Kemijska struktura poliestera: C10H8O4, esterske veze i zašto su važne

Jedna ponavljajuća jedinica poliestera koji se koristi u tekstilu sadrži deset atoma ugljika, osam atoma vodika i četiri atoma kisika: C10H8O4, oko 192 g/mol. Gotovo 46 posto te mase nalazi se unutar dvije esterske skupine, -COO- karika koje drže lanac zajedno. Ta jedina činjenica objašnjava zašto se PET topi blizu 255 C, zašto pokupi samo oko 0,4 posto vlage, zašto se mora bojati na 130 C pod pritiskom i zašto će ga vruća kaustična soda otopiti.

Ista okosnica prolazi kroz 75D/72F DTY pređu na stroju za kružno pletenje, čip za boce intrinzične viskoznosti 0,80 dl/g i reciklirani filament obnovljen iz glikolize. Čitajte od ponovljene jedinice prema gore, kemija ostaje jednostavna. Komercijalne posljedice ne.

Kakva je zapravo kemijska struktura poliestera

Poliester je bilo koji polimer čije su jedinice koje se ponavljaju spojene esterskim vezama, a poliester iza gotovo svake tekstilne etikete je poli(etilen tereftalat), skraćeno PET.

Dva monomera grade PET. Tereftalna kiselina daje dvije -COOH skupine na para-supstituiranom benzenskom prstenu, a etilen glikol dovodi dvije -OH skupine. Kiselina se susreće s alkoholom, jedna molekula vode odlazi, stvara se jedna esterska veza i slijed se ponavlja u oba smjera.

Jedinica koja se ponavlja -[O-CH2-CH2-O-CO-C6H4-CO]- je sendvič dvaju etilenskih segmenata, jednog aromatskog prstena i dva karbonilna ugljika s njihovim esterskim kisikom. Para položaj prstena je važniji od njegove veličine: on održava lanac ravnim, tako da se PET pakira u kristalite i topi blizu 255 C. Zamijenite ga fleksibilnim alifatskim lancem, kao u poli(etilen adipatu), i točka taljenja pada na otprilike 50-60 C.

Kako je izgrađena esterska veza: kondenzacijska polimerizacija u četiri faze

PET se proizvodi kondenzacijskom polimerizacijom, a svaka usput nastala esterska veza oslobađa jednu malu molekulu, obično vodu ili metanol.

Proizvođači vlakana tada biraju između normalnih strugotina u SD, FD, CD i TBR razredima, jer su svjetlina i ponašanje bojenja već fiksirani u fazi strugotine.

Proizvođači normalnih čipova (SD/FD/CD/TBR). Visoko stabilni normalni poliester čips SD/FD/CD/TBR za proizvodnju tekstilnih vlakana Normal čips (SD/FD/CD/TBR) Pogledajte proizvod →

Od strukture do performansi: kristalnost, intrinzična viskoznost i talište

Dva broja predviđaju većinu onoga što će poliesterska pređa učiniti: intrinzična viskoznost, koja mjeri duljinu lanca, i kristalnost, koja mjeri koliko su ti lanci čvrsto pakirani.

Intrinzična viskoznost je praktična zamjena za molekularnu težinu. Razmak od 0,02 dl/g između dva čipsa iznosi otprilike 8 do 10 posto prosječne molekularne težine, a površine se pojavljuju kao žilavost, istezanje, upijanje boje i lomljenje filamenta tijekom teksturiranja.

Zašto okosnica odlučuje kako poliester uzima boju

Standardni PET ne sadrži ionske bočne skupine, pa se ne može bojati kao pamuk. Disperzne boje moraju se otopiti u amorfnim područjima vlakna, a to se događa tek na oko 130 C i tlaku od 2 do 3 bara.

Ester karbonili su slabo polarni, ali nisu mjesta bojenja. Ispod temperature staklenog prijelaza blizu 70-80 C amorfni lanci su zamrznuti i molekule boje se ne mogu ugurati između njih. Iznad 130 C struktura se otvara, boja difundira unutra i ostaje zarobljena dok se vlakno hladi.

Kationska poliesterska SD CD DTY pređa za duboko bojanje Kationski poliester DTY koji kombinira SD i CD prednosti za svijetlo, ravnomjerno dubinsko bojenje, nižu kontaminaciju i isplativu proizvodnju tekstilne pređe. Pogledajte proizvod →

Gdje se struktura lomi: hidroliza, recikliranje i duljina lanca

Esterska veza je slaba točka poliestera i svaki komercijalni način recikliranja je namjerno napada.

Mehaničko recikliranje zadržava okosnicu, ali je skraćuje. Toplina, vlaga i smicanje tijekom ponovnog topljenja režu lance, tako da 100 posto reciklirani filament može dobiti 0,05-0,10 dl/g ispod prvobitne viskoznosti. Bez produživača lanca ili djevičanske mješavine, postojanost i ujednačenost boje se mijenjaju.

• Glikoliza: etilen glikol na 180-240 C razbija lance natrag u bis(2-hidroksietil) tereftalat, koji se može repolimerizirati u novi PET.
• Metanoliza: metanol na 180-280 C i 20-40 bara vraća dimetil tereftalat i glikol.
• Hidroliza: para ili voda na visokoj temperaturi i tlaku vraća tereftalnu kiselinu i glikol.

SD DTY Reciklirana poliesterska pređa visoke čvrstoće Polutupa vučna teksturirana reciklirana poliesterska pređa visoke vlačne čvrstoće, Oeko-Tex i GRS certifikata, za sportsku odjeću, tekstil za vanjsku upotrebu, kućni tekstil i industrijske tkanine. Pogledajte proizvod →

Čitanje specifikacije poliestera: što vam struktura govori

Poliesterska podatkovna tablica prerušeno je strukturno izvješće, a četiri vrijednosti nose većinu informacija koje kupac treba.

• Intrinzična viskoznost: 0,62-0,68 dl/g je normalni stupanj vlakana. Niže vrijednosti vrte se hladnije, ali se češće lome tijekom teksturiranja, dok više vrijednosti trebaju više topline za crpljenje.
• Denier i broj filamenta: 75D/72F daje mekanu ruku koja se prekriva, dok 150D/48F daje masu i pokriva. Broj niti također mijenja način refleksije svjetlosti, što pomiče prividnu sjenu.
• Sadržaj komonomera: izoftalna kiselina, dietilen glikol ili natrijev 5-sulfoizoftalat smanjuju kristalnost i pomiču talište. Iznad otprilike 3 mol%, PET više nije za boce.
• Vlažnost i završna obrada: PET vraća oko 0,4 posto vlage, tako da se brzo suši, ali stvara statiku, a završna obrada određuje kako će raditi na stroju za pletenje.

Kupci koji trebaju standardne, kationske, visokoelastične i reciklirane verzije iste pređe u jednom programu obično skraćuju fazu pokušaja i pogreške radeći s dobavljač diferencijalne pređe koja prolazi kroz sve četiri linije.

Struktura poliestera: Često postavljana pitanja

Koja je kemijska formula poliestera?

Za tekstilni PET ponavljajuća jedinica je C10H8O4, a polimer se piše (C10H8O4)n. Komercijalna smola nema jedinstvenu molekularnu formulu, jer je svaka serija raspodjela duljina lanaca, a ne jedna molekula. Sama notacija je raspakirana u ovom objašnjenju poliester PET formula C10H8O4 .

Je li tekstilni poliester kemijski isti kao poliester u boci?

Da, oba su PET. Razlika je u duljini lanca i aditivima: vrsta vlakana ima intrinzičnu viskoznost od 0,62-0,68 dl/g, klasa za boce 0,75-0,85 dl/g, a vrste vlakana često sadrže titanijev dioksid za zatamnjenje ili komonomere za bojenje.

Zadržava li reciklirani poliester istu strukturu?

Okosnica je identična, ali je distribucija duljine lanca šira. Mehanički reciklirani PET obično pokazuje veći sadržaj oligomera i 0,05-0,10 dl/g nižu intrinzičnu viskoznost, zbog čega ga mnoge tvornice miješaju s čistom smolom ili dodaju produživače lanca.

Zašto je poliester potrebno bojenje na visokim temperaturama?

Budući da vlakno ne nudi mjesta ionske boje, a njegova amorfna područja su smrznuta ispod temperature staklenog prijelaza blizu 70-80 C. Disperzna boja treba otprilike 130 C i 2-3 bara da difundira. Klase koje se mogu bojiti kationima dodaju sulfonatne skupine u lanac, tako da se ista nijansa može dobiti na oko 100 C.