Το 1930 οι ερευνητές μίας αγγλικής χημικής εταιρείας προσπαθούσαν να πραγματοποιήσουν μία αντίδραση ανάμεσα στο αιθυλένιο και την βενζαλδεϋδη σε υψηλές πιέσεις.
Στο τέλος της αντίδρασης, είχε παραχθεί 1 γραμ. άσπρου κηρώδους στερεού από το αιθυλένιο (η βενζαλδεύδη είχε παραμείνει αναλλοίωτη).Ακολούθησαν πολλές προσπάθειες και πολλές εκρήξεις στους αντιδραστήρες , μέχρι να επιτευχθεί η παρασκευή ικανοποιητικής ποσότητας του νέου αυτού προϊόντος, που ήταν το πολυαιθυλένιο. Κανείς δεν πρόβλεψε τότε την τεράστια ανάπτυξη της χρήσης του νέου αυτού προϊόντος, που η παραγωγή του το 1939 ήταν 100 τόννοι και σήμερα εκατομμύρια τόννοι ετησίως.
Η “φύση” του PET επιγραμματικά:
Τα πολυμερή είναι ουσίες που έχουν μεγάλα μοριακά βάρη και αποτελούνται από ένα πολύ μεγάλο αριθμό επαναλαμβανόμενων μονάδων.Υπάρχουν φυσικά και συνθετικά πολυμερή. Μεταξύ των φυσικών πολυμερών είναι οι πρωτεϊνες, το άμυλο και το καουτσούκ.
Τα συνθετικά πολυμερή παράγονται βιομηχανικά σε πολύ μεγάλη κλίμακα και για πλήθος εφαρμογών. Ολα τα υλικά που ονομάζονται πλαστικά είναι συνθετικά πολυμερή.
Τα πολυμερή παράγονται από αντιδράσεις πολυμερισμού, κατά τις οποίες ένας μεγάλος αριθμός μορίων, που ονομάζονται μονομερή, ενώνονται διαδοχικά σχηματίζοντας μία αλυσίδα. Σε πολλά πολυμερή χρησιμοποιείται μόνο ένα μονομερές. Σε άλλα ενώνονται δύο η τρία διαφορετικά μονομερή. Τα πολυμερή διακρίνονται ανάλογα με τις αντιδράσεις που σχηματίζονται. Εάν όλα τα μόρια του μονομερούς συμμετέχουν στο πολυμερές, τότε αυτό ονομάζεται πολυμερές προσθήκης. Εάν έχουμε ταυτόχρονα και απόσπαση μικρών μορίων, όπως π.χ. νερού, τότε το πολυμερές ονομάζεται πολυμερές συμπύκνωσης.
Τα πολυμερή προσθήκης συνήθως παράγονται από μονομερή που έχουν διπλό δεσμό ανάμεσα στα άτομα του άνθρακα (αλκένια η ολεφίνες). Τα περισσότερα εμπορικά πολυμερή είναι τέτοιου είδους.
Τα πολυμερή συμπύκνωσης παράγονται από μονομερή που έχουν διαφορετικά είδη ατόμων που ενώνονται μεταξύ τους, για να σχηματίσουν π.χ. ένα εστέρα η ένα αμίδιο.
Μία από τις πλέον σημαντικές κατηγορίες πολυμερών είναι οι πολυεστέρες και τα πολυαμίδια (νάυλον).
Το PET
Το ΡΕΤ:
Το τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (ΡΕΤ) ή ο εστέρας του (ΡΕΤΕ) είναι ένα πολυμερές συμπύκνωσης από τα μονομερή αιθανοδιόλη (γλυκόλη – μία διαλκοόλη) και τερφθαλικό διμεθυλεστέρα (διεστέρα).
Τα δύο αυτά μονομερή αντιδρούν σε μία αντίδραση μετεστεροποίησης, παράγοντας ένα πολυεστέρα. Οι ίνες του ΡΕΤΕ κυκλοφορούν στο εμπόριο με το όνομα Dacron. Επίσης μία μορφή ΡΕΤΕ είναι το σκληρότερο γνωστό πολυμερές και χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή φακών για οπτικά είδη.
Η μεγαλύτερη όμως εφαρμογή σήμερα είναι αναμφισβήτητα στην παρασκευή πλαστικών φιαλών και δοχείων στη βιομηχανία τροφίμων.
Οι λόγοι που οδήγησαν στην πλήρη επικράτηση του ΡΕΤ σαν υλικού συσκευασίας στα τρόφιμα είναι οι παρακάτω ιδιότητές του, που το καθιστούν σχεδόν αναντικατάστατο:
Πλήρης διαφάνεια. Οι συσκευασίες PET προσφέρουν καθαρότητα και μηδενική μετανάστευση που έχει σαν αποτέλεσμα την καλύτερη δυνατή κατάσταση του συσκευασμένου προϊόντος ( Το ΡΕΤ είναι σύμφωνο με όλους τους διεθνείς κανονισμούς).
Ασφάλεια. Το PET είναι άθραυστο και επιτρέπει την ασφαλή διακίνηση και αποθήκευση των προϊόντων χωρίς προβλήματα.
Ικανότητα φραγής. Το ΡΕΤ έχει πολύ χαμηλή διαπερατότητα σε οξυγόνο, διοξείδιο του άνθρακα και νερό διατηρώντας έτσι τα προϊόντα σε άριστη κατάσταση και συμβάλλοντας στη διατήρηση της διάρκειας ζωής.
Ελαφρό βάρος και υψηλή μηχανική αντοχή. Οι περιέκτες που παράγονται έχουν μικρό βάρος και λεπτό τοίχωμα πράγμα που ουσιαστικά σημαίνει οικονομία κλίμακας στο κόστος μεταφοράς και καλύτερη ικανότητα τοποθέτησης στα ράφια των σημείων λιανικής πώλησης. Επιπλέον λόγω της υψηλής μηχανικής αντοχής είναι δυνατή η στοίβαξη σε μεγάλο ύψος όπως και με τα άλλα υλικά.
Ευελιξία διαμόρφωσης. Το ΡΕΤ μπορεί να δώσει περιέκτες σχεδόν οποιασδήποτε μορφής, χρώματος και διαμέτρου καλύπτοντας έτσι ακόμα και ανάγκες ειδικού σχεδιασμού που είναι αδύνατη ή ασύμφορη σε άλλα υλικά.
Ανακύκλωση. Το ΡΕΤ αποτελείται από τα τρία ίδια στοιχεία με το χαρτί ( άνθρακα, οξυγόνο & υδρογόνο) και δεν περιέχει τοξικές ύλες. Όταν καίγεται παράγει διοξείδιο του άνθρακα και νερό χωρίς τοξικά κατάλοιπα. Είναι πλήρως ανακυκλώσιμο αφού μπορεί να καθαρισθεί, να κοπεί σε νιφάδες και να χρησιμοποιηθεί εκ νέου για παραγωγή πλαστικών αντικειμένων. Το ανακυκλωμένο ΡΕΤ χρησιμοποιείται ευρέως στην παραγωγή προϊόντων με μεγάλη διάρκεια ζωής όπως δίσκοι εστιατορίων, πλαστικά παιχνίδια, καθίσματα γηπέδων, πλαστικά χαλιά κλπ.
Βάσει των διεθνών συμφωνιών έχει κωδικό σήμανσης ανακύκλωσης τον αριθμό 1.
Μέθοδοι παραγωγής
Οι περιέκτες ΡΕΤ παράγονται με μηχανές δύο ειδών.
Μηχανές ενός σταδίου ( One-step, hot preform method)
Η λειτουργία της μηχανής αυτής περιλαμβάνει όλες τις φάσεις επεξεργασίας από κόκκο ΡΕΤ σε έτοιμο περιέκτη. Το πρόπλασμα εξέρχεται από το καλούπι έγχυσης και στη συνέχεια ενώ είναι ακόμα ζεστό προωθείται στο φυσητό καλούπι για να παραχθεί ο περιέκτης. Η μέθοδος αυτή έχει ως πλεονέκτημα το γεγονός ότι τα προπλάσματα δεν αποθηκεύονται και έτσι αποφεύγονται προβλήματα φθοράς (γρατζουνιές, χτυπήματα κλπ) αλλά από την άλλη πλευρά έχει το μειονέκτημα της χαμηλής ταχύτητας παραγωγής. Οι μηχανές τέτοιου τύπου προτιμώνται για μικρομεσαίες παραγωγές.
Μηχανές δύο σταδίων ( Two-step, cold preform method)
Η λειτουργία περιλαμβάνει δύο μηχανές. Στην πρώτη που είναι η μηχανή έγχυσης (Injection) παράγονται τα προπλάσματα τα οποία στη συνέχεια αποθηκεύονται. Η δεύτερη μηχανή, που είναι η φυσητική (blowing) τα προπλάσματα αναθερμαίνονται και στη συνέχεια παράγονται οι περιέκτες. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η μέθοδος αυτή, προτιμάται στις μεγάλες παραγωγές αφού οι φυσητικές μηχανές φθάνουν σε πολύ μεγάλες αποδόσεις.
Η διαδικασία παραγωγής του ΡΕΤ σε μηχανές δύο σταδίων αποδίδεται στο παρακάτω σχηματικό διάγραμμα
Ξήρανση του PET:
Το PET απορροφά υγρασία από την ατμόσφαιρα. Για το λόγο αυτό το υλικό θα πρέπει να ξηρανθεί πριν την επεξεργασία με ξηραντήρα (dehumidifyer).
Πλαστικοποίηση του PET:
Το ξηραμένο υλικό σε κόκκο συμπιέζεται και θερμαίνεται σε κοχλία περιστροφής.
Έγχυση προπλάσματος:
Το υλικό, που έχει θερμανθεί και συμπιεσθεί, εγχύεται στην κοιλότητα του καλουπιού και ψύχεται σε πολύ σύντομο χρόνο παράγοντας το πρόπλασμα (preform). Το πρόπλασμα εξάγεται από το καλούπι και είναι έτοιμο για περαιτέρω επεξεργασία.
Θέρμανση προπλάσματος:
Η βέλτιστη κατανομή της θερμοκρασίας στο πρόπλασμα (perform) επιτυγχάνεται με κατάλληλη ρύθμιση των υπερύθρων λυχνιών στο φούρνο έτσι ώστε το perform να είναι έτοιμο για διαδικασία παραγωγής.
Διαμόρφωση περιέκτη PET:
Το θερμό preform με τη βοήθεια αέρα εκτείνεται σε όλη την επιφάνεια ενός καλουπιού με συγκεκριμένο σχήμα. (με τον τρόπο αυτό προσανατολίζονται οι κρύσταλλοι και αυξάνεται η αντοχή του PET). Το PET θερμαίνεται σε τέτοια θερμοκρασία όπου τα μόρια της αλυσίδας του έχουν τη δυνατότητα να εκτυλιχθούν, και όχι να σπάσουν κατά την έκταση, και να προσανατολισθούν με έκταση. Η έκταση του υλικού είναι διαξονική και ομοιογενής. Τα μόρια του προσανατολισμένου ΡΕΤ έχουν την ικανότητα να ενεργούν ομαδικά και όχι ατομικά δίνοντας έτσι τη δυνατότητα στον παραγόμενο περιέκτη να έχει λεπτό τοίχωμα, αυξημένη ικανότητα μηχανικής αντοχής, διαπερατότητας και χημικής αντίστασης.
Εξέλαση περιέκτη:
Το τελικό προϊόν εκβάλλεται από το καλούπι.