ما الفرق بين PET و PETG؟

حيوان أليفيُستخدم البوليمر المكثف، بشكل أساسي، في أغشية تغليف المواد الغذائية والألياف النسيجية، بالإضافة إلى تطبيقات أخرى. ويُستخدم حاليًا بشكل متزايد كمادة تغليف، ليس فقط في زجاجات المشروبات الغازية، بل أيضًا في علب وأطباق البولي إيثيلين تيريفثالات غير المتبلور (APET) والبولي إيثيلين تيريفثالات المتبلور (CPET). وفي السنوات الخمس الماضية، استُخدم البولي إيثيلين تيريفثالات الهندسي والبوليسترات المشتركة، كمنتجات بوليمرية جديدة، في مواد التغليف الهندسية والمتخصصة على التوالي.
يعود نجاح مادة البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) في تغليف المشروبات الغازية إلى متانتها وشفافيتها، وقدرتها على التوجيه، وقيمتها الاقتصادية الممتازة، بالإضافة إلى تطور تقنيات تصنيع الزجاجات عالية السرعة. تتميز عبوات المشروبات المصنوعة من البولي إيثيلين تيريفثالات بخفة وزنها، ومقاومتها للكسر، وإمكانية إعادة استخدامها، وإحكامها الجيد للهواء. تزن زجاجة المشروبات المصنوعة من البولي إيثيلين تيريفثالات سعة لترين، وهي مملوءة، 24% أقل من زجاجة زجاجية مماثلة؛ بينما تزن الزجاجة الفارغة عُشر وزن الزجاجة الزجاجية من نفس الحجم. يُسهم هذا في توفير العمالة والطاقة والتكاليف في جميع مراحل الإنتاج، بدءًا من المُصنِّع وصولًا إلى المستهلك.
الكيمياء والخواص

يُصنع البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) المستخدم في زجاجات المشروبات من حمض التيريفثاليك (TPA) المُستخلص من أكسدة البارا-زيلين. يُنقى حمض التيريفثاليك أو يُفاعل مع الميثانول لتكوين ثنائي ميثيل تيريفثاليت (DMT)، أو يُؤكسد لاحقًا لتكوين حمض التيريفثاليك النقي (PTA). يُعد الإيثان مادة خام أساسية أخرى لـ PET، حيث يُحوّل إلى إيثيلين جليكول (EG) عن طريق التفاعل. يُعتبر PET بوليمر تكثيف يتكون من خلال البلمرة المستمرة لـ DMT (أو PTA) وEG في الحالة المنصهرة، ثم عملية بلمرة في الحالة الصلبة للحصول على بلورات كبيرة ووزن جزيئي نهائي ولزوجة جوهرية مناسبة. كما تُسهم عملية البلمرة في الحالة الصلبة في خفض محتوى الإيثانول في البوليمر إلى مستوى منخفض للغاية.

تنصهر راتنجات البولي إيثيلين تيريفثالات التجارية العامة عند حوالي 480 درجة فهرنهايت، لكن درجة انصهار البولي إيثيلين تيريفثالات عالي التبلور تبلغ حوالي 520 درجة فهرنهايت.

يتميز البولي إيثيلين تيريفثالات المتبلور الموجه بقوة ومتانة وشفافية ممتازة، كما أنه مقاوم للأحماض والقواعد الضعيفة والعديد من المذيبات.

درجات خاصة

يمكن استخدام بولي إيثيلين تيريفثالات (PET) عالي الجودة في عملية التشكيل بالنفخ المطاطي لإنتاج ألوان ثابتة، بالإضافة إلى اللون الأخضر والأصفر الفاتح. لا يحتاج البوليمر الملون في المفاعل إلى خلطه مع مواد أخرى، مما يحافظ على تجانس اللون دون التأثير سلبًا على خصائصه الفيزيائية. تتوفر راتنجات نقية ذات لزوجة مختلفة. تتبلور بوليمرات PET المشتركة ببطء، مما يسمح بإنتاج زجاجات مشروبات غازية عالية الجودة في ظل ظروف تصنيع متنوعة. كما يتوفر بوليمر قابل للتشكيل بالنفخ بالبثق. يجمع هذا البوليمر بين مزايا قوة الانصهار العالية وبطء التبلور، ويمكن معالجته بسهولة باستخدام معدات التشكيل بالنفخ بالبثق المناسبة. ويجري باستمرار طرح أو تعديل أنواع مختلفة من البوليمرات المقواة، والمقاومة للهب، وغيرها من البوليمرات المتخصصة لتلبية متطلبات التطبيقات الجديدة.

PETGيُعدّ البوليستر المشترك مثالاً آخر على عدد كبير من أنواع البوليستر المشترك. وعلى عكس بولي تترايتول ثلاثي الهيدروكسيل (PCTA) المُعدَّل بالحمض، فإن بولي إيثيلين تيريفثالات جليكول (PETG) هو بوليمر مُعدَّل بالديول، يُصنع من خلال دمج ثنائي هيدروكسيل CHDM مع حمض التيريفثاليك (TPA) والإيثيلين جليكول. يمكن تشكيل بوليمرات PETG المشتركة بالقولبة أو البثق، وعادةً ما تبقى غير متبلورة وشفافة وعديمة اللون تقريبًا، حتى في المقاطع العرضية الكبيرة.

يتميز هذا المنتج بصلابة عالية ومتانة جيدة، حتى في درجات الحرارة المنخفضة. ويجعله مزيج الشفافية والمتانة وقوة الانصهار مناسبًا لعمليات التشكيل بالحقن والنفخ والبثق، لإنتاج المقاطع والأنابيب والأغشية والصفائح. يتوفر PETG بصورة غير معدلة أو مع إضافات متنوعة، بما في ذلك عوامل الفصل، والمواد المركزة، ومحسنات مقاومة الصدمات للتشكيل بالحقن.

يجب تجفيف مادة PETG عند درجة حرارة تتراوح بين 120 و160 درجة فهرنهايت لمدة تتراوح بين 4 و6 ساعات قبل التشكيل أو البثق. في كلتا العمليتين، تتراوح درجة حرارة الانصهار بين 420 و510 درجة فهرنهايت. يجب تقليل مدة بقاء معدات المعالجة عند درجات الحرارة المرتفعة قدر الإمكان لمنع التلف المفرط. يجب إجراء عملية التشكيل بالحقن على آلة حقن، مع مراعاة أن تكون كل عملية حقن بنسبة تتراوح بين 50% و80% من طاقتها.

يمكن بثق مادة PETG وتشكيلها بالنفخ عند درجات حرارة انصهار تتراوح بين 400 و450 درجة فهرنهايت لصنع زجاجات شفافة للشامبو، والمنظفات السائلة، ومنتجات النظافة الشخصية، والزيوت المعدنية، وتغليف المواد الغذائية. تتوافق هذه المادة مع معايير إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) فيما يتعلق بملامستها للأغذية.

تُتيح عملية البثق إنتاج مجموعة واسعة من الأشكال، بالإضافة إلى أنابيب التغليف والأغشية والصفائح، بما في ذلك تغليف الأجهزة الطبية. ويمكن تعقيم مادتي PETG وPCTA باستخدام أكسيد الإيثيلين وأشعة غاما.

عند استخدام مادة PETG في قولبة الحقن، تتم معالجتها عادةً عند درجة حرارة انصهار تتراوح بين 450 و510 درجة فهرنهايت، مع درجة حرارة قالب تتراوح بين 70 و130 درجة فهرنهايت. تشمل التطبيقات الحالية أغطية الأدوات، ودروع الآلات، وعبوات مستحضرات التجميل، ومؤشرات أجهزة الرافعة، ومكونات العرض، والألعاب.

يُستخدم البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) بشكل أساسي في تغليف المشروبات الغازية. ويستحوذ على ما يقارب 100% من سوق عبوات التغليف غير القابلة لإعادة التدوير سعة 2 لتر، كما تحظى زجاجات PET سعة 1.5 لتر، و1 لتر، و0.5 لتر، وما دونها، بشعبية واسعة.

يُستخدم البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) في تغليف المواد الغذائية والمشروبات الكحولية والمنظفات. ومن المتوقع أن يستمر الطلب على البولي إيثيلين تيريفثالات في النمو لتغليف المشروبات غير الغازية والمنتجات الصناعية. تشمل المواد الغذائية المُعبأة الخردل، والمنتجات المطاطية، وزبدة الفول السوداني، والتوابل، وزيوت الطهي، والمشروبات المُختلطة، والعصائر المُركزة. أما الألوان الجديدة، وخاصة ألوان ويبر، فهي شائعة الاستخدام في تغليف الأدوية والفيتامينات والمنظفات.

يُعدّ تغليف الأطعمة والمشروبات من أحدث وأسرع تطبيقات عبوات البولي إيثيلين تيريفثالات (PET)، حيث يتطلب ذلك التعبئة في درجات حرارة عالية. يجب تغليف العديد من الأطعمة، وخاصة الفواكه أو الأطعمة والمشروبات الغنية بالفاكهة، عند درجة حرارة 82 درجة مئوية أو أعلى. يضمن ذلك بسترة (تعقيم) المنتج والعبوة أثناء التعبئة. تميل العبوات التقليدية، مثل أكياس المشروبات الغازية، إلى الانكماش والتشوه عند تعرضها لدرجات حرارة أعلى من 71 درجة مئوية، وذلك نتيجةً لانخفاض الإجهاد. يتولد تركيز الإجهاد أثناء عملية التشكيل بالنفخ. وقد طُوّرت تقنية لتحسين مقاومة الحرارة أثناء التصنيع، تُعرف عادةً بتقنية "التثبيت الحراري". تختلف تفاصيل تقنية التصنيع، التي تُعدّ ملكية فكرية خاصة، باختلاف تقنية التصنيع، والتي تُتيح إنتاج عبوات مناسبة للتعبئة عند درجة حرارة تتراوح بين 88 و90 درجة مئوية. تشمل المنتجات التي تتطلب تغليفًا بهذه الخاصية عصائر الفاكهة الطبيعية، والمشروبات الغنية بالعصير، والشاي، وبعض المشروبات الرياضية، والصلصات، والعصائر المركزة، وبعض أنواع المياه المعدنية.

تُستخدم مادة البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) على نطاق واسع في تطبيقات الطلاء بالبثق وإنتاج الأغشية والصفائح. كما تُستخدم كمادة طلاء بالبثق لتغليف الورق المقوى المقاوم للحرارة. بالإضافة إلى ذلك، يُمكن استخدام البولي إيثيلين تيريفثالات البلوري (CPET) كمادة أساسية لصنع صواني الفرن.

يُستخدم غشاء البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) عادةً ثنائي المحور في صناعة أفلام الأشعة السينية وغيرها من الأفلام الفوتوغرافية، وتغليف اللحوم والأجبان، والأشرطة المغناطيسية، والعزل الكهربائي، وألواح الطباعة، وأكياس تغليف الزجاجات. كما يُستخدم البولي إيثيلين تيريفثالات في صناعة الأشرطة الصناعية. وقد بدأ استخدام أغشية وألواح البولي إيثيلين تيريفثالات غير المتبلورة وغير الموجهة في تشكيل الحاويات والصواني ومنتجات الرغوة وأكواب المشروبات.

ملخص: PETG هو نسخة مطورة من PET، يتميز بشفافية أعلى، ومتانة أعلى، ومقاومة أفضل للصدمات، وبالطبع سعر أعلى.