, sợi polyester thương mại đầu tiên không được sản xuất cho đến năm 1953. Năm 1946, Du Pont đã mua bản quyền sản xuất loại sợi polyester này tại Mỹ. Công ty đã tiến hành phát triển và vào năm 1951, bắt đầu tung ra thị trường với tên gọi Dacron. Sau đó, nhiều công ty khác đã quan tâm và sản xuất các phiên bản sản phẩm sợi polyester riêng cho các mục đích sử dụng khác nhau.
Phân loại
Hiện nay, có hai loại polyester chính là PET (Polyethylene Terephthalate) và PCDT (Poly-1,4-Cyclohexylene-Dimethylene Terephthalate).
PET là loại phổ biến hơn, được áp dụng cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau. Nó có độ bền cao hơn PCDT, trong khi PCDT có tính đàn hồi và đàn hồi cao hơn. PCDT thích hợp cho các ứng dụng tiêu dùng nặng hơn như rèm cửa và lớp phủ đồ nội thất. PET có thể sử dụng độc lập hoặc pha trộn với các loại vải khác để tạo ra quần áo chống nhăn, chống vết ố và giữ được hình dáng.
Polyester được sản xuất như thế nào?
Màng PET – polyethylene terephthalate thuộc nhóm polyester. Chất cơ bản để sản xuất polyester là terephthalic acid (TPA) và ethylene glycol (EG).
PTA và EG được kết hợp trong một quá trình gọi là polymerization. Trong quá trình này, các phân tử của PTA và EG kết hợp với nhau để tạo thành chuỗi dài polymer có cấu trúc như sợi. Trong quá trình này, một chất xúc tác (thường là một acid) được sử dụng để tạo ra 1,4-bis(hydroxyethyl) benzene (diol), một monomer cơ bản của polyester. Các mảnh polyme được nấu chảy ở nhiệt độ 500 – 518oF (260 – 270oC) để tạo thành dung dịch giống si-rô và làm nguội để tạo thành sợi.
Chuỗi polymer sau quá trình polymerization được chuyển đến giai đoạn chế biến để tạo ra sợi polyester. Các quy trình chế biến bao gồm đun nóng và kéo dãn chuỗi polymer để tạo thành sợi tổng hợp dài. Quá trình này tùy thuộc vào loại sợi cần sản xuất (sợi xoắn hoặc sợi thẳng).
Sợi polyester ban đầu sau khi sản xuất thường chứa các chất cặn và màu sắc không mong muốn. Để loại bỏ những chất này, sợi được tẩy bằng các chất tẩy, chẳng hạn như chất khử (như natri hydrosulfite) và chất tẩy trắng (như peroxide hydro). Quá trình tẩy mực này cũng giúp sợi có màu trắng sáng. Sau khi tẩy sợi, sợi polyester được chế biến để đạt được đặc tính kỹ thuật tùy chỉnh. Các quá trình chế biến có thể bao gồm ép nhiệt, bề mặt biến hình, cắt và sấy. Cuối cùng, sợi polyester được cuộn thành các cuộn sợi nhựa sẵn sàng cho việc sử dụng và gia công tiếp theo.
Tính chất của PET
Tính chất quang học
Màng PET thường được sử dụng ở dạng định hướng hai chiều màng PET có độ trong rất tốt.
Tính chất nhiệt
- Nhiệt độ thấp nhất chịu được là: -70oC Khoảng 200oC cấu trúc hoá học của mạch không thay đổi, nhiệt độ gây hư hỏng cấu trúc là 225oC.
- 66 – 100oC tính thấm khí không đổi, tuy nhiên trên 70oC xuất hiện biến dạng co rút.
Màng PET thích hợp cho việc làm các bao bì chịu nhiệt có độ bền vững về kích thước, độ dai, độ trong, độ cứng, độ bền hóa học và tính chất cản tốt.
Tính chất ngăn cản
- Chống thấm khí O2 và CO2 tốt hơn các loại polyolefin.
- Thấm O2: 120 cm3 /m2/24h.
- Thấm ẩm: 46 g/m2 /24h.
- Màng PET ngăn mùi vị tốt.
- Màng PET có tính truyền hơi nước (WVTR) thấp.
- Có thể tăng cường tính cản bằng cách phủ PVDC hoặc mạ kim loại.
Tính chất cơ học
- PET có độ bền kéo căng tốt trên 20,000 psi.
- Độ giãn dài khoảng 50%.
- Độ bền va đập tốt và có khoảng nhiệt độ sử dụng rộng.
- Độ bền, thủng và độ bền xé rách không tốt như các màng khác.
- Khả năng in tốt, in tốc độ cao nên được làm lớp in, lớp bóng và cứng hỗ trợ thiết kế “hình dáng” của bao bì.
Bảng tính chất của nhựa polyester
| Tính chất |
Màng PET |
|
| Không định hướng | Định hướng | |
| Nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh (tg, oC) | 73 – 80 | 73 – 80 |
| Nhiệt độ nóng chảy (tm, oC) | 245 – 265 | 245 – 265 |
| Nhiệt độ biến dạng tại 455 kPa (oC) | 38 – 129 | |
| Mật độ (g/cm3) | 1.29 – 1.40 | 1.40 |
| Modul kéo căng (Gpa) | 2.8 – 4.1 | |
| Độ bền kéo căng (Mpa) | 48 – 72 | 220 – 270 |
| Độ dãn dài (%) | 30 – 3000 | 70 – 110 |
| Khả năng thấm hơi nước tại 37,8oC và RH = 90% (g. mm/m2.24h) | 390 – 510 | 440 |
| Khả năng thấm oxy tại 25oC (103cm3.mm/m2.24h.atm) | 1.2 – 2.4 | 1.1 |
Nhược điểm của Polyester
Thấm hút nước kém: Polyester không thấm hút nước tốt như các sợi tự nhiên khác như cotton hoặc len, điều này có thể gây ra cảm giác nóng và ẩm trong quần áo tổng hợp polyester.
Khoảng nhiệt độ hạn chế: Polyester có một khoảng nhiệt độ hạn chế, với nhiệt độ quá cao có thể gây ra co ngót hoặc chảy chảy của sợi.
Tạo điện: Polyester có khả năng tạo ra điện tĩnh khi tiếp xúc với vật liệu khác, điều này có thể gây ra sự cộng hưởng và cháy nổ trong môi trường có khí tức.
Dễ bị giãn và nhăn: Polyester có xu hướng bị giãn khi nhiệt độ tăng lên, do đó nó có thể mất đi hình dạng và kích thước ban đầu của nó. Ngoài ra, nó cũng dễ nhăn và khó làm phẳng trở lại sau khi giặt.
Khó phân hủy: Polyester được coi là một chất liệu khó phân hủy, việc sản xuất và loại bỏ polyester có thể gây ra ô nhiễm môi trường.
Tạm kết
Nhìn chung, nhựa polyester đóng vai trò quan trọng và không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực. Tính linh hoạt, bền bỉ và chịu được nhiệt độ cao của nó đã mang lại những ứng dụng đa dạng và đối tác sản xuất toàn cầu đang tiếp tục nghiên cứu và phát triển nhựa polyester để tạo ra những sản phẩm mới và cải tiến.
>> Xem thêm: Tổng quan về bao bì, bao bì nilon và ảnh hưởng của chúng đến thực phẩm.
Cẩm Thu
