哪种塑料能装热水DSC检测揭秘 PP、PE-HD、PET 耐热真相

哪种塑料能装热水?DSC检测揭秘 PP、PE-HD、PET 耐热真相

塑料包装材料广泛应用于食品和饮料包装领域，其热性能直接关系到使用安全性与适用场景。当用于盛装饮用水，特别是热水时，材料必须具有足够高的耐热温度，以防止容器软化、变形或释放有害物质。

本次分析选取三种最常见的包装塑料：

PP（聚丙烯）：常用于一次性餐盒、水杯等。

PE-HD（高密度聚乙烯）：常用于奶瓶、洗涤剂瓶等。

PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）：常用于矿泉水瓶、碳酸饮料瓶等。

这些材料均为结晶或半结晶聚合物，其使用温度上限与它们的玻璃化转变温度（Tɡ） 和熔点（Tm） 密切相关。当使用温度接近或超过其玻璃化转变温度时，材料会变软；当达到熔点时，材料将发生熔融，彻底丧失使用性能。汇诚仪器的差示扫描量热仪DSC-600S能够精确测量这些关键热转变温度，为材料的选择提供核心依据。

选取PP、PE-HD、PET市面上常见饮品容器作为样本，采用差示扫描量热仪DSC-600S进行测试。具体操作如下：

1. 精确称取约7-8 mg的样品，放进密封铝坩埚并加盖；

2. 实验在惰性气氛N₂下进行，以消除氧化效应。

3. 以10℃/min的速率从30℃加热至150℃（此范围可覆盖水的沸点）。

三种材料的DSC曲线如下图所示，

测试结果显示如下：

1. PP（聚丙烯）：其DSC曲线显示一个微弱的单一熔融吸热峰，是内部β晶的熔点（约 100°C - 120°C）。其玻璃化转变温度很低（约在0℃以下），这意味着在室温及热水温度下，其晶区结构稳定，非晶区分子链段也能保持刚性，因此具有优异的耐热性。常见的微波炉餐盒即采用PP材质，证明了其可承受100℃沸水的能力。

2. PE-HD（高密度聚乙烯）：其DSC曲线同样显示一个尖锐的熔融吸热峰，峰值温度约为132.42℃。虽然其熔点高于100℃，但其玻璃化转变温度极低，且长期使用温度通常被认为在100℃以下。盛装热水（如90℃以上）时，虽然不会熔化，但容器可能发生明显的软化和变形，强度下降。

3. PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）：其DSC曲线最显著的特征是一个较高的玻璃化转变温度（Tɡ ≈ 75℃）。尽管其熔点(约为250℃)远高于PP和PE-HD，但其玻璃化转变温度（Tɡ）是决定其能否盛装热水的关键。当盛装热水（如超过70℃）时，温度超过了PET的Tɡ，材料从玻璃态转变为高弹态，瓶身会急剧收缩、软化、变形，无法保持形状，同时可能加速材料中潜在小分子物质的迁移。

通过汇诚仪器差示扫描量热仪 DSC-600S 对三种常见包装塑料热行为的分析，可清晰评估它们用于盛装热水的适用性：

1. PP（聚丙烯）是最适合盛装热水的材料。其熔点高达165℃，远高于100℃的沸水温度。同时，其在0℃至100℃的使用温度区间内能保持结构和尺寸的稳定，具有优异的耐热性，是制造水杯、微波炉餐盒的理想材料。

2. PE-HD（高密度聚乙烯）可短时盛装温水，但不适合盛装沸水。其熔点130℃ 虽高于100℃，但长期耐热温度一般在100℃以下。盛装较热的水时（如>90℃），容器易软化变形，存在安全隐患。

3. PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）最不适合盛装热水。尽管其熔点250℃ 最高，但其极高的玻璃化转变温度（78℃） 是致命弱点。一旦水温超过70℃，瓶身就会严重软化变形，完全无法使用。因此，PET瓶仅设计用于盛装常温和低温饮料。

综上，汇诚仪器差示扫描量热仪（DSC）测试所确定的玻璃化转变温度（Tɡ）和熔点（Tm），是评估塑料材料耐热性的决定性指标，对于盛装热水的应用场景，材料不仅需要有高于 100℃的熔点，更需要在热水温度下保持玻璃态或稳定的结晶态，根据DSC-600S分析结果，PP材料因其高熔点和高使用温度下的稳定性，是三者中最适合用于制造热水杯的材料。汇诚仪器的差示扫描量热仪DSC-600S凭借精准的检测能力，为塑料制品行业的材料筛选与质量把控提供了可靠支持。