وکیوم فرمینگ ورق پت (PET) چگونه انجام می‌شود؟

پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) چیست؟ پلی‌اتیلن ترفتالات پلیمری است که در اغلب کشورها برای تولید الیاف پلی استر(۷۰ درصد) رزین بطری (۲۲ درصد) فیلم (۶ درصد) و رزین های پلی استر مهندسی (۲ درصد) به کار رفته ، ولی در ایران این پلیمر بیشتر برای ساخت انواع بطری های آشامیدنی استفاده می شود.
پر مصرف ترین گرید پت در ایران گرید پت 821 میباشد.

پلی‌اتیلن ترفتالات چیست؟ (وکیوم فرمینگ ورق PET)

پلی اتیلن ترفتالات پلیمری است که در اغلب کشور ها برای تولید الیاف پلی‌استر(۷۰ درصد) رزین بطری (۲۲ درصد) فیلم (۶ درصد) و رزین های پلی استر مهندسی (۲ درصد) به کار رفته ، ولی در ایران این پلیمر بیشتر برای ساخت انواع بطری های آشامیدنی استفاده می شود.
با توجه به مقاومت بالای این بطری ها در برابر شکستگی ، دما و نفوذ گازها، دارا بودن وزن کم و ارزان بودن قیمت نسبت به سایر مواد بسته بندی همچون شیشه و فلز ، تولید بطری‌های پلاستیکی از این رزین کاربرد گسترده ای پیدا کرده است. که بالتبع موجب ورود بطری های PETمصرفی به جریان زباله‌های شهری می گردد.
بالا بودن حجم این بطری ها نسبت به وزن ، که فضای زیادی را در هنگام حمل و نقل و دفن ف به خود اختصاص می دهند و تجزیه بسیار طولانی آنه در طبیعت (حدود ۳۰۰ سال) ، باعث گردیده تا مسئله بازیافت این بطری ها، بخصوص در سال های اخیر توجه همگان را به خو جلب نماید.

روش تولید پلی‌اتیلن ترفتالات (وکیوم فرمینگ ورق PET)

پلی استرها توسط واکنش دو عاملی اسیدها و الکل ها در حضور یک کاتالیست فلزی تولید می شوند. مرحله پلیمریزاسیون کلیدی به عنوان یک واکنش تغلیظ ، که مولکولها واکنش داده و آب آزاد می شود، شناخته شده است که این توسط واکنش دوم پلیمریزاسیون که در فاز جامد رخ می‌دهد دنبال می شود.
واسطه های کاربردی در تولید PET ، ترفتالیک اسید خالص و اتیلن گلیکول میباشند که از مشتقات نفت خام هستند. در زمان حرارت دادن مواد با یکدیگر، اولین محصولی که تولید می‌شود منومر است ( بیس هیدروکسی اتیل ترفتالات )  که با پلیمرهای با وزن مولکولی پایین مخلوط شده ( الیگومر) سپس مخلوط واکنش داده و اتیلن گلایکول مازاد به صورت تقطیری خارج و PETتشکیل می شود.
PET در این مرحله به صورت یک مایع ویسکوز مذاب است که با فشار خارج شده و توسط آب خنک شده و به فرم مواد بی شکل شیشه ای در می آید. گاهی PET بر مبنای دی متیل استر از فتالیک اسید نیز تولید میشود. PET با وزن مولکولی بالا توسط مرحله دوم پلیمریزاسیون به صورت جامد در دمای پایین تولید میشود. این روش باعث از بین رفتن تمام ناخالصی های فرار نظیر استالدهید، گلیکول آزاد و آب میشود. در تهیه PET رسیدن به وزن مولکولی بالا برای ایجاد خصوصیات میکانیکی ، سختی و مقاومت خزشی ضروری است تا انعطاف کافی در برابر شکستن داشته باشد.
خالص سازی پلیمر تشکیل شده خیلی مشکل می باشد به همین دلیل مواد اولیه رمز دستیابی به کیفیت بالای پلیمر برای بسته بندی مواد غذایی است. اتیلن گلایکول به راحتی توسط تقطیر خلاء و اسید توسط تکرار بلورینگی از حلال خالص سازی می شود.چنین موادی با خلوص و وزن مولکولی بالا برای بسته بندی کاربردی مواد غذایی لازم اند.
کاتالیزورها در غلظت های خیلی کم به منظور توسعه واکنشها و تضمین کاربری اقتصادی استفاده می شوند. عمومی ترین کاتالیزور تری اکسید آنتیمونی است اما نمک های از تیتانیوم ، ژرمنیوم ، کبالت ، منگنز ، منیزیم و روی هم گاهی استفاده می شود که مقدار ناچیزی از آن در درون قالب پلیمر یا در خود زنجیره پلیمر باقی می ماند.

PET به عنوان یک پلیمر semi – crystalline طبقه بندی شده و زمانیکه حرارت داده می شود در دمای بالاتر از ۷۲Cاز حالت سخت شیشه ای به فرم الاستیکی تغیر پیدا می کند. زمانیکه زنجیره های مولکولی پلیمر کشیده شدهو در یک راستا قرار می گیرند به فرم رشته ها و یا در دو جهت به شکل فیلم ها و ورقه ها در می آیند.اگر مواد مذاب سریعا سرد شوند در حالیکه همچنان در حالت کشش نگه داشته شوند.زنجیره ها به صورت جهت دار منجمد شده و سالم باقی می مانند. قرار گرفتن در حالت کشش باعث بروز خصوصیت استحکام می‌شود. ( خصوصیاتی که در بطری های PET مشاهده می شود. )

اگر PETدر فرم کشیده شده در دمای ۷۲C نگه داشته شود و به آهستگی بلورینه شود مواد رو به مات شدن میل میکنند ،در نتیجه سختی بیشتر و انعطاف کمتر حاصل میشود. (بعدها آن به عنوان crystalline PET شناخته شد) این فرم قادر است دماهای بالاتر را تحمل کند ومی تواند در تولید سینی و ظروف با تحمل درجه حرارت ملایم گاز استفاده شود. این تکنیک heat setting می باشد که اغلب خصوصیت مقاومت شستشو و چروک منسوجات پلی استر را بهبود می بخشند.
اصلاح ما بین هر یک از این فرم ها یک محدوده وسیع از محصولات متفاوت را تولید می کند که تمام گونه ها از همان فرمول شیمیایی اصلی PET اند.

کاربردها و خواصPET (وکیوم فرمینگ ورق PET)

امروزهPET عمدتاً از ترکیب اتیلن گلیکول با اسید ترفتالیک با کمک گرما و کاتالیزور بدست می آید که پلیمری خطی و مقاوم در برابر حلال ها است.خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه، PETمانند استحکام مکانیکی بالا استحکام اتصالات، شفافیت، وزن سبک، بی خطر بودن آن از نظر سمیت و نفوذ ناپذیری در برابرco 2 سبب شده است که به طور گسترده ای در ساخت فیلمهای عکاسی ، بطری های نوشیدنی ، و الیاف به کار رود. همچنین در تهیه الیاف پیوسته BCF و نخ صنعتی و Staple ، POY منسوجات و پوشاک کاربرد دارد . به علت اثر نداشتن PET در مزه و پایداری در برابر گرما به عنوان بسته بندی مواد غذایی نیز استفاده می شود.

بررسی سمیت پلی‌اتیلن ترفتالات (وکیوم فرمینگ ورق PET)

PET به صورت بیولوژیکی خنثی ، به صورت جلدی مطمئن برای در دست گرفتن می باشد. اگر بلعیده و یا استنشاق شود خطرناک نمی باشد. در مطالعات تغذیه ای صورت گرفته بر روی حیوانات هیچ مدرکی مبنی بر سمیت ماده مورد نظر یافت نشد. نتایج منفی از تستهای Ames ومطالعه بر روی DNA سنتزی (غیر قابل برنامه ریزی شده ) نشان داد که PET سمیتی بر روی ژنها ندارد.
مطالعات مشابه بر روی منومرها و ترکیبات واسطه PET نشان می دهد که این مواد به صورت ضروری سمی نیستند و هیچ تهدیدی برای انسان در بر ندارد. یکی از مواد ویژه که در سطح وسیع استفاده شده ، تری اکسید آنتیموان است که باعث سرطان می شود. به هر حال مطالعات کامل بر روی تغذیه حیوانات نشان داد که هیچگونه ریسکی ناشی از استفاده آنتیمونی در تولید PET وجود ندارد. مطالعه بر روی رژیم غذایی شامل ۲۰ g/Kg تری اکسید آنتیمونی تاثیرات سمی قابل شناسایی بر روی حیوانات نداشت و آزمایشات genotoxin اغلب منفی بود.
غدد درون ریز بدن انسان که کنترل فرایندهای حیاتی انسان نظیر تولید مثل، تنظیم متابولیسم و دیگر جنبه های توسعه قبل از تولد را به عهده دارد .مواد شیمیایی مصنوعی ساخت بشر ، در صورت جذب در بدن باعث از هم پاشیدن هورمون استروژن اختلال در چرخه غدد درون ریز ، اختلال در تولید مثل و کاهش در تعداد اسپرم میگردد.پس این نکته مهم است که ترکیبات استفاده شده در PET هیچ مدرکی مبنی بر فعالیت استروژنیک نداشته باشند.یک مدرک مهم وجود دارد که نشان میدهد که این مواد غیر سرطانی و نسبتا ایمن اند.

مزایا و معایب استفاده ازPET (وکیوم فرمینگ ورق PET)

مزیت استفاده از بطری های PET این است که درب بطری به راحتی با می شود و قابلیت بسته شدن مجدد را دارد و همچنین سبک و ارزان قیمت می باشند.PET به طور ذاتی مشخصات پلاستیک های زیست تخریب را دارد و درمدت دو سال در زیر خاک بیش از ۳۰ در صد آن تخریب می گردد که بازیافت PET و تبدیل آن به محصولات قابل مصر ف راه حل مناسب تری است. این مواد با اینکه در صد وزنی کمی از کل ضایعات جامعه (حدود ۷ درصد) را تشکیل می دهند ولی به علت چگالی کم حجم بالایی حدود ۳۰ درصد کل ضایعات را در بر دارند . به طور معمول حدود ۸۰۰ کیلوگرم زباله در هر متر مکعب فضای دفن جای می گیرد در حالیکه یک متر مکعب فضای دفنی تنها می تواند ۳۵ کیلو گرم بطری را در خود جای دهد.

تولید ورق pet و استفاده آن در بسته‌بندی وکیوم فرمینگ ورق pet (وکیوم فرمینگ ورق PET)

مواد پلی اتیلن ترفتالات یا PET که به صورت گرانول در خط تولید ورق PET قرار می گیرد و به صورت ورق با ضخامت مشخص تولید می شود ورق تولید شده در دستگاه وکیوم فرمینگ که می تواند دستی یا اتوماتیک باشد قرار می گیرد و با گرمای دقیق و مشخصی که به آن داده می شود و با استفاده از قالب وکیوم فرمینگ و خلاء ایجاد شده وکیوم فرمینگ ورق PET صورت می گیرد و به دلیل اثرات زیان بار کمتر برای محیط زیست و انسان بیشتر برای بسته بندی مواد غذایی استفاده می شود.