1、PETG
聚对苯二甲酸乙二醇酯－1，4－环己烷二甲醇酯PETG的优点是熔点低，其抗冲击性能及热封性能优异，但由于PETG价格昂贵，一般不单独使用，多与普通APET树脂一起共挤出生产多层复合片材，故PETG一般用作表面的热封层［4］。PETG与APET相容性良好，PETG/APET/PETG结构简称GAG型复合材料，即片材基材为APET树脂，表层为PETG树脂，是近年开发出的一种新型复合包装材料，复合材料既获得了PETG良好的韧性和热封性能，材料成本较APET提高不多，是改善APET树脂抗冲击性能的有效方案。但PETG与APET树脂的物性相差较大，要获得品质性能优异的GAG复合型材料片材，对加工设备及加工工艺的控制要求较高。
2、加工设备与加工工艺
2．1加工设备GAG结构复合片材为多层结构，因此需多层共挤挤出设备成型，根据各层的材料特性选择合适的螺杆类型。作者采用先进的专用三层共挤挤出机，两组挤出机螺杆直径分别为:65mm、120mm。其它配套设备包括结晶设备、干燥设备、物料输送系统。
2．2加工工艺
共挤复合工艺是使用二台或二台以上的挤出机分别供给不同的熔融料流，运用不同的分配器，将各种粘接树脂通过一定的流道在一个复合机头内汇合与相应的基材进行粘合的加工过程。它能够使具有不同特性的树脂在挤出过程中彼此复合在一起，使之兼有几种不同材料的优良特性。常用的分配器为AAB、BAA、BAB，A一般为大螺杆，挤出量相应较大:B为小螺杆，挤出量相应较小。GAG结构复合片材采用BAB分配器，A层对应的螺杆挤出APET树脂，B层对应的螺杆挤出PETG树脂，通过调整分配器可以调整各层的比例。GAG复合片材的生产工艺图如下:
2．3关键问题及解决方案
(1)、APET树脂进入挤出机前需充分干燥［5］，因为在熔融挤出过程中水份的存在会促使APET分子水解，而水解会使相对分子质量降低，导致物理性能特别是冲击强度的下降，还会使片材产生汽泡、条纹、模糊等，严重影响片材的品质。APET在挤出前必须干燥到水分含量低于0．005%，［6］此外干燥温度的高低及时间长短也会影响到材料的性能，使用大的空气流量、高的干燥温度和长时间干燥会使材料老化。使用低的干燥温度、低的空气流量和短时间干燥会导致材料水解。建议干燥工艺为:干燥温度150～155℃，干燥时间约4～5h，露点－20～－40℃;(2)、PETG树脂进入挤出机前同样需要进行干燥处理，干燥温度65～70℃，干燥4～6h，注意干燥温度不可超过75℃，否则树脂容易粘结结块;(3)、挤出温度控制:APET挤出料筒温度高于255℃，但不高于280℃，压缩段温度可以稍高，而后区温度稍低;PETG挤出温度210～240℃，挤出温度不可高于240℃，高于240℃材料容易发生降解使得材料发黄并影响材料性能;模头温度230～240℃;(4)、GAG复合材料表面摩擦系数较大，收卷后容易粘结难以分离，所以需要在表层PETG中添加内爽滑剂降低其表面磨擦系数，根据实际情况控制内爽滑剂的添加量，内爽滑剂的添加量不宜多大，否则会造成下料及泵前压力不稳定影响生产的稳定性;(5)、根据实际需要，可通过调整A机和B机的挤出速度来控制PETG与APET的层比，PETG层层比在15～20%时材料具有较好的韧性及热封性能，材料的性价比较好;(6)、生产完成停机前应注意让PETG挤出机继续运转15～30min将螺杆里的余料挤空。以免重新开机出现“抱螺杆”的情况。重新开机时螺杆温度到达设定温度后先开启PETG挤出机运转15～30min后再开启APET挤出机;(7)、GAG复合材料的边角料应特别注意要与APET材料的边角料区分单独回收，如APET回收料中混入GAG材料，二次利用生产过程中会出现材料发黄现象，影响材料品质。而GAG复合片材边角料的回收利用，由于其无法以正常的APET结晶干燥工艺处理，所以无法直接加入到APET层中再次利用，目前比较可行的处理方法是利用双螺杆挤出机先将其造粒，再在特定的温度下进行预结晶后加到APET中进行生产。
3、总结
多层共挤复合是目前包装材料行业应用最多也是研究最热的获得优异综合性能包装材料的方法之一，通过将不同性能材料的进行复合可以获得综合性能优异的复合材料。［7］GAG型复合材料利多层共挤工艺，使得复合材料具有PETG材料优异的抗冲击性能和热封性能的同时，而基材采用价格相对较低的APET材料，使材料具有较好的性价比，复合材料可应用于APET受到限制的领域，前景光明。而由于PETG树脂及APET树脂物性差异较大，成型工艺的控制是影响复合材料性能的关键因素之一。此外复合片材的边角料回收利用也是需要特别注意的问题之一。
作者：魏龙庆 单位：道达尔石化( 佛山) 有限公司
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