PET
PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯，Polyethylene Terephthalate）是一种热塑性聚酯材料，本词条介绍的是这种广泛应用于包装和纺织领域的高分子材料。PET以其优异的物理性能、化学稳定性和可回收性，成为全球产量最大的塑料品种之一。
化学结构与基本性质
分子结构
PET的化学式为(C₁₀H₈O₄)ₙ，是由对苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）通过酯化反应和缩聚反应生成的线性聚合物。其分子链中含有大量的酯基（-COO-），这些酯基赋予了PET独特的物理和化学性质。分子链的规整排列使得PET既可以是非晶态的透明材料，也可以通过结晶过程形成半结晶态的不透明材料。
物理性质
PET具有多项优异的物理性能。其密度约为1.38-1.40克/立方厘米，玻璃化转变温度约为70-80℃，熔点约为250-260℃。材料具有良好的机械强度，拉伸强度可达50-70兆帕，弯曲强度达到70-90兆帕。PET的透明度极佳，光线透过率可达90%以上，这使其成为理想的包装材料。此外，PET还具有良好的气体阻隔性，能有效阻止氧气、二氧化碳等气体的渗透，延长食品和饮料的保质期。
化学性质
PET具有良好的化学稳定性，在常温下能抵抗大多数有机溶剂、酸和碱的侵蚀。但在高温条件下，PET会发生水解反应，特别是在酸性或碱性环境中。材料对紫外线有一定的敏感性，长期暴露会导致性能下降。PET的耐热性良好，可在-40℃至120℃的温度范围内长期使用，短期可耐受150℃的高温。
发展历史
PET的发明可追溯至20世纪40年代。1941年，英国化学家约翰·雷克斯·温菲尔德（John Rex Whinfield）和詹姆斯·狄克森（James Dickson）在卡莱科公司（Calico Printers' Association）首次合成了聚对苯二甲酸乙二醇酯。1946年，杜邦公司和帝国化学工业公司（ICI）分别获得了PET的生产专利。
最初，PET主要用于生产合成纤维，商品名为「涤纶」或「的确良」。20世纪50年代，PET纤维开始大规模商业化生产，迅速成为纺织工业的重要原料。20世纪70年代，美国科学家开发出双向拉伸技术，使PET可以制成薄膜和瓶子，这一突破性进展开启了PET在包装领域的广泛应用。1977年，第一个PET饮料瓶问世，随后迅速取代了传统的玻璃瓶和金属罐。
进入21世纪，随着环保意识的增强和回收技术的进步，PET成为最受欢迎的可回收塑料之一。全球PET年产量已超过7000万吨，其中约30%用于瓶级应用，60%用于纤维生产。
生产工艺
原料制备
PET的生产主要以石油为原料。首先通过石油裂解获得对二甲苯（PX），再经氧化反应生成对苯二甲酸。另一原料乙二醇则由乙烯经环氧乙烷水合而得。近年来，生物基PET的研发取得进展，部分乙二醇可从甘蔗、玉米等可再生资源中提取。
聚合过程
PET的聚合通常采用两步法。第一步是酯化反应，对苯二甲酸与乙二醇在200-260℃、常压或微正压条件下反应，生成对苯二甲酸双羟乙酯（BHET）和低聚物。第二步是缩聚反应，在270-280℃、高真空条件下，低聚物进一步缩聚，脱除小分子乙二醇，形成高分子量的PET。整个过程需要催化剂如锑化合物、钛化合物等的参与。
成型加工
PET可通过多种方式加工成型。注塑成型用于生产瓶坯，随后通过吹塑技术制成各种形状的瓶子。挤出成型可生产PET薄膜、片材和纤维。双向拉伸技术能显著提高PET薄膜的强度和透明度，广泛用于食品包装。纤维生产则采用熔融纺丝工艺，将熔融的PET通过喷丝孔挤出，经冷却、拉伸、卷绕形成纤维。
应用领域
包装材料
PET在包装领域的应用最为广泛。饮料瓶是最典型的应用，全球每年生产数千亿个PET瓶，用于盛装碳酸饮料、矿泉水、果汁、食用油等。PET瓶具有轻便、透明、不易破碎、成本低等优点。PET薄膜用于食品包装、药品包装，其优异的阻隔性能能有效保护内容物。热收缩膜、拉伸膜等也大量采用PET材料。
纺织纤维
PET纤维即涤纶，是世界上产量最大的合成纤维。涤纶具有高强度、耐磨损、抗皱、易洗快干等特点，广泛用于服装、家纺、工业用布等领域。与棉花、羊毛等天然纤维混纺，可改善织物性能。无纺布、帘子布、安全带等工业用途也大量使用PET纤维。
工程塑料
经过增强改性的PET可作为工程塑料使用。玻璃纤维增强PET具有优异的机械性能和尺寸稳定性，用于制造汽车零部件、电子电器外壳、机械零件等。PET的电绝缘性良好，可用于电气工程领域。
其他应用
PET薄膜在光学领域用作偏光片基材、太阳能电池背板。医疗领域使用PET制造人工血管、手术缝合线等。3D打印技术中，PET也是常用的打印材料之一。
环境影响与回收
环境问题
PET作为石油基塑料，其生产和废弃都会对环境造成影响。生产过程消耗化石能源，排放温室气体。废弃的PET制品若处理不当，会造成白色污染，在自然环境中需要数百年才能完全降解。海洋中的塑料垃圾有相当比例是PET制品，对海洋生态构成威胁。
回收利用
PET是最易回收的塑料之一，回收标识为数字「1」。回收的PET可通过物理回收和化学回收两种方式再利用。物理回收是将废旧PET清洗、破碎、熔融后重新制成产品，如再生纤维、包装材料等。化学回收则是将PET解聚成单体或低聚物，再重新聚合，可获得与新料相当的品质。
全球PET回收率逐年提高，部分发达国家已达到50%以上。瓶到瓶（Bottle-to-Bottle）回收技术使废旧饮料瓶可直接再生为新的食品级瓶子，实现循环经济。许多国家实施押金制度，鼓励消费者回收PET瓶。
可持续发展
为减少环境影响，生物基PET和可降解PET的研发成为热点。生物基PET使用可再生原料替代部分石油基原料，可降低碳足迹。可降解塑料如PLA（聚乳酸）虽然性能与PET相近，但成本较高，尚未大规模替代。轻量化设计也是重要方向，通过减少材料用量降低环境负担。
优缺点分析
主要优点
PET具有诸多优势：机械强度高，耐冲击性好；透明度优异，外观美观；化学稳定性强，耐腐蚀；气体阻隔性能良好；加工性能优良，易于成型；成本相对较低；可回收再利用，符合环保要求；卫生安全，符合食品接触材料标准。
主要缺点
PET也存在一些局限性：耐热性有限，不适合高温应用；韧性较差，低温下易脆裂；耐候性一般，长期暴露会老化；加工温度高，能耗较大；结晶速度慢，影响生产效率；在某些溶剂中会溶胀或溶解。
相关标准与法规
各国对PET制品特别是食品接触材料制定了严格的标准。中国的GB 4806.7规定了食品接触用塑料材料的要求。欧盟的EU 10/2011法规对PET中的单体残留、添加剂迁移等指标有明确限制。美国食品药品监督管理局（FDA）也发布了相关指南。这些法规确保PET制品的安全性，保护消费者健康。
未来发展趋势
PET材料的发展呈现几个趋势：一是高性能化，通过共聚、改性等技术提升材料性能；二是功能化，开发具有抗菌、阻燃、抗静电等特殊功能的PET；三是绿色化，提高回收率，发展生物基和可降解替代品；四是智能化，将PET与传感器、电子元件结合，开发智能包装。随着技术进步和环保要求提高，PET将继续在材料领域发挥重要作用。
