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提要：通過對應力開裂機理進行研究和討論，找出了影響碳酸飲料瓶應力開裂的因素，提出了解決思路和方法，并在生產實踐中對制瓶工藝進行優(yōu)化，最終解決了碳酸飲料瓶的應力開裂技術難題。　　關健詞：聚酯 應力開裂 注塑 1．前言　　聚酯瓶已廣泛應用于飲料包裝，約70％的飲料包裝材料是聚酯，聚酯在飲料包裝中的地位無疑舉足輕重。在這些包裝產品中，對質量的要求最高的是碳酸飲料(如可口可樂和百事可樂)的包裝瓶，其中的一個指標是瓶子的耐應力開裂性能，對其深入研究有較大理論和應用價值。2.碳酸飲料瓶生產工藝簡介　　碳酸飲料瓶的生產通常采用兩步法，典型的生產設備為加拿大的HUSKEY注塑機配法國的SIDEL吹瓶機。　　首先是制坯：PET切片在160℃左右干燥5至6小時后通過螺桿熔融注塑制得瓶坯，螺桿溫度285-290℃，模具有冷卻水冷卻，水溫8-10℃，冷卻時間約3．5秒。瓶胚放置 24小時后可進行吹塑制瓶?！　〈灯浚浩颗骷訜嶂?10℃左右，經拉伸吹脹后成瓶，模具同樣有冷卻水冷卻，底部水溫11℃?！　√妓犸嬃掀客ǔＳ?00毫升，600毫升，1．25升，2升等幾種不同的容量，瓶底的形狀相當復雜，通常為花瓣型，其復雜的結構形態(tài)成為制品的應力集中點，開裂的位置都發(fā)生在此處，成為質量控制的關鍵點。 3．碳酸飲料瓶對耐應力開裂性能的要求及檢測方法　　應力試驗在可樂公司認可的瓶廠被稱為QSCRT(Quick Stress Crack Resistance Test)，過程如下：　　在瓶中加入一定量的檸檬酸(C6L8O7.H2O)和碳酸氫鈉(NaHCO3)，加滿水，蓋好瓶蓋，搖勻，使檸檬酸和碳酸氫鈉充分反應，所生成的二氧化碳體積相當于瓶體積的4．3倍。接著，將上述瓶子置于濃度為0．2％的NaOH溶液中(溶液溫度為24℃)，NaOH溶液浸沒瓶子底部。45分鐘后，受測試的10個樣品都不能漏氣，允許裂紋，換句話說，若10個樣品中的任何一個在45分鐘內漏氣，則此試驗為不合格。破裂的位置發(fā)生在瓶底注塑點附近。　　新吹制的瓶子應力試驗的時間要求大于45分鐘，瓶子隨存放時間延長該漏氣時間縮短，至1個月后應力試驗的時間要求大于20分鐘。 4． 應力開裂的機理　　高聚物斷裂的微觀過程可歸結為以下三種情況：(a)化學鍵破壞；(b)分子間滑脫：(c)范德華力或氫鍵破壞。通過對這三種破壞情況的斷裂強度理論分析表明：由于實際高分子鏈的長度是有限的，同時分子鏈也總會或多或少存在著未取向的部分，因此高聚物正常破壞時，首先將發(fā)生在未取向部分的氫鍵或范德華力的破壞，隨后應力集中到取向的主鏈上，盡管共價鍵的強度比分子間作用力大10～20倍，但是由于直接承受外力的取向主鏈數目少，最終還是會有化學鍵的斷裂。　　應力產生一個主要原因是在成型過程中，由于制件表里冷卻速度不同，表面物料接觸溫度較低的模壁，迅速冷卻固化成一層硬殼，而內部物料還處于熔融狀態(tài)，隨著它的冷卻收縮，使得制件內部產生內應力。環(huán)境因素引起的應力分布通常是不規(guī)則排列的，它時常直接發(fā)展為環(huán)境應力開裂?！　「鶕h(huán)境因素的不同，環(huán)境應力開裂包括：溶劑裂紋、非溶劑裂紋(包括醇、潤濕劑等表面活性物質)、熱應力開裂、氧化應力開裂等。其中溶劑和非溶劑引起的應力開裂的試驗，已經成為研究高聚物內應力和耐開裂性能的重要方法，如應力破壞快速試驗 (QSCRT)就是基于此原理。 5．碳酸飲料瓶應力開裂的影響因素和解決方法　　碳酸飲料瓶應力開裂的影響因素相當復雜，作者在多年的生產、開發(fā)、售后服務的實踐中總結出表1所示的影響因素和相應的控制方法，為解決此技術難題提出了思路，具有極強的針對性和實用價值，按表l所示的影響因素，再結合實際情況(如不同的原料、機型、瓶型甚至天氣等)做出不同的工藝優(yōu)化，我們在用戶的使用過程中給予指導，取得了滿意的效果?！　”?是我們在國產機器（震德注塑機，型號CJ120，配達億隆吹瓶機，型號CP22）上按表1思路進行工藝優(yōu)化的例子，幾種瓶型的瓶子（包括500毫升，1.25升，2升，這里只列出前兩種）經應力測試全部合格（新瓶的應力檢測時間超過60分鐘）。6.結論　　聚酯的內在特性是影響制品的耐應力開裂性能的基本因素，如結晶性能、特性粘度和分子量分布等。選擇合適的注塑和吹塑工藝條件對提高聚酯瓶的耐應力開裂性能至關重要，本文所總結的抗應力開裂性能的影響因素和控制方法在實踐中取得了滿意的效果，有實際應用價值和參考意義。 作者： 卓俊謙   來 自： 珠海裕華聚酯有限公司