معرفی PET

امروزه تولید بطری‌های پلاستیکی به دلیل مقاومت در برابر شکستگی، وزن کم و ارزان بودن نسبت به سایر مواد بسته‌بندی‌ها همچون شیشه و فلز کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده‌است. پلی‌اتیلن‌ترفتالات (PET) یکی از این پلاستیک‌ها است.

واژه اختصاری PET از PolyEthylene Terephthalate گرفته شده‌است، ترکیبی که از نظر شیمیایی جزء خانواده پلی‌استرها محسوب می‌شود. پلی‌استرها برای اولین بار در سال 1930 برای استفاده به عنوان الیاف مصنوعی ساخته شدند.

بسیاری از آن‌ها از جمله PET هنوز هم برای تولید الیاف استفاده می‌شوند. سپس PET در فیلم‌های بسته‌بندی مورد استفاده قرار گرفت و در سال 1970 فرایند تولید بطری توسعه یافت.

خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه PET مانند استحکام مکانیکی بالا، شفافیت، وزن سبک، بی‌خطربودن آن از نظر سمیت و نفوذناپذیری نسبی آن در برابر گازها، عدم تاثیر در مزه و پایداری در برابر گرما سبب شده‌است که این پلیمر به طور گسترده‌ای در ساخت بطری‌ها و فیلم‌های بسته‌بندی مواد غذایی مورد استفاده قرار گیرد.

تولید بطری PET

روش شکل‌دهی پلاستیک‌ها متنوع بوده و با توجه به نوع پلیمر و کاربرد آن متفاوت می‌باشد.

امروزه از پلاستیک‌هایی نظیر پلی وینیل کلراید (PVC)،  پلی‌اتیلن(PE)، پلی پروپیلن(PP)، پلی کربنات(PC) و پلی‌اتیلن‌ترفتالات(PET) برای ساخت بطری استفاده می‌شود.

تولید بطریPET  از چهار پلاستیک ذکر شده توسط فرآیند اکستروژن مذاب و باد کردن پلیمر در قالب انجام می‌شود. (در واقع نیازی به تولید پریفرم(Preform) نیست) اما از آنجایی که PET در حالت مذاب استحکام لازم را ندارد، فرآیند تولید بطری PET شامل دو مرحله است:

مرحله اول: ابتدا پریفرم PET  آمورف (Amorphous)  با تزریق PET مذاب کریستاله به داخل قالب تولید می‌شود.

مرحله دوم: پریفرم‌های تولیدشده، قالب‌گیری و دمیده می‌شوند.

فرآیند تولید بطری از مواد PET  به دو روش تک مرحله‌ای (single stage) و دو مرحله‌ای (Two stage) انجام می‌پذیرد:

در روش تک مرحله‌ای، فرآیند تولید پریفرم و بطری در یک ماشین انجام می‌شود، در حالی که در فرآیند دومرحله‌ای ماشین‌های تولید پریفرم (ماشین قالب‌گیری تزریقی) و بطری از یکدیگر متمایز است و بطری در فرآیندهای جداگانه‌ای تولید می‌شوند:

پریفرم‌های تولیدشده در فرآیند تزریق، قبل از دمش، مجدداً داخل آون حرارت دیده و برای بادشدن به قالب دمش انتقال می‌یابند.

ماشین‌آلات کششی-دمشی خطی و چرخشی برای این منظور توسعه یافته‌اند.

قالب‌گیری کششی-دمشی، رایج‌ترین روش تولید بطری از پریفرم است. مهم‌ترین مزیت این روش، توانایی کشش پریفرم در هر دو جهت مقطعی و محوری است. کشش همزمان پلیمر از دوجهت، باعث افزایش استحکام کششی، خواص سدگری، ضربه پذیری، شفافیت و استحکام ظرف می‌شود.

شکل‌گیری بطری در قالب در سه مرحله انجام می‌شود:

مرحله اول با کشش عمودی پریفرم وسط یک میله آغاز می‌شود، سپس پریفرم کشیده شده با دمش هوای کم فشار (0.5 تا 0.9 M‌Pa) متورم می‌گردد  و همزمان کشیدگی نیز افزایش می‌یابد. در مرحله آخر کشش به وسیله میله متوقف شده و فشار تا 40بار (MPa4) افزایش می‌یابد. مرحله اول و دوم کم‌دمی و مرحله آخر اصطلاحاً دمش نامیده می‌شود (البته این سه مرحله در صنعت متمایز نمی‌گردد). برای ممانعت از برخورد میله کشش با پریفرم معمولاً مرحله دوم یا پیش‌دمش با مرحله اول کشش همزمان است.

تغییر شکل پریفرم و شکل‌گیری بطری می‌بایستی با حفظ شفافیت بطری، توزیع یکنواخت ضخامت و عملکرد مطلوب مکانیکی آن (با توجه به ویژگی‌های خاص مایعی که در آن پر می‌شود) همراه باشد.

با وجود محدودیت در خواص سدگری و مقاومت مکانیکی، PET بلوری (کریستاله) به طور گسترده‌ای استفاده می‌شود.

PET عموماً به روش پلیمریزاسیون مرحله‌ای و از واکنش بین اسید ترفتالیک خالص و مونو اتیلن گلیکول تولید می‌گردد. محصول نهایی حاصل از پلیمریزاسیون می‌تواند آمورف (شفاف) و یا نیمه کریستال (مات) باشد که هر محصول در صنعت کاربرد خاصی خواهد داشت.

مطابق تصویر از راست به چپ:

پریفرم حرارت داده می‌شود.

پریفرم داخل قالب قرار گرفته و قالب بسته می‌شود.

کشش و سپس پیش دمش آغاز می‌شود(میله کشش).

کشش و دمش (low blow) توسعه می‌یابد.

بطری کامل باد می‌شود (Blowing).

قالب باز شده، بطری خارج می‌شود.