1950年，美国杜邦化学公司以“聚对苯二甲酸乙二(醇)酯”做原料，首次开发出一种合成纤维。聚对苯二甲酸乙二酯的俗称是“涤纶纤维”，代号为PET。目前市售的PET包装容器，主要是PET树脂经吹塑成型的塑料容器。它主要依赖于高粘度、高品位的瓶用级PET树脂的发展，以及双向拉伸吹塑技术的开发。双向拉伸吹塑PET瓶的实用化，至今不过20多年的历史，然而由于PET瓶优良的物理机械性能、良好的经济性以及对环保要求很好的适应性等众多的突出优点，已经成为包装容器领域中一个极其引人注目的新秀。目前在我国已形成年产数10亿只瓶的生产能力。

    1 PET树脂的分子结构与物理特性

    PET树脂的微观结构中的大分子链，是由多个对苯二甲酸乙二酯的链节重复而成，具有良好的规整性为其提供了较佳的结晶性能。其分子链比较刚硬(主链中存在有苯环)，分子间的作用力较强(有较强的极性)，赋予了PET树脂良好的刚性、强度和对非极性气体等物质的良好的阻隔性能。

    PET树脂是一种典型的晶体型聚合物，但其结晶速度较慢。通过结晶处理，可以大幅度地调整PET制品的性能，以适应应用上的需要。与聚乙烯、聚丙烯等晶体性树脂相比，PET大分子链的刚性较大(存在有亚苯基结构)，因而结晶速度要慢得多。

    PET树脂本身具有良好的热稳定性，但是在有水分存在时，易产生降解。降解的结果会导致PET分子量明显下降，特性粘度与制品的机械强度亦相应地下降。因此必须在成型之前，尽可能地排除其含水量。一般认为含水率低于0.005%为宜，至少应在0.01%以下。

    2 PET的吹塑成型容器

    2.1 PET的双向拉伸吹塑

    由于PET树脂在成型加工过程中经过拉伸处理，制品中的高分子产生了良好的定向排列，因此制品除了具有PET树脂所固有的一般优点之外，机械强度和许多物理性能均有明显地改善，从而表现出一系列优异的特性。

    (1)机械强度高

    双向拉伸PET瓶的机械强度，不仅高于PVC容器而且明显地高于直接挤出吹塑法生产的PET容器。

    (2)物耗低、重量轻

    由于双向拉伸PET瓶具有高的机械强度和优良的物理性能，它可以采用较薄的壁厚以降低消耗，从而降低PET瓶的成本，提高其经济上的竞争力，同时还有助于降低运输成本。

    (3)耐化学药品性好

    主要表现在耐油性、耐有机药品性、耐酸性等方面，此外它有适度的耐碱性。

    (4)外观优良

    双向拉伸PET瓶的透明性好，雾度低，具有玻璃般的透明性和光泽度；此外PET的着色性能好，可以制成使用上所需要的各式各样的颜色。

    (5)卫生性能好

    双向拉伸PET瓶已成为当今世界各国所普遍认可的、可用于包装食品、药物等商品，是一种可靠性高的无毒包装材料。

    (6)废弃的双向拉伸PET瓶易于处理

    主要有降解法制取树脂、回收造粒、焚烧回收热能等方法。

    2.2 PET瓶的双向拉伸吹塑方法

    PET双向拉伸吹塑有多种实用化的工业方法。就型坯的制造方法而论，可分为挤出法与注射法两类。而注射法中，又有一步法(热坯法)和二步法(冷坯法)之分。其对比如表1所示。但无论采用哪种成型方法，制造双向拉伸PET瓶都需要事先制成型坯，然后再在适当的条件下，进行拉伸吹塑，制得最终的产品。注射拉伸吹塑，其型坯是经过注射的方法制得的，尺寸精度比较容易控制，瓶口的密封性比较容易保证。故这种成型方法应用十分广泛，目前PET拉伸吹塑基本上均采用注射拉伸吹塑。

    PET的拉伸吹塑，主要包括型坯注射成型、型坯再加热、拉伸吹塑等3个基本部序。现分别简要介绍如下：

  表1  热坯法与冷坯法对比

    (1)型坯注射

    注射高透明、壁厚均匀性佳的型坯，是制得优良的PET拉伸吹塑瓶必不可少的条件。PET树脂中水分的存在，对于PET的成型加工具有很大的危害，因此应事先对制备注射型坯的PET物料进行干燥处理。为防止己干燥好的PET在注射成型过程中吸收空气中的水蒸气，注射机一般都配用干燥料斗。

     PET树脂的熔点在260℃左右，分解温度在290℃以上，料筒和流道的温度可在260-290℃左右这一广阔的温度范围内选定。适当地提高料温有利于改善型坯的透明度；但高温注射时，型坯中的乙醛含量有增大的趋势，对此必须予以必要的重视。

    (2)型坯的再加热

    二步法注射拉伸吹塑，需将型坯从注射模中取出，使它冷却到室温。一般还需要24小时以上的停放，使型坯达到热平衡。在拉伸吹塑前，将瓶坯加热到拉伸吹塑的温度。

    再加热过程一般在恒温箱中进行。恒温箱采用远红外或者石英加热器加热，也可采用射频加热。瓶坯不需要加热的颈部采用隔热屏加以保护。比较理想的方式是使型坯在烘箱中移动的同时不断地旋转，以利于均匀地加热。

    经过再加热的型坯还需要经过“温度调节处理”。其必要性在于刚加热的型坯沿着厚度方向(径向)的温度分布是不均匀的，刚加热以后，型坯的温度分布对于拉伸吹塑的加工是不利的。因此需要一个温度调节处理过程。所谓“温度调节处理”，就是使加热完了的型坯的外壁与冷空气接触，得到调节冷却。温度调节处理的时间因加热历程不同而异，一般在10余秒至半分钟左右，最后得到温度约为100℃且温度分布比较平缓的再加热型坯。

    (3)拉伸吹塑

    拉伸吹塑可先行拉伸后再吹塑，也可同时进行拉伸与吹塑。拉伸吹塑采用的压缩空气的压力较普通吹塑的压力要大，一般在2MPa以上。PET的拉伸吹塑通常在纵向的拉伸倍率小，横向的拉伸(吹瓶)倍率较大。大的拉伸倍率有利于提高PET的物理机械性能，但是过高的拉伸倍率则可能导致内部出现细微的裂纹，呈现外观泛白的现象，同时引起强度的下降。在生产中以控制横向拉伸倍率不超过5，纵向拉伸倍率不超过2.5为宜。

    3 PET双向拉伸吹塑瓶的应用

    目前PET双向拉伸吹塑瓶的应用数量较多，具有代表性的大体可归纳为以下几个方面：

    (1)饮料包装

    由于PET双向拉伸吹塑瓶兼具优良的机械强度和阻隔二氧化碳透过的特性，使之成为含碳酸饮料的一种包装容器，也是至今含碳酸饮料所采用的唯一的一种塑料容器。目前国内外众多的含碳酸饮料的生产厂(例如可口可乐、百事可乐等)，都成功地使用了PET双向拉伸吹塑瓶用以包装含碳酸饮料(可乐、汽水之类)。此外，PET双向拉伸吹塑瓶已成功地用于生啤酒的包装。

    (2)食用油类的包装

    采用PET双向拉伸吹塑瓶包装食用油也是十分理想的。因为它不仅具有很好的耐油性能、良好的卫生性能。而且还具有较好的抗紫外线透过性以及良好的阻隔氧气透过的功能，因而具有延缓瓶中的油类因氧化而导致变质的功能。

    (3)化妆品类的包装

    PET双向拉伸吹塑瓶的良好耐化学药品性、优良的外观，使它有可能进入化妆品包装领域，并且对商品起到良好的促销作用。这方面在国外已有相当大的市场，国内则刚刚起步。

    (4)农药的包装

    较之玻璃瓶包装可大幅度减少包装破损率，从而减少农药在运输过程中对环境的污染和因玻璃瓶破损而造成的浪费，瓶的质量轻还可以减少运输费用。这方面应用的一大障碍是包装的成本较高，当采用回收的PET料粒组织生产时，可有效地控制生产成本。目前，在国内已投入实用化生产。

    (5)洗涤剂等商品的包装

    国外已经工业化生产，国内市场尚待开发。

    4 PET双向拉伸吹塑的新发展

    有关PET双向拉伸吹塑瓶的主要工作是提高瓶的性能以扩大应用的领域，改善使用效果。此外在有助于废弃包装的回收利用方面，也做了一些努力。

    耐高温灌装型PET双向拉伸吹塑瓶的耐热性较差，这是它一大缺点。当温度高于60℃，普通的PET双向拉伸吹塑瓶则会由于PET大分子的解定向作用，导致瓶体较大的收缩与变形。因此这类瓶不能在高温下使用，也不能用于进行热灌装的饮料(果汁、乌龙茶之类)的包装。

    人们研究并开发了耐热型PET双向拉伸吹塑瓶，它可以灌装85℃或者更高温度的物质而不致产生明显的变形。

    目前提高PET双向拉伸吹塑瓶耐热性的途径主要有热定型处理、与耐热树脂的多层化以及用PEN(对萘二甲酸乙二酯)树脂掺合改性等。

    (1)热定型法

    通过加热瓶口，使瓶口的PET树脂结晶化，从而提高其耐热性以有效地防止瓶口在高温下的变形。使瓶身在吹塑之后，让其在高温吹模中在气压的作用下，经过一定时间的热定型处理，再让其冷却到不变形的温度之后，从模具中取出。

    为了确保PET双向拉伸吹塑瓶的瓶口优良的耐热性及高度的透明性，也有采用“瓶口异质化”的方法。该方法在制备型坯时，使用两种塑料材料，即瓶身用PET，瓶口用PC，用二次注射的工艺成型。由于PC具有良好的耐热性(可在140℃使用)，故瓶口有极好的耐热性。

    一些需热灌装、但对PET瓶的耐热性要求不太高的商品，其所用的PET双向拉伸热灌装瓶的瓶口亦可不进行结晶化处理，仅将瓶体进行热定型处理后即可使用。瓶口不经过结晶化处理可以缩短生产周期，降低PET瓶的生产成本，而且保持瓶子全透明的优点。

    (2)与耐热性树脂多层化

    此法采用与PET树脂基本性能相似、耐热性好的“U聚合物(聚芳酯)”，同PET树脂配用，制成多层型坯，其结构为“PET/U聚合物/PET”的三层复合结构。由这种结构的型坯经双向拉伸吹塑制得的成品瓶，不需经过热定型处理，即能够适应在85℃以上的温度进行热灌装。与普通的PET瓶相比，耐热性大大提高，达到了产品的升级换代，更好地服务于饮料包装行业。