Worin besteht der Unterschied zwischen PET und PETG?

HAUSTIERPET, ein Polykondensat, wird hauptsächlich für Lebensmittelverpackungsfolien und Textilfasern sowie weitere Anwendungen eingesetzt. Es findet zunehmend Verwendung als Verpackungsmaterial, nicht nur für Getränkeflaschen, sondern auch für amorphes PET (APET), kristallines PET (CPET) in Dosen und Platten. In den letzten fünf Jahren wurden technisches PET und Copolyester als neue Polymerprodukte in technischen bzw. Spezialverpackungen eingesetzt.
Der Erfolg von PET in der Getränkeverpackung beruht auf seiner Robustheit und Transparenz, seiner Ausrichtungsfähigkeit, seinem hervorragenden Preis-Leistungs-Verhältnis und der Entwicklung von Hochgeschwindigkeits-Flaschenverarbeitungstechnologien. PET-Getränkedosen sind leicht, bruchsicher, wiederverwendbar und luftdicht. Eine gefüllte 2-Liter-PET-Getränkeflasche ist 24 % leichter als eine vergleichbare Glasflasche; eine leere Flasche wiegt nur ein Zehntel einer gleich großen Glasflasche. Dies spart Arbeitsaufwand, Energie und Kosten in allen Bereichen der Wertschöpfungskette vom Hersteller bis zum Verbraucher.
Chemie und Eigenschaften

PET für Getränkeflaschen wird aus Terephthalsäure (TPA) hergestellt, die durch Oxidation von p-Xylol gewonnen wird. Die Terephthalsäure wird gereinigt oder mit Methanol zu Dimethylterephthalat (DMT) umgesetzt oder weiter zu reiner Terephthalsäure (PTA) oxidiert. Ein weiterer Grundrohstoff für PET ist Ethan, das durch Reaktion zu Ethylenglykol (EG) umgewandelt wird. PET ist ein Kondensationspolymer, das durch kontinuierliche Polymerisation von DMT (oder PTA) und EG in der Schmelze und anschließende Festphasenpolymerisation entsteht. Dadurch werden große Kristalle sowie das endgültige Molekulargewicht und die Grenzviskosität bestimmt. Durch die Festphasenpolymerisation wird zudem der Ethanolanteil des Polymers ausreichend niedrig gehalten.

Handelsübliches PET-Harz schmilzt bei etwa 480 °F (), der Schmelzpunkt von hochkristallinem PET liegt jedoch bei etwa 520 °F ().

Orientiertes kristallisiertes PET zeichnet sich durch hervorragende Festigkeit, Zähigkeit und Transparenz aus und ist beständig gegen schwache Säuren, Basen und viele Lösungsmittel.

Sondernoten

PET in Streckblasformqualität ist in den Farben Vollton, Grün und Hellgelb erhältlich. Das farbige Polymer im Reaktor muss nicht compoundiert werden, was die physikalischen Eigenschaften nicht beeinträchtigt und die Farbkonsistenz verbessert. Reine Harze mit unterschiedlichen Viskositäten sind verfügbar. PET-Copolymere kristallisieren langsam, wodurch sich unter verschiedensten Verarbeitungsbedingungen hochwertige Getränkeflaschen herstellen lassen. Auch ein extrusionsblasformbares Polymer ist erhältlich. Dieses Material vereint die Vorteile guter Schmelzfestigkeit und langsamer Kristallisation und lässt sich problemlos auf geeigneten Extrusionsblasformanlagen verarbeiten. Verschiedene verstärkte, flammhemmende und andere Spezialpolymere werden ständig eingeführt oder modifiziert, um neuen Anwendungsbereichen gerecht zu werden.

PETGCopolyester ist ein weiteres Beispiel für die Vielzahl an Copolyestern. Im Gegensatz zu PCTA, das mit Säure modifiziert wird, ist PETG ein diolmodifiziertes Polymer, das durch die Kombination von CHDM-Diol mit TPA (Terephthalsäure) und Ethylenglykol hergestellt wird. PETG-Copolymere lassen sich formen oder extrudieren und bleiben in der Regel auch bei großen Querschnitten amorph, transparent und nahezu farblos.

Es zeichnet sich durch hohe Steifigkeit, Härte und gute Zähigkeit, auch bei niedrigen Temperaturen, aus. Die Kombination aus Transparenz, Zähigkeit und Schmelzfestigkeit macht es ideal für das Spritzgießen, Blasformen und Extrudieren von Profilen, Rohren, Folien und Platten. PETG ist in unmodifizierter Form oder mit verschiedenen Additiven erhältlich, darunter Trennmittel, Masterbatches und Schlagzähmodifikatoren für das Spritzgießen.

PETG sollte vor dem Spritzgießen oder Extrudieren etwa 4–6 Stunden bei 49–71 °C getrocknet werden. Bei beiden Verfahren liegt die Schmelztemperatur zwischen 216 °C und 266 °C. Die Haltezeit der Verarbeitungsanlagen bei höheren Temperaturen sollte so kurz wie möglich sein, um übermäßige Materialzersetzung zu vermeiden. Das Spritzgießen sollte auf einer Spritzgießmaschine erfolgen, wobei jeder Schuss 50 % bis 80 % ihrer Kapazität ausmachen sollte.

PETG lässt sich bei Schmelztemperaturen zwischen 204 und 232 °C extrudieren und blasformen, um transparente Flaschen für Shampoo, Flüssigwaschmittel, Hygieneprodukte, Mineralöle und Lebensmittelverpackungen herzustellen. Dieses Material erfüllt die FDA-Standards für den Kontakt mit Lebensmitteln.

Durch Extrusion lassen sich vielfältige Profile sowie Verpackungsrohre, Folien und Platten, einschließlich Verpackungen für Medizinprodukte, herstellen. PETG und PCTA können mit Ethylenoxid und Yttrium-Ionen sterilisiert werden.

Bei der Verwendung im Spritzgussverfahren wird PETG üblicherweise in einem Schmelztemperaturbereich von 450-510 °F und einer Werkzeugtemperatur von etwa 70-130 °F verarbeitet. Zu den aktuellen Anwendungsgebieten gehören Instrumentenabdeckungen, Maschinenschutzvorrichtungen, Kosmetikbehälter, Hebelzeiger, Displaykomponenten und Spielzeug.

PET wird hauptsächlich für Limonaden- und Erfrischungsgetränkeverpackungen verwendet. PET hat einen Marktanteil von nahezu 100 % bei nicht recycelbaren 2-Liter-Verpackungen, und auch 1,5-Liter-, 1-Liter-, 0,5-Liter- und kleinere PET-Flaschen sind weit verbreitet.

PET wird in der Lebensmittel-, Alkohol- und Waschmittelindustrie eingesetzt. Die Nachfrage nach PET für kohlensäurefreie Getränke und Verpackungen von Industrieprodukten dürfte weiter steigen. Zu den verpackten Lebensmitteln zählen Senf, Gummiprodukte, Erdnussbutter, Würzmittel, Speiseöle, Cocktails und Fruchtsaftkonzentrate. Neue Farbstoffe, insbesondere Weber-Farben, sind in der Verpackung von Medikamenten, Vitaminen und Waschmitteln beliebt.

Eine der neuesten und am schnellsten wachsenden Anwendungen für PET-Behälter ist die Verpackung von Lebensmitteln und Getränken, die bei hohen Temperaturen abgefüllt werden muss. Viele Lebensmittel, insbesondere Obst oder fruchthaltige Produkte, müssen bei 82 °C oder höher verpackt werden. Dies gewährleistet die Pasteurisierung (Sterilisation) von Produkt und Behälter zum Zeitpunkt der Abfüllung. Herkömmliche, orientierte Behälter, wie beispielsweise Beutel für Limonaden und Erfrischungsgetränke, neigen bei Temperaturen über 71 °C zum Schrumpfen und Verformen. Dies ist auf eine gewisse Spannungsrelaxation zurückzuführen. Spannungskonzentrationen entstehen beim Streckblasformen des Behälters. Es wurden Technologien entwickelt, um die Hitzebeständigkeit während der Verarbeitung zu verbessern. Diese Technologien werden üblicherweise als „Wärmefixierung“ bezeichnet. Je nach spezifischer Verarbeitungstechnologie gibt es verschiedene, oft firmeneigene Verfahren, mit denen Behälter hergestellt werden können, die für die Abfüllung bei 88–90 °C geeignet sind. Produkte, die eine Verpackung mit dieser Eigenschaft erfordern, sind unter anderem reine Fruchtsäfte, fruchtsaftreiche Getränke, Tees, bestimmte isotonische Getränke und Sportgetränke, Würzmittel, Fruchtsaftkonzentrate und bestimmte Mineralwässer.

PET wird häufig für Extrusionsbeschichtungen sowie Extrusionsfolien und -platten verwendet. Es dient als Extrusionsbeschichtungsmaterial für ofenfeste Kartonverpackungen. Darüber hinaus kann kristallines PET (CPET) als Basismaterial für die Herstellung von Ofenblechen eingesetzt werden.

PET-Folie ist üblicherweise biaxial orientiert und wird als Röntgen- und anderer Fotofilm, für Fleisch- und Käseverpackungen, Magnetbänder, elektrische Isolierung, Druckplatten und Flaschenverpackungsbeutel eingesetzt. PET wird auch als Industrieklebeband verwendet. Nichtkristalline, unorientierte PET-Folie und -Platten finden zunehmend Verwendung zur Herstellung von Behältern, Schalen, Schaumstoffprodukten und Getränkebechern.

Zusammenfassung: PETG ist eine verbesserte Version von PET mit höherer Transparenz, höherer Zähigkeit, besserer Schlagfestigkeit und natürlich einem höheren Preis.