Poli (tereftalan etylenu) | |
Struktura poli(tereftalanu etylenu) - [O- (CH 2 ) 2 -O-CO- p Ph-CO] n - |
|
Identyfikacja | |
---|---|
Nazwa IUPAC | poli (oksyetylenooksyereftaloil) |
Synonimy |
Lustro z
|
N O CAS | |
N O ECHA | 100 121 858 |
UŚMIECH |
c1 (C (OCCO) = O) ccc (C (= O) *) cc1 , |
Właściwości chemiczne | |
Formuła | (C 10 H 8 O 4 ) N |
Właściwości fizyczne | |
T ° zeszklenie | 70 ° C |
T ° fuzja | 245 °C |
Parametr rozpuszczalności δ | 20,5 J 1/2 cm- 3/2 ; 21,9 MPa 1/2 |
Masa objętościowa | 1,34 - 1,39 g cm -3 |
Przewodność cieplna | 0,15 W · m- 1 K- 1 − |
Właściwości elektroniczne | |
Stała dielektryczna | 3,25 (1 kHz , 23 °C ) 3 (1 MHz , 23 °C ) 2,8 (1 GHz , 23 °C ) |
Właściwości optyczne | |
Współczynnik załamania światła | 1,57 - 1,58 |
Jednostki SI i STP, chyba że zaznaczono inaczej. | |
Poli (tereftalanu etylenu) , znany pod nazwą angielską politereftalanu etylenu (czasami gallicized nieprawidłowo w „PET”) lub PET , które jest również w skrócie w PETE , jest polimer typu termoplastycznego nasyconego poliestru , w przeciwieństwie do termoutwardzalnych poliestrów . Ten polimer jest otrzymywany przez polikondensację z kwasu tereftalowego z glikolem etylenowym .
Podczas produkcji PET monomery są kondensowane przez estryfikację, a lepkość materiału stopniowo wzrasta aż do uzyskania pożądanej konsystencji na końcu polikondensacji. Następnie ten gorący odlew w temperaturze 250 °C jest przeciskany przez dysze cienkiego pręta, a następnie schładzany i redukowany do granulek, które następnie zostaną ukształtowane w pożądany kształt.
Nagle schłodzony PET jest amorficzny i przezroczysty. Powolne chłodzenie lub dodanie zarodków krystalizacji (talk, siarczan baru) może sprawić, że będzie przezroczysta. Jednak stopień krystaliczności nigdy nie przekracza 30%, w porównaniu z 60% dla poli(tereftalanu butylenu) (PBT).
Poprzez wytłaczanie i rozciąganie pod napięciem z amorficznego PET otrzymuje się folię o półkrystalicznych właściwościach dwuosiowych . Ta folia o bardzo dużej wytrzymałości na rozciąganie, bardzo stabilna i przezroczysta, bardzo dobry izolator elektryczny , znana jest pod markami Mylar, Melinex i Hostaphan.
Jeśli chodzi o PET butelek z wodą gazowaną lub lemoniadą (zdjęcie poniżej po lewej stronie wtrysku i prostego rozdmuchiwania takich butelek ), wytrzymuje wysokie ciśnienia rzędu dziesięciu barów (stąd jego zastosowanie do produkcji rakiet wodnych przy ciśnienie startowe 5 barów).
Mimo swojej nazwy nie ma podobieństwa do polietylenu i nie zawiera ftalanów . Jednak ślady substancji zaburzających gospodarkę hormonalną typu ftalowego lub antymonowego można znaleźć w produktach spożywczych zawartych w opakowaniach PET. Uwalnianie ftalanów może być spowodowane źródłami wykorzystywanymi w recyklingu PET i może być wyższe w przypadku napojów gazowanych i soków owocowych ze względu na ich kwasowość. Natomiast antymon pochodzi z katalizatora stosowanego w procesie produkcyjnym. Uwalnianie się antymonu z butelek PET, które można znaleźć w 132 markach butelek na wodę z 28 krajów, może mieć związek z temperaturą przechowywania, tak jak w przypadku butelki pozostawionej w wystawionym na słońce samochodzie. W obu przypadkach władze uznały, że osiągnięte poziomy nie są alarmujące.
PET to tworzywo sztuczne na bazie ropy naftowej: użyte monomery , glikol etylenowy i kwas tereftalowy, pochodzą z przeróbki ropy naftowej. Potrzeba 1,9 kg z ropy naftowej w celu otrzymania 1 kg PET.
Cząsteczka poli(tereftalanu etylenu) hydrolizuje w wysokiej temperaturze (około 240 °C ), wracając do postaci o niskiej masie cząsteczkowej, niezdatnej do normalnego użytku. Dlatego przed użyciem polimer należy dokładnie wysuszyć pod próżnią w temperaturze 80 °C .
Jest to poważne ograniczenie jego ekonomicznego recyklingu jako materiału wielokrotnego użytku.
Jak wszystkie materiały syntetyczne , PET spotyka się z klasycznymi oskarżeniami o toksyczność, upośledzenie płodności człowieka ( mężczyzn i kobiet ) itp. . Oskarżenia te są badane przez właściwe organy, które zapewniają, że w normalnych warunkach użytkowania nie ma ryzyka.
Chociaż jego nazwa może kojarzyć się z ftalanami , poli (tereftalan etylenu) zwykle ich nie zawiera. Ślady można było wykryć na PET z recyklingu, ze względu na niedoskonałe sortowanie innych tworzyw sztucznych.
Antymon (Sb) to pierwiastek metaloidalny stosowany jako katalizator w postaci związków takich jak trójtlenek antymonu (Sb 2 O 3) lub trioctan antymonu w reakcji polimeryzacji do produkcji PET. Po wyprodukowaniu na powierzchni produktu można znaleźć wykrywalną ilość antymonu. Resztki te można wypłukać, ale antymon pozostający w samym materiale może również później migrować z plastiku do żywności , łatwiej po podgrzaniu.
WHO opublikowała ocenę ryzyka antymonu w wodzie pitnej. Maksymalny dopuszczalny limit antymonu w wodzie pitnej został ustalony przez WHO na dwadzieścia części na miliard (WHO, 2003), a limit dla wody pitnej w Stanach Zjednoczonych jest czterokrotnie niższy (o sześć części na miliard). Chociaż zgodnie z zaleceniami WHO dla wody pitnej trójtlenek antymonu jest mniej toksyczny przy przyjmowaniu doustnym, bierze się pod uwagę jego obecność.
Ekspozycja PET na gotowanie lub działanie mikrofal może znacznie zwiększyć poziom antymonu, prawdopodobnie powyżej maksymalnych poziomów zanieczyszczenia określonych przez EPA .
Federalny Urząd Zdrowia Publicznego Szwajcarii badał znaczenie migracji antymonu porównującego wody butelkowanej w PET i szkła: stężenia antymonu w butelkach PET były wyższe, pozostając znacznie poniżej maksymalnej dopuszczalnej koncentracji w Szwajcarii. Zarząd stwierdził, że niewielkie ilości antymonu migrują z PET do wody butelkowanej, ale ryzyko dla zdrowia wynikające z niskich stężeń jest znikome (1% „tolerowanego dziennego spożycia” ustalonego przez WHO). Trzy lata później inne, szerzej nagłośnione badanie (2006) potwierdziło podobne ilości antymonu w wodzie w butelkach PET w Kanadzie i Europie.
W 2010 r. koncentraty soków owocowych (dla których nie ustalono wytycznych) produkowane i butelkowane w PET w Wielkiej Brytanii zawierały do 44,7 µg/L antymonu, czyli znacznie powyżej (prawie dziewięć razy więcej) niż limit wody wodociągowej UE wynoszący 5 µg/L , dla porównania.
Krótko mówiąc, ogólnie antymon z PET w rzeczywistości nie stanowi problemu.
Wiadomo, że gatunek bakterii (zaklasyfikowany do rodzaju Nocardia ) jest zdolny do biodegradacji PET dzięki enzymowi ( esterazie ).
Japońskie badacze wyodrębnili bakterii , Ideonella sakaiensis , który ma dwa enzymów zdolnych do rozłożenia PET na mniejsze fragmenty, których bakterie mogą następnie trawienia. Kolonia I. sakaiensis może rozpaść się cienką plastikową folię PET w około sześć tygodni.
W 2020 roku inny enzym, kutynaza o nazwie „LCC”, początkowo odkryty przez japoński zespół w kompoście z liści, okazał się najskuteczniejszym enzymem spośród wszystkich znanych z depolimeryzacji PET, zdolnym do rozłożenia 90% odpadów PET w 10 godzin . PET jest następnie rozkładany na dwa podstawowe monomery, glikol monoetylenowy i kwas tereftalowy, które można ponownie wykorzystać do wytwarzania nowych obiektów z PET, równoważnych PET z produkcji pierwotnej. Naturalnie kutynaza „LCC” atakuje kutynę, lipidowy biopolimer zintegrowany z naskórkiem, chroniący powierzchnię liści roślin, poprzez przecinanie wiązań estrowych.
W 2014 roku Francja była importerem netto PET, ze średnim miesięcznym importem 27 000 t , przy eksporcie 1800 t . W tym samym roku średnia cena PET skonstruowanego na podstawie francuskich danych celnych wyniosła 1100 €/t .
W 2003 roku w szwajcarskich sklepach osiem na dziesięć butelek zostało wykonanych z PET. W 2011 roku było to 1,2 miliarda butelek PET wprowadzonych na rynek .
Szwajcaria jest światowym liderem w recyklingu butelek PET. W 2010 roku ponad 80% z nich wróciło do fabryki po użyciu, w porównaniu z 94% w przypadku szkła i 91% w przypadku puszek aluminiowych, co stanowi 700 milionów butelek odzyskiwanych rocznie.