Критерии качества ПЭТ-преформ

Всем известные пластиковые бутылки и прочую пластиковую тару изготовляют из специальных преформ. Это маленькие заготовки, которые при увеличении под действием температуры и давления превращаются в полноценные изделия. Причем известно, что при производстве бутылки из преформы материал, из которого она изготовлена, не претерпевает никаких изменений. Материал, который применяется для изготовления преформ, называется полиэтилентерефталат (сокращенно ПЭТ) – это

ПЭТ – замечательный материал для изготовления сосудов. Изделия из ПЭТ (ПЭТ флаконы) герметичные, легкие, ударопрочные, точные по размерам, с трудом воспламеняются и моментально гаснут. Бутылки из ПЭТ прозрачные, как стекло. В ПЭТ – таре можно хранить самые разные средства – материал устойчив к спирту жирам, бензину, маслам, слабым кислотам и щелочам.

Было достоверно выяснено, что без ущерба эксплуатационных свойств бутылок из ПЭТ можно в них хранить: моторное масло – 5 лет, ацетон – 3 года, воду – от 3 до 5 лет. Однако это справедливо лишь для бутылок высокого качества – изготовленных из качественных преформ с соблюдением всех требований.

Формально преформа – всего лишь полуфабрикат, поэтому качеству преформы не всегда уделяют пристальное внимание, упуская из виду факт, что ее качество напрямую отразится на потребительских свойствах бутылки. Несмотря на то, что большинство фирм – изготовителей утверждают, что их преформы изготовляются при соблюдении всех технических требований, это далеко не всегда так. Установить истину в данном вопросе позволяют международные стандарты.

Рассмотрим чуть подробнее процесс изготовления преформы. Преформа производится методом литья под давлением, при температуре 200 – 300 ºC. В таких условиях велика вероятность термодеструкции ПЭТ и превращения его в сырье пониженной молекулярной массы. В результате ПЭТ утрачивает свои великолепные механические качества – бутылка, изготовленная из деструктурированного полиэтилентерефталат мутного цвета, очень хрупкая, с низкими барьерными свойствами. Именно у таких бутылок образуются трещины, вмятины, отверстия. Под действием ультрафиолета и кислорода этот процесс ускоряется в разы.

Недолговечность изделия и низкие потребительские свойства – не самое страшное, чем чревата термодеструкция ПЭТ. Прежде всего, деструкция ПЭТ опасна для здоровья – как потребителей, так и рабочих на заводе, во время изготовления преформ и бутылок. При термодеструкции весьма вероятно выделение токсичных веществ, которые затем попадут в атмосферу, либо в продукцию, которую разливают в бутылки.

Допустимые концентрации вредных веществ, выделяющихся при переработке полиэтилентерефталата

Рис. Схема подготовки сырья при производстве ПЭТ-преформ.

1 - выходное сопло;
2 - адсорберы;
3 - переключатели;
4 - воздуходувка;
5 - основной нагреватель;
6 - нагреватель регенератора;
7 - выходная труба
8 - микрофильтр
9 - воздухоохладитель

Самое интересное, что катализатором деструкции является обыкновенная…вода, и при декструкции тоже выделяет вода. Поэтому во избежание деструкции ПЭТ необходимо максимально высушивать, так, чтобы содержание влаги в нем было минимальным, приблизительно 0.003 %. Столь низкого показателя содержания влаги невозможно добиться с помощью сушки в обычных сушильных шкафах. Нередки случаи нарушения данного правила – многие действующие предприятия сушат ПЭТ именно в сушильных шкафах, нисколько не задумываясь о последствиях для здоровья людей.

Необходимо использовать специальные агрегаты для сушки ПЭТ. Сырье в них засасывается из контейнера вакуумным погрузчиком, который имеет собственное дозирующее устройство. Погрузчик работает таким образом, что гранулы ПЭТ подаются в бункер постоянно и равными порциями.
Очередная порция сырья перемещается в бункере по направлению сверху вниз, пребывая в нем не менее 4 часов. Снизу подается горячий воздух, который отбирает всю влагу, затем охлаждается, проходя через фильтр и холодильник. После холодильника воздух проходит через адсорбер – осушитель и вновь подается в бункер. Поскольку периодически адсорбер – осушитель становится пресыщенным (превышена допустимая точка росы), в установке попеременно работают два адсорбера.
 
Известно, что с точки зрения молекулярной физики стекло – аморфное тело, практически жидкость, просто с очень высокой вязкостью, не позволяющей ей годами терять форму. Поскольку бутылки из ПЭТ чаще всего сравнивают со стеклянными, нелишне будет заметить, что механические качества ПЭТ тоже добиваются лишь при соблюдении правильности технологий. Дело в том, что особенностью ПЭТ является его способность кристаллизоваться. Если при производстве преформу не охладить достаточно быстро, ПЭТ успевает кристаллизоваться – впоследствии это заметно по побелевшим участкам на поверхности, особенно они заметны у основания (на литнике). В результате ПЭТ под действием температуры не может успешно формоваться. Поэтому в составе оборудования должен присутствовать мощный холодильник, который позволит быстро охлаждать пресс – формы и сводить к минимуму кристаллизацию. Согласно технологическим требованиям, диаметр кристаллического пятна на литнике не должен превышать 6 мм.

Поскольку готовая бутылка – это, грубо говоря, увеличенная и растянутая преформа, все дефекты, которые имеет преформа, отразятся на ее качестве. Именно поэтому к качеству преформ должны предъявляться максимально жесткие требования, которые позволят сократить затраты, ущербы и риски при производстве бутылок из ПЭТ.

"Тара и упаковка", 1999, № 2, с. 32 - 33 О. Сабсай