一、什么是PEN?
PEN是聚萘二甲酸乙二醇酯的簡稱,是由2,6-萘二甲酸二甲酯(NDC)或2,6-萘二甲酸(NDA)與乙二醇(EG)縮聚而成的一種新興的優(yōu)良聚酯。
PEN化學結(jié)構(gòu)與PET相似,不同之處在于分子鏈中PEN由剛性更大的萘環(huán)代替了PET中的苯環(huán)。萘環(huán)結(jié)構(gòu)使PEN比PET具有更高的物理機械性能、氣體阻隔性能、化學穩(wěn)定性及耐熱、耐紫外線、耐輻射等性能。
由于其優(yōu)秀的氣體阻隔性能、化學穩(wěn)定性,日本帝人將PEN用來制造滅火器!如下圖所示:
日本帝人PEN材質(zhì)滅火器,拍攝于2015年廣州橡塑展
二、PEN和PET性能比較
1、從耐熱性能上看:PEN的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度達到113℃,而PET只有67℃;PEN的熔點、分解溫度也高于PET;
2、回潮率方面:PEN為0.64%,PET為0.75%;
由于其熱穩(wěn)定性和低回潮率,PEN比PET更適合用于工業(yè)絲(注:工業(yè)絲是相對于民用絲而言的,用途為主要為工業(yè)領(lǐng)域用絲;一般而言,工業(yè)絲比民用絲的要求更高)。
3、在力學性能方面:PEN模量為170cN/dtex,PET為97cN/dtex;在150℃條件下,PEN的熱收縮率只有3%,而PET為8%;
4、在耐化學性能方面:在120℃、相對濕度100%條件下,15天左右PET殘留量為0%;相同時間內(nèi)PEN殘留量約為60%。在80℃、質(zhì)量分數(shù)為5%的NaOH溶液中浸泡,50個小時后PET殘留量約為30%;相同時間內(nèi)PEN殘留量約為90%。
力學性能優(yōu)異、耐化學性強,PEN還可以用來制造我們?nèi)债a(chǎn)用的餐具。有沒有很高檔的感覺!如下圖:
日本帝人PEN材質(zhì)碗,拍攝于2015年廣州橡塑展
上圖為PEN和PET性能直觀比較圖:
相比PET,PEN具有
高模量(Modulus,175cN/dtex)
低收縮率(Thermal Shrinkage,6.2%)
130℃水解60%的時間長(Hydrolysis,200hr)
熱穩(wěn)定(Thermal Stability,Tg=118℃)
低氣體阻隔率(Gas Permeation)
1/2結(jié)晶時間長(1/2 Crystallinity)
延伸性。‥longation)
綜上所述:PEN更適合用于工業(yè)領(lǐng)域!
三、PEN纖維的應用
四、PEN的生產(chǎn)企業(yè)有哪些?
目前全球生產(chǎn)PEN的企業(yè)僅有帝人集團、東洋紡、三菱化學、鐘紡、UniPET、M&G(收購Shell公司的PET、PEN事業(yè))、KOSA、杜邦及Kolon等為數(shù)不多的聚酯相關(guān)企業(yè)。
1、日本帝人株式會社
日本帝人株式會社是日本著名的跨國公司,是日本化纖紡織界巨頭之一。該成立日期于1918年6月17日;旗下公司153家,其中日本國內(nèi)59家,國外94家。業(yè)務(wù)涵蓋高性能纖維及復合材料、電子材料及化學品、醫(yī)藥醫(yī)療用品、纖維產(chǎn)品及零售、IT等。1990年5月 PEN“Teonex”薄膜實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
2、杜邦
杜邦公司是一家以科研為基礎(chǔ)的全球性企業(yè),提供能提高人類在食物與營養(yǎng),保健,服裝,家居及建筑,電子和交通等生活領(lǐng)域的品質(zhì)的科學解決之道。杜邦公司成立于1802年,在全球70個國家經(jīng)營業(yè)務(wù),共有員工79,000多人。
3、東洋紡
1882年,東洋紡作為紡織公司,開始了"纖維事業(yè)"。歷經(jīng)了一個世紀,順應時代的發(fā)展,在各項領(lǐng)域(例:聚合,改性,成型加工,生物)中,儲備專利技術(shù),大力發(fā)展了"薄膜・機能樹脂""產(chǎn)業(yè)材料""生命可續(xù)"等事業(yè)領(lǐng)域。
4、三菱化學
三菱化學公司是日本最大的化學公司,由三菱化成公司和三菱油化有限公司于1994年10月1日合并而成。公司通過其三個主要部門提供其廣泛產(chǎn)品:功能材料和塑料產(chǎn)品(包括信息及電子產(chǎn)品、專業(yè)化學制品、制藥);石油化工;碳及農(nóng)業(yè)產(chǎn)品。
5、UniPET
美國公司,專注于PET、PEN工業(yè)制造;主要供應地為歐洲和北美地區(qū)
6、M&G
目前是世界最大的的包裝用PET供應商,年總產(chǎn)能達到165萬噸/年。
7、KOSA
美國日用品、特殊聚酯纖維、聚合物和中間產(chǎn)品等聚酯產(chǎn)品的生產(chǎn)商。
五、PEN新進展
在未來,PEN纖維的應用趨勢有:
1、PEN纖維具有高模量,優(yōu)良的熱穩(wěn)定性,耐濕熱性和耐堿性,因此被用作橡膠增強材料,用于輪胎簾子線、傳送帶、制動油管等
2、作為更廣泛的應用,PEN纖維應用于揚聲器膜。在不久的將來,PEN纖維會應用于塑料。
3、新的PEN具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性,期望拓展其新的應用領(lǐng)域