聚萘二甲酸乙二醇酯的性能
聚萘二甲酸乙二醇酯(简称PEN)是性能优良的热塑性聚酯。
PEN化学结构与PET相似,不同之处在于分子链中PEN由刚性更大的萘环代替了PET中的苯环,萘环结构使PEN具有比PET更高的物理机械性能、气体阻隔性能、化学稳定性及耐热、耐化学药品性、耐紫外线、耐辐射等性能。
1.气体阻隔性
由于萘的结构更容易呈平面状,使得PEN最突出的性能之一就是气体阻隔性能好。PEN对水的阻隔性是PET的3~4倍,不受潮湿环境的影响。对氧气和二氧化碳的阻隔性是PET的4~5倍。因而,PEN可作为饮料及食品包装材料、并可大大提高产品的保质期。
2.化学稳定性能
PEN具有良好的化学稳定性,PEN对有机溶液和化学药品稳定,耐酸碱的能力好于PET。由于PEN的气密性好,分子量相对较大,所以在实际使用温度下,析出低聚物的倾向比PET小,在加工温度高于PET的情况下分解放出的低级醛却也少于PET。
3.耐热性能
由于萘环提高了大分子的芳香度,使PEN比PET更具有优良的热性能。PEN在130度的潮湿空气中放置500小时后,伸长率仅下降10%。在180度干燥空气中放置10小时后,伸长率仍能保持50%。而PET在同等条件下就会变得很脆,无使用价值。PEN的熔点为265度与PET相近,其玻璃化温度在120度以上,比PET高出50度左右。
4.耐紫外线辐射性能
由于萘的双环结构具有很强的紫外光吸收能力,使得PEN可阻隔小于380nm的紫外线,其阻隔效应明显优越于PC。另外,PEN的光致力学性能下降少,光稳定性约为PET的5倍,经放射后,断裂伸长率下降少,在真空中和氧气中耐放射线的能力分别可达PET的10倍和4倍。
5.其它性能
1.3 PEN与PET、PBT、PTT性能比较
PEN树脂结构与PET十分近似,但PEN在所有方面的性能都优于PET,它具有如下特性:
1、PEN的热变形温度比PET高30℃,达到100℃,可以用于热灌装。
2、PEN的玻璃化温度比PET约高40℃,同时其拉伸强度、弯曲模量、弯曲强度也较高,故PEN的尺寸稳定性好,热收缩率低、长期耐热性好。
3、PEN耐酸、耐碱、耐水解性和耐一般化学药品的性能优于PET。
4、PEN是各种塑料中气体阻隔性较好的一种,对氧气、二氧化碳、水的阻隔性分别比PET高4倍,5倍,3.5倍。
5、PEN与PET相比,对有机溶剂的吸附性较小,本身游离、析出性也低。
6、PEN结晶度低于PET,易制得厚壁透明瓶。
7、具有良好的抗紫外线性能。
8、PEN有很好的卫生性能。
聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)化学结构与PET相似,不同之处在于分子链中PEN由刚性更大的萘环代替了PET中的苯环。萘环结构使PEN比PET具有更高的物理机械性能、气体阻隔性能、化学稳定性及耐热、耐紫外线、耐辐射等性能,优异的性质使得PEN用途非常广泛。
1.3 PEN与PET、PBT、PTT性能比较
PEN是20世纪90年代商业化的聚酯新品种。目前,PEN树脂先后被开发出了薄膜级、瓶级、纤维级等系列产品,由于其综合性能优异,有广阔的潜在市场,因而引起全球聚酯行业的关注,是一种极具开发前景的新型热塑性聚酯材料。
4.1.1 PEN薄膜
PEN薄膜与PET薄膜同为聚酯类膜,为获得高性能薄膜,采用双向拉伸工艺,与PET薄膜生产方法一样,用熔融挤出法制薄膜,但由于其熔点、玻璃化温度(rg)、熔体黏度高,故对生产设备、加工工艺条件都需做调整和改进,才能加工 PEN。目前采用的工艺过程与PET膜生产一样:熔融—挤出—拉伸—热定型—收卷。
PEN 薄膜性能优于 PET 薄膜,全球市场对PEN 需求十分迫切,促使全球薄膜生产知名大公司都进入了PEN薄膜生产领域。PEN薄膜广泛应用于电声振动膜片,5G膜材料、柔性印刷电路板(FPC)、F级绝缘膜、氢燃料电池膜电极边框密封膜、薄膜电容企,大容量数据储存、食品及医药品包装、航空航天材料等诸多领域,PEN薄膜新的用途仍然在不断开发中。
4.1.1.1 5G领域的应用
狂飙突进的5G产业,直接带动了5G手机、3C电子、智能汽车、智能传感、智慧屏幕、自动驾驶、智慧医疗、VR/AR等领域,将迎来巨大市场空间,PEN薄膜等高分子材料、功能性薄膜等行业也因为5G加持驶向发展快车道。
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