PETの結晶化度

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ミシガン工科大学のオープン持続可能性技術ラボFree Appropriate Sustainable TechnologyでJoshua Pearce 博士にお問い合わせください。

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このページには、 PET 押出に関する文献レビューおよびPET 準備プロトコルで調査された PET 結晶化度研究の大部分が含まれています。

背景

PET は特性を保持するために、乾燥前に結晶形である必要があります。これは、材料を約 180°F (82°C) で乾燥させながら撹拌することによって行うことができるようです。^[1]他の情報源では、ゆっくりと冷却すると結晶化が促進される可能性があると述べています。^{[2] [3]}ガラス転移時に粒子が結合して押出機が詰まるのを防ぐために、押出成形中は PET を非晶質ではなく結晶質にすることが推奨されます。^{[4] [5]}

収集された PET DSC データは、ボトルの壁に結晶転移ピークがないことを示しており、これはプラスチックがすでに結晶質であることを示している可能性があります。

PETプラスチックの加熱による再結晶化

不透明な部分は結晶化されていますが、透明な部分はまだ非晶質です。サンプル全体を 160°C にさらしました。

非晶質 PET は結晶質 PET よりも多くの水を保持し、乾燥すると凝集する傾向があります。乾燥温度は、非晶質ではなく結晶質の PET を対象としています。これらの要因により、飲料ボトルから収集された非晶質 PET は、まず結晶化する必要があります。

現在、これを行うために推奨されている方法は、非晶質の細断プラスチックを 180°F で約 1 時間撹拌および加熱することです[1]。これにより、プラスチックの結晶化度が高まり、分解をあまり犠牲にすることなく乾燥の準備が整います。

結晶化度を定量的に決定するには、X 線回折または示差走査熱量測定を使用できます。

ヒートガンは、壁部分を不透明にすることにある程度の成功を示しています。最初の設定では変化はありませんでしたが、2 番目の設定では PET が歪み、最終的には溶けてしまいました。第 2 レベルから空冷した後、サンプル片は不透明になり、これはそれらがもはや二軸配向ではなく、粘性流の通常の結晶化によりさらに配向されたことを示しています。ヒートガンの最初の 2 つのレベルの温度は、それぞれ ~50°C と ~280°C でした。しかし、プラスチックを第 2 レベルから水で冷却すると、透明な特性が保持されました。

乾燥温度と時間の表

注意すべき重要な温度: 260°C は融点です。70～80℃はガラス転移温度です。ここに示した 2 つの表は、大部分が結晶質で大部分が非晶質の PET であると考えられています。新しく細断されたペットボトルは不定形であると仮定されます。

不透明な部分は結晶化度が低く、透明な部分は結晶化度が高いと考えられます。サンプル全体を 140℃に加熱しました。同じパーツ内の違いは処理履歴によるものです。壁はブロー成形され、糸は射出成形されます。

参考文献