PET กับ PETG ต่างกันอย่างไร?

สัตว์เลี้ยงPET ซึ่งเป็นพอลิคอนเดนเซตชนิดหนึ่ง ใช้เป็นหลักในฟิล์มบรรจุภัณฑ์อาหารและเส้นใยสิ่งทอ รวมถึงการใช้งานอื่นๆ ปัจจุบันมีการใช้ PET เป็นวัสดุบรรจุภัณฑ์เพิ่มมากขึ้น ไม่เพียงแต่ในขวดน้ำอัดลมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงกระป๋องและจาน PET อะมอร์ฟัส (APET) และ PET ผลึก (CPET) ด้วย ในช่วงห้าปีที่ผ่านมา PET เกรดวิศวกรรมและโคพอลิเอสเตอร์ ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์พอลิเมอร์ใหม่ ได้ถูกนำมาใช้ในวัสดุบรรจุภัณฑ์ทางวิศวกรรมและบรรจุภัณฑ์เฉพาะทางตามลำดับ
ความสำเร็จของ PET ในบรรจุภัณฑ์เครื่องดื่มอัดลมเกิดจากความทนทานและความโปร่งใส ความสามารถในการจัดเรียงตัว ความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจที่ยอดเยี่ยม และการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตขวดความเร็วสูง กระป๋องเครื่องดื่ม PET มีน้ำหนักเบา ไม่แตกหักง่าย นำกลับมาใช้ใหม่ได้ และมีความแน่นหนาดี ขวดเครื่องดื่ม PET ขนาด 2 ลิตรที่บรรจุเต็มแล้วมีน้ำหนักเบากว่าขวดแก้วขนาดเดียวกันถึง 24% และขวดเปล่ามีน้ำหนักเพียง 1/10 ของขวดแก้วขนาดเดียวกัน ซึ่งช่วยประหยัดแรงงาน พลังงาน และต้นทุนในทุกขั้นตอนตั้งแต่ผู้ผลิตจนถึงผู้บริโภค
เคมีและคุณสมบัติ

PET สำหรับขวดเครื่องดื่มผลิตจากกรดเทเรฟทาลิก (TPA) ซึ่งได้จากการออกซิเดชันของ p-ไซลีน กรดเทเรฟทาลิกจะถูกทำให้บริสุทธิ์หรือทำปฏิกิริยากับเมทานอลเพื่อสร้างไดเมทิลเทเรฟทาเลต (DMT) หรือถูกออกซิไดซ์ต่อไปเพื่อสร้างกรดเทเรฟทาลิกบริสุทธิ์ (PTA) วัตถุดิบพื้นฐานอีกอย่างหนึ่งสำหรับ PET คืออีเทน ซึ่งถูกเปลี่ยนเป็นเอทิลีนไกลคอล (EG) โดยปฏิกิริยา PET เป็นพอลิเมอร์ควบแน่นที่เกิดจากการพอลิเมอไรเซชันอย่างต่อเนื่องของ DMT (หรือ PTA) และ EG ในสถานะหลอมเหลว จากนั้นจึงเกิดกระบวนการพอลิเมอไรเซชันในสถานะของแข็งเพื่อให้ได้ผลึกขนาดใหญ่และน้ำหนักโมเลกุลและความหนืดสุดท้าย กระบวนการในสถานะของแข็งยังทำให้ปริมาณเอทานอลในพอลิเมอร์ต่ำลงอย่างเพียงพอ

เรซิน PET ที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ทั่วไปจะหลอมเหลวที่อุณหภูมิประมาณ 480 องศาฟาเรนไฮต์ () แต่จุดหลอมเหลวของ PET ที่มีผลึกสูงจะอยู่ที่ประมาณ 520 องศาฟาเรนไฮต์ ()

PET ที่ผ่านกระบวนการตกผลึกแบบมีทิศทาง มีความแข็งแรง ทนทาน และโปร่งใสเป็นเลิศ อีกทั้งยังทนต่อกรดอ่อน ด่าง และตัวทำละลายหลายชนิด

ระดับพิเศษ

พลาสติก PET เกรดสำหรับขึ้นรูปด้วยการเป่าแบบยืด สามารถผลิต PET สีทึบ สีเขียว และสีเหลืองอ่อนได้ โพลิเมอร์สีในเครื่องปฏิกรณ์ไม่จำเป็นต้องผสมสารอื่นซึ่งส่งผลเสียต่อคุณสมบัติทางกายภาพ และยังช่วยปรับปรุงความสม่ำเสมอของสีอีกด้วย มีเรซินบริสุทธิ์ที่มีความหนืดภายในหลากหลายให้เลือกใช้ โพลิเมอร์ร่วมของ PET จะตกผลึกช้า ทำให้สามารถผลิตขวดน้ำอัดลมคุณภาพสูงได้ในสภาวะการแปรรูปที่หลากหลาย นอกจากนี้ยังมีโพลิเมอร์ที่สามารถขึ้นรูปด้วยการเป่าแบบอัดรีดได้อีกด้วย วัสดุนี้รวมข้อดีของความแข็งแรงในการหลอมเหลวที่ดีและการตกผลึกช้า และสามารถแปรรูปได้ง่ายบนอุปกรณ์ขึ้นรูปด้วยการเป่าแบบอัดรีดที่เหมาะสม โพลิเมอร์เสริมแรง โพลิเมอร์หน่วงไฟ และโพลิเมอร์พิเศษอื่นๆ กำลังถูกนำเสนอหรือดัดแปลงอย่างต่อเนื่องเพื่อตอบสนองการใช้งานใหม่ๆ

พีทีจีโคพอลิเอสเตอร์เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของโคพอลิเอสเตอร์จำนวนมาก แตกต่างจาก PCTA ซึ่งถูกดัดแปลงด้วยกรด PETG เป็นพอลิเมอร์ที่ดัดแปลงด้วยไดออล โดยเกิดจากการรวมไดออล CHDM กับ TPA (กรดเทเรฟทาลิก) และเอทิลีนไกลคอล โคพอลิเมอร์ PETG สามารถขึ้นรูปหรืออัดรีดได้ และโดยทั่วไปจะยังคงเป็นอสัณฐาน โปร่งใส และแทบไม่มีสี แม้ในภาคตัดขวางขนาดใหญ่

PETG มีความแข็งแกร่ง ความแข็ง และความเหนียวสูง แม้ในอุณหภูมิต่ำ การผสมผสานระหว่างความโปร่งใส ความเหนียว และความแข็งแรงในการหลอมเหลว ทำให้เหมาะสำหรับการฉีดขึ้นรูป การเป่าขึ้นรูป และการอัดรีดเพื่อผลิตโปรไฟล์ ท่อ ฟิล์ม และแผ่น PETG มีจำหน่ายในรูปแบบที่ไม่ดัดแปลงหรือผสมกับสารเติมแต่งต่างๆ รวมถึงสารปลดปล่อย สารผสมหลัก และสารปรับปรุงแรงกระแทกสำหรับการฉีดขึ้นรูป

ควรอบแห้ง PETG ที่อุณหภูมิ 120-160 องศาฟาเรนไฮต์ เป็นเวลาประมาณ 4-6 ชั่วโมงก่อนการขึ้นรูปหรือการอัดรีด ในทั้งสองกระบวนการ อุณหภูมิหลอมเหลวจะอยู่ในช่วง 420 ถึง 510 องศาฟาเรนไฮต์ ควรลดระยะเวลาการคงอุณหภูมิของอุปกรณ์ให้สั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพมากเกินไป การฉีดขึ้นรูปควรทำบนเครื่องฉีดขึ้นรูป โดยแต่ละครั้งที่ฉีดควรใช้ความจุ 50% ถึง 80% ของเครื่อง

PETG สามารถขึ้นรูปด้วยการอัดรีดและการเป่าขึ้นรูปที่อุณหภูมิหลอมเหลวระหว่าง 400-450 องศาฟาเรนไฮต์ เพื่อผลิตขวดใสสำหรับแชมพู ผงซักฟอกเหลว ผลิตภัณฑ์สุขอนามัย น้ำมันแร่ และบรรจุภัณฑ์อาหาร วัสดุนี้เป็นไปตามมาตรฐาน FDA สำหรับการสัมผัสกับอาหาร

กระบวนการอัดรีดสามารถผลิตรูปทรงได้หลากหลาย รวมถึงท่อบรรจุภัณฑ์ ฟิล์ม และแผ่นต่างๆ ตลอดจนบรรจุภัณฑ์สำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์ PETG และ PCTA สามารถฆ่าเชื้อได้ด้วยเอทิลีนออกไซด์และรังสีแกมมา

เมื่อใช้ในการฉีดขึ้นรูป PETG มักจะถูกแปรรูปที่อุณหภูมิหลอมเหลวในช่วง 450-510 องศาฟาเรนไฮต์ โดยมีอุณหภูมิแม่พิมพ์ประมาณ 70-130 องศาฟาเรนไฮต์ การใช้งานในปัจจุบัน ได้แก่ ฝาครอบเครื่องมือ แผ่นป้องกันเครื่องจักร บรรจุภัณฑ์เครื่องสำอาง ตัวชี้คันโยก อุปกรณ์แสดงผล และของเล่น

PET ส่วนใหญ่ใช้ในบรรจุภัณฑ์น้ำอัดลมและน้ำอัดลม PET ครองส่วนแบ่งตลาดเกือบ 100% ของบรรจุภัณฑ์ขนาด 2 ลิตรที่ไม่สามารถรีไซเคิลได้ และขวด PET ขนาด 1.5 ลิตร 1 ลิตร 0.5 ลิตร และขนาดเล็กกว่านั้นก็ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางเช่นกัน

PET ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร เครื่องดื่มแอลกอฮอล์ และผงซักฟอก ความต้องการ PET คาดว่าจะเติบโตอย่างต่อเนื่องสำหรับเครื่องดื่มที่ไม่มีก๊าซและบรรจุภัณฑ์ผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม อาหารที่บรรจุในบรรจุภัณฑ์ PET ได้แก่ มัสตาร์ด ผลิตภัณฑ์ยาง เนยถั่ว เครื่องปรุงรส น้ำมันปรุงอาหาร ค็อกเทล และน้ำผลไม้เข้มข้น สีใหม่ๆ โดยเฉพาะสีของ Weber เป็นที่นิยมในบรรจุภัณฑ์ยา วิตามิน และผงซักฟอก

หนึ่งในแอปพลิเคชันใหม่ล่าสุดและเติบโตเร็วที่สุดสำหรับภาชนะ PET คือบรรจุภัณฑ์อาหารหรือเครื่องดื่ม ซึ่งต้องบรรจุที่อุณหภูมิสูง อาหารหลายชนิด โดยเฉพาะผลไม้หรืออาหารหรือเครื่องดื่มที่มีผลไม้เป็นส่วนประกอบสูง ต้องบรรจุที่อุณหภูมิ 180 องศาฟาเรนไฮต์ขึ้นไป เพื่อให้เกิดการพาสเจอร์ไรซ์ (ฆ่าเชื้อ) ทั้งผลิตภัณฑ์และภาชนะในขณะบรรจุ ภาชนะแบบดั้งเดิม เช่น ถุงสำหรับน้ำอัดลม มักจะหดตัวและเสียรูปเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิสูงกว่า 160 องศาฟาเรนไฮต์ ซึ่งเกิดจากการคลายตัวของแรงกด แรงกดจะเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการขึ้นรูปด้วยการเป่าขึ้นรูป (stretch blow molding) จึงมีการพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อปรับปรุงความทนทานต่อความร้อนในระหว่างกระบวนการผลิต ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าเทคโนโลยี "การตั้งค่าความร้อน" ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีการผลิตเฉพาะ มีรายละเอียดเทคโนโลยีการผลิตหลายอย่างที่เป็นกรรมสิทธิ์เฉพาะ ซึ่งเป็นพื้นฐานในการผลิตภาชนะที่เหมาะสมสำหรับการบรรจุที่อุณหภูมิ 190-195 องศาฟาเรนไฮต์ ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการบรรจุภัณฑ์ที่มีคุณสมบัตินี้ ได้แก่ น้ำผลไม้แท้ เครื่องดื่มที่มีน้ำผลไม้สูง ชา เครื่องดื่มไอโซโทนิกและเครื่องดื่มกีฬาบางชนิด เครื่องปรุงรส น้ำผลไม้เข้มข้น และน้ำแร่บางชนิด

การใช้งาน PET ในด้านอื่นๆ นั้นแพร่หลายมาก ทั้งในด้านการเคลือบด้วยการอัดรีดและการผลิตฟิล์มและแผ่น PET ถูกนำมาใช้เป็นวัสดุเคลือบด้วยการอัดรีดสำหรับบรรจุภัณฑ์กระดาษแข็งที่เข้าเตาอบได้ นอกจากนี้ PET ผลึก (CPET) ยังสามารถใช้เป็นวัสดุพื้นฐานในการทำถาดอบได้อีกด้วย

ฟิล์ม PET โดยทั่วไปจะผ่านกระบวนการยืดหดสองทิศทาง และใช้เป็นฟิล์มเอกซเรย์และฟิล์มถ่ายภาพอื่นๆ บรรจุภัณฑ์เนื้อสัตว์และชีส เทปแม่เหล็ก ฉนวนไฟฟ้า แผ่นพิมพ์ และถุงบรรจุขวด นอกจากนี้ PET ยังใช้เป็นวัสดุสำหรับทำเทปอุตสาหกรรมอีกด้วย ฟิล์มและแผ่น PET ที่ไม่มีผลึกและไม่ได้ผ่านกระบวนการยืดหดกำลังเริ่มนำมาใช้ในการขึ้นรูปภาชนะ ถาด ผลิตภัณฑ์โฟม และถ้วยเครื่องดื่ม

สรุป: PETG เป็นวัสดุที่ได้รับการพัฒนาจาก PET โดยมีคุณสมบัติเด่นคือ ความโปร่งใสสูงกว่า ความทนทานสูงกว่า ทนต่อแรงกระแทกได้ดีกว่า และแน่นอนว่าราคาสูงกว่าด้วย