BoPET ( биаксиально ориентированный полиэтилентерефталат ) — это полиэфирная пленка, изготовленная из растянутого полиэтилентерефталата (ПЭТ) и используемая из-за ее высокой прочности на разрыв , [1] химической стабильности , [1] размерной стабильности , [2] прозрачности , [1] отражательной способности при металлизации , [3] газо- и влагонепроницаемых свойств, [3] и электроизоляции . [1] Пленка «биаксиально ориентированная», что означает, что полимерные цепи ориентированы параллельно плоскости пленки и, следовательно, ориентированы по двум осям. [3] Множество компаний производят boPET и другие полиэфирные пленки под разными торговыми марками . В Великобритании и США наиболее известными торговыми марками являются Mylar , Melinex , Lumirror и Hostaphan . [4] Это был первый биаксиально ориентированный полимер, который производился в массовом коммерческом масштабе. [5]
В 1955 году Eastman Kodak использовала майлар в качестве подложки для фотопленки и назвала его «ESTAR Base». [9] Очень тонкая и прочная пленка позволяла экспонировать катушки длиной 6000 футов (1800 м) во время дальних разведывательных полетов U-2 . [10]
В 1964 году НАСА запустило Echo II — воздушный шар диаметром 40 метров (131 фут), изготовленный из майларовой пленки толщиной 9 микрометров (0,00035 дюйма), зажатой между двумя слоями алюминиевой фольги толщиной 4,5 микрометра (0,00018 дюйма), скрепленными вместе. [11]
Производство и свойства
Химическая структура полиэтилентерефталата
Процесс производства начинается с того, что пленка расплавленного полиэтилентерефталата (ПЭТ) экструдируется на охлаждающий валок, который охлаждает ее до аморфного состояния. Затем она биаксиально ориентируется путем вытяжки . Наиболее распространенным способом является последовательный процесс, при котором пленка сначала вытягивается в машинном направлении с помощью нагретых валков, а затем вытягивается в поперечном направлении, т. е. перпендикулярно направлению движения, в нагретой печи. Также возможно вытягивать пленку в обоих направлениях одновременно, хотя необходимое для этого оборудование несколько сложнее. Коэффициенты вытяжки обычно составляют около 3-4 в каждом направлении.
После завершения рисования пленка подвергается « термофиксации » и кристаллизуется под напряжением в печи при температурах, как правило, выше 200 °C (392 °F). [12] Этап термофиксации предотвращает усадку пленки до ее первоначальной нерастянутой формы и фиксирует молекулярную ориентацию в плоскости пленки. [ требуется ссылка ] Ориентация полимерных цепей отвечает за высокую прочность и жесткость двуосно-ориентированной пленки ПЭТ, которая имеет типичный модуль Юнга около 4 ГПа (0,58 × 10 6 фунтов на кв. дюйм). Другим важным следствием молекулярной ориентации является то, что она вызывает образование множества кристаллических зародышей. Кристаллиты, которые быстро растут, достигают границы соседнего кристаллита и остаются меньше длины волны видимого света. В результате двуосно-ориентированная пленка ПЭТ имеет превосходную прозрачность, несмотря на свою полукристаллическую структуру.^
Если бы он был произведен без каких-либо добавок, поверхность пленки была бы настолько гладкой, что слои бы прочно прилипали друг к другу, когда пленка наматывается, подобно прилипанию чистых стеклянных пластин при укладке в стопку. Чтобы сделать обработку возможной, микроскопические инертные неорганические частицы, такие как диоксид кремния , обычно внедряются в ПЭТ, чтобы сделать поверхность пленки шероховатой. [13]
Области применения полиэфирных пленок boPET включают, помимо прочего:
Гибкая упаковка и контакт с пищевыми продуктами
Офис передачи технологий НАСА в Космическом центре имени Стенниса работал с компанией по упаковке морепродуктов из Нового Орлеана над разработкой контейнера для увеличения срока годности морепродуктов, в первую очередь замороженной и свежей рыбы, при сохранении вкуса. Инженер НАСА разработал металлизированные термостойкие полиэтиленовые пакеты с термопенопластовыми вкладышами, используя улучшенную версию металлизированного майлара, широко известного как «материал космического одеяла», который производился в эпоху Аполлона.
Ламинаты, содержащие металлизированную фольгу boPET (на техническом языке называемую printin [ проверьте написание ] или ламинатную веб-субстрат) защищают продукты питания от окисления и потери аромата, обеспечивая длительный срок хранения . Примерами являются упаковка из «фольги» для кофе и пакеты для полуфабрикатов.
Pop-Tarts продаются парами, упакованными в серебристый boPET. Раньше их упаковывали в фольгу.
Белая пленочная подложка boPET используется в качестве крышки для молочных продуктов, таких как йогурт .
Прозрачный субстрат boPET используется в качестве крышки для свежих или замороженных готовых блюд. Благодаря своей превосходной термостойкости он может оставаться на упаковке во время разогрева в микроволновой печи или духовке.
Пленка boPET используется для упаковки комиксов , чтобы наилучшим образом защитить их во время хранения от условий окружающей среды (влажность, жара и холод), которые в противном случае привели бы к медленному ухудшению качества бумаги с течением времени. Этот материал используется для архивного хранения документов Библиотекой Конгресса (Mylar тип D, ICI Melinex 516 или эквивалент) [14] [15] и несколькими крупными библиотечными исследовательскими коллекциями комиксов, включая коллекцию комиксов в Университете штата Мичиган . [1] Хотя boPET широко (и эффективно) используется в этом архивном смысле, он не застрахован от воздействия огня и тепла и потенциально может расплавиться, в зависимости от интенсивности источника тепла, нанося дополнительный ущерб упакованному предмету. [16]
Аналогично, колоды торговых карт (такие как Pokémon , Magic: The Gathering и Yu-Gi-Oh! ) упаковываются в мешочки или рукава из металлизированного boPET. Его также можно использовать для создания голографических изображений, представленных на некоторых картах, обычно называемых «holos», «foils», «shinies» или «holofoils».
В качестве тонкой полосы для создания герметичного уплотнения между поверхностями управления и прилегающими конструкциями летательных аппаратов, особенно планеров .
Легкая изоляция для внутреннего садоводства.
Алюминиевые противогазы используются пожарными для защиты от большого количества тепла, выделяемого при возгорании топлива.
Используется в подкладках для носков и перчаток для сохранения тепла.
Уплотнительный материал в топливных элементах и связанных с ними устройствах
Прозрачная майларовая пленка шириной до 48 дюймов и длиной до 12 футов нашла широкое применение в качестве безразмерного инженерного чертежного носителя в аэрокосмической промышленности благодаря своей размерной стабильности (см. также раздел «Печатные носители» ниже). Это позволяет производственному и инженерному персоналу размещать изготовленные детали непосредственно поверх или под чертежной пленкой, чтобы проверить точность профилей деталей, расположения отверстий и других характеристик деталей. [2]
Металлизированные солнцезащитные шторы из BOPET отражают солнечный свет и тепло от окон.
Алюминиевое покрытие, как недорогое средство для наблюдения за солнечным затмением , хотя следует соблюдать осторожность, поскольку в металлической пленке могут образоваться невидимые трещины, снижающие ее эффективность.
Любительские и профессиональные визуальные и телескопические солнечные фильтры . Пленки BoPET часто отжигаются на стеклянном элементе для улучшения теплопроводности и обеспечения необходимой плоской поверхности, необходимой для равномерного телескопического наблюдения за Солнцем. Производители обычно используют пленки толщиной 280–500 микрометров (0,011–0,020 дюйма), чтобы придать пленкам большую упругость. Пленки толщиной 250 микрометров (0,0098 дюйма) с толстым алюминиевым покрытием обычно предпочтительны для наблюдения за Солнцем невооруженным глазом во время затмений.
Пленки в кольцевых монтировках на газонепроницаемых ячейках легко деформируются в сферические зеркала. Фотоумножительные обсерватории космических лучей часто используют эти зеркала для недорогих больших (1,0 м и более), легких зеркальных поверхностей для исследований космических лучей низкой и средней энергии.
В качестве легкого мембранного материала, разделяющего газы в гиперзвуковых ударных и расширительных трубчатых установках.
Изоляционный материал для радиационной защиты криорефрижератора.
В качестве материала для окон для удержания газа в детекторах и мишенях в ядерной физике .
В компьютерных томографах он действует как физический барьер между рентгеновской трубкой, детекторным кольцом и пациентом, обеспечивая незначительное ослабление рентгеновского луча в активном состоянии.
Посадочная ступень лунного модуля «Аполлон» была покрыта BoPET для контроля температуры оборудования для исследования Луны, перевозимого в модульном хранилище оборудования.
Пленка BoPET используется в производстве банджо и пластиков для барабанов с 1958 года благодаря своей прочности и акустическим свойствам при натяжении на опорный край барабана. Они изготавливаются в однослойном и двухслойном исполнении, толщина каждого слоя составляет 2–10 мил (0,051–0,254 мм), с прозрачной или непрозрачной поверхностью, изначально использовалась компанией Evans .
В качестве липкой ленты для прикрепления веревки к чайному пакетику
Один из многих материалов, используемых в качестве ветрозащитных кожухов или клапанов для клапанных губных гармошек.
На сельскохозяйственных угодьях и в приусадебных садах для защиты растений от птиц используются высокоотражающие алюминизированные ленты из ПЭТ-пленки.
Измерительная лента
Защита игровых полей пинбольных автоматов от износа
Используется в стоматологии при восстановлении зубов композитными материалами.
В лаке для ногтей в качестве цветной и мелкоизмельченной добавки для создания эффекта блеска.
Нумизматика – Хранение монет в течение длительного времени. Раньше для этого использовался ПВХ , но со временем ПВХ может выделять хлор, который реагирует с серебром и медью в монетах. У BoPET такой проблемы нет.
При вязании рыболовных мушек металлизированные полоски майлара иногда наматываются вокруг цевья крючка для создания светоотражающих полос или мерцания в определенных узорах.
Военная форма часто подчеркивается золотым майларом, например, погонами или наплечными узлами. Например: US Army Officer's Mess Dress Uniform.
^ abcde Скотт, Рэндалл В. (1998). «Практикующий библиотекарь комиксов исследует свою коллекцию и ремесло». Serials Review . 24 (1): 49–56. doi :10.1080/00987913.1998.10764429.
^ ab "Как преобразовать чертежи аэрокосмической продукции Mylar в 3D CAD". Услуги CAD / CAM. 31 января 2018 г.
^ abc Дробни, Иржи Джордж (2014-05-30). Справочник по термопластичным эластомерам. Elsevier. ISBN978-0-323-22168-9.
^ Марк Т. ДеМёз (2011). Двуосное растяжение пленки: принципы и применение. Elsevier. стр. 48. ISBN9780857092953.
^ Дженкинс, Уилмер А.; Осборн, Кентон Р. (1992-09-25). Пластиковые пленки: технология и упаковочные приложения. CRC Press. ISBN978-0-87762-843-9.
^ ab Izard, Emmette Farr, «Производство полиэтилентерефталата», патент США № 2,534,028 (подан: 13 мая 1948 г.; выдан: 12 декабря 1950 г.).
^ Адамс, Джон Фрэнсис Эдвард; Гербер, Кеннет Джордж; Холмс-Уокер, Уильям Энтони, «Процесс производства двуосно-ориентированной полиэтилентерефталатной пленки», патент США № 3,177,277 (подан: 10 мая 1957 г.; выдан: 6 апреля 1965 г.).
↑ Фуллер руководит установкой купола типа Dymaxion (PDF) , Oregon Daily Emerald , 10 апреля 1953 г.
↑ Глаза в небе , Дино А. Бругиони 2010, Naval Institute Press, ISBN 978 1 59114 082 5 , стр. 102, 115.
^ Стаугайтис, К. и Кобрен, Л. (1966) «Механические и физические свойства металлополимерного ламината Echo II (NASA TN D-3409)», Центр космических полетов имени Годдарда НАСА.
^ ДеМёз, Марк Т. (2011-07-18). Двуосное растяжение пленки: принципы и применение. Elsevier. ISBN978-0-85709-295-3.
^ Тиль, Ульрих. "Полиэфирные добавки" (PDF) . Dr. Thiele Polyester Technology . Получено 4 января 2019 г. .
^ "Спецификации для полиэстера: Поли(этилен-терефталат)". Сохранность . Библиотека Конгресса. Архивировано из оригинала 23 июня 2004 г.
^ "Что такое майларовая бумага — больше, чем просто украшение". Jampaper.com . 23 октября 2013 г. Получено 2015-07-02 .
↑ Кристен Хайнихен (17 июня 2008 г.). «Вся коллекция библиотеки Олбани подверглась воздействию дыма». Athens Messenger . Архивировано из оригинала 2015-07-03 . Получено 2015-07-02 – через Athens County Public Libraries.
Внешние ссылки
История полимеров и пластмасс для учителей . Американского химического совета (формат HTML) или (формат PDF) - 1,9 МБ, включая символы переработки в виде « стрелки, движущейся вбок » (ПЭТ - № 1) и описание пластмасс.
Интересная игрушка была разработана с использованием boPET и генератора Ван де Граафа в форме палочки .
.jpeg/1280px-Seafood_Packaging_(96-132-17a).jpeg)