PET-G (polyethylene tereftalate glycol-modified) czyli kopolimer tereftalanu etylenu i tereftalanu 1,4-cykloheksanodimetanolu.

PET-G (polyethylene tereftalate glycol-modified) czyli kopolimer tereftalanu etylenu i tereftalanu 1,4-cykloheksanodimetanolu, jest termoplastycznym, amorficznym kopolimerem o wysokiej transparentności oraz niskim skurczu przetwórczym.

PET-G (rys. 1) jest pochodną PET (rys. 2) w której cześć grup glikolowych (glycol-modified) (rys. 3) została zastąpiona 1,4-cykloheksanodimetanolem (rys.4). PETG otrzymywany jest poprzez polikondensację kwasu tereftalowego i glikolu etylenowego (EG) oraz 1,4-cykloheksanodimetanolu (CHDM) w obecności katalizatorów kobaltowych. Rekcja przebiega dwuetapowo, w pierwszym etapie następuje estryfikacja, a w drugim właściwa polikondensacja. Udział CHDM w stosunku do całkowitego udziału dioli wynosi zazwyczaj od 10 do 50%, ponadto czasami stosuje się też dodatek kwasu izoftalowego.

Rysunek 1 Wzór PET-G.

Wzór PET.

Rysunek 3 Wzór glikolu etylenowego (etano-1,3-diolu) (EG).

Rysunek 4 Wzór 1,4-cykloheksanodimetanolu (CHDM).

PET-G cechuje się wysoką transparentnością, udarnością oraz elastycznością. Posiada także niski skurcz przetwórczy. Ponadto PETG charakteryzuje się często dopuszczeniem do kontaktu z żywnością oraz łatwością sterylizacji tlenkiem etylenu, powoduje to stosowanie PET-G jako materiału opakowaniowego, tym do przechowywania żywności, czy innych przedmiotów wymagających sterylizacji, np. części urządzeń medycznych i implantów.

               PET-G wykazuje wytrzymałość na rozciąganie na poziomie 25-45 MPa, moduł Younga 2,0-2,3 GPa, a wydłużenie przy zerwaniu 100-190%. Temperatura zeszklenia PET-G wynosi zazwyczaj około 80-85°C. PET-G jest polimerem amorficznym, czyli nie ulega topnieniu/krystalizacji, w przeciwieństwie do PET (którego temperatura topnienia wynosi 260°C). Wynika to z jego budowy chemicznej, która dzięki dodatkowi CHDM charakteryzuje się większa nieregularnością ułożenia łańcuchów i brakiem domen krystalicznych (w przeciwieństwie do PET, który posiada wysoką organizację struktury łańcuchów i wobec czego duży stopień krystaliczności). Ta amorficzność PET-G znacznie poprawia jego cechy wizualne, znacznie podnosząc jest transparentność. Ponadto PET-G w porównaniu do PET cechuje się niższą temperaturą przetwórczą, umożliwiającą druk w temperaturze 220-250°C (co byłoby poniżej temperatury topnienia PET).

Filamenty z serii Tarfuse® PET-G cechują się wytrzymałością na rozciąganie wydruku około 45-50 MPa w osi „x” i „y” oraz 20 MPa w osi „z”, ich moduł Young wynosi 1,6-1,7 GPa, a wydłużenie przy zerwaniu 5-7%. Z względu na dobre właściwości mechaniczne oraz doskonałe cechy estetyczne z PET-G mogą drukowane być prototypy wizualne, makiety, elementy modelarskie, opakowania, pudełka/pojemniki. PET-G cechuje się dużą łatwością druku, zbliżoną do PLA, do druku nie jest wymagana zamknięta komora drukująca, a także wysokie temperatury dyszy, co powoduje, że jest to materiał dobry dla początkujących użytkowników.

Do wad PET-G pod kątem druku 3D należy dość niska wytrzymałość termiczna materiału oraz właściwości mechaniczne raczej wykluczające go jako surowiec do produkcji pracujących części technicznych. Ponadto cechuje się on tendencją do nitkowania przy wydruku, co może wymagać pracy przy doborze parametrów druku aby otrzymać detal o wysokich parametrach wizualnych.

Bibliografia:

1. Włodzimierz Szlezyngier, Zbigniew Brzozowski, Tworzywa Sztuczne, Wydawnictwo Oświatowe FOSZE, 2013.

2. Hans Warlimont, Werner Martienssen, Springer Handbook of Condensed Matter and Materials Data, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2005