پلی استر چیست و چه کاربرد هایی دارد؟

پلی استر یک نوع الیاف مصنوعی است که از زغال سنگ، هوا، آب و نفت تولید می شود. این ماده برای اولین بار در قرن 20ام در یک آزمایشگاه از واکنش بین اسید و الکل تولید شد. در این واکنش دو یا چند مولکول با هم ترکیب میشوند و یک مولکول بزرگتر را میسازند که ساختار آن در طول تکرار میشود. در ادامه ی متن با خواص و کاربرد های پلی استر بیشتر آشنا خواهید شد. پس با ما همراه باشید.

خواص این ماده:

الیاف های پلی استر میتوانند بسیار طویل، پایدار و قوی باشند.  الیاف این محصول نسبت به پارچه های سنتی مانند پنبه مزایای بسیاری دارد. این مواد جاذب رطوبت نیستند اما روغن را جذب می کنند. این ویژگی باعث می شود که پارچه های پلی استر برای کاربردهای که در تماس با آب و خاک هستند مناسب باشد. علاوه بر این از این مواد برای کاربردهای نسوز نیز استفاده می شود. این پارچه ها به راحتی قابل رنگرزی هستند.

الیاف polyester یک عایق مناسب و غیر آلرژی زا است، بنابراین از این ماده برای پر کردن بالش، لحاف، و کیسه خواب نیز می‌توان استفاده کرد. این محصول را می توان در دو دسته ترموپلاستیک و ترموست تقسیم بندی کرد. پلیمرهای ترموپلاستیک خود به polyester آروماتیک خطی (الیاف و فیلم های پلی استر)، الاستومرها (بلوک های کوپلی استر)، polyester کریستالی مایع، پلاستیک های مهندسی، polyester آلیفاتیک و پلی(آلکانوات های هیدروکسیل) طبقه بندی می شوند.

ساختار پلی استر:

این مواد به دسته از پلیمرها گفته می شود که در نتیجه پلیمریزاسیون دی الکل با دی اسید (یا دی استر) تولید می شود. همه این مواد در ساختار شیمیایی خود دارای شاخه استر (-coo-) هستند. به طور مثال واکنش پلیمرزاسیونی که منجر به تشکیل پلی اتیلن ترفتالات به عنوان پرکاربردترین polyester می شود به صورت زیر است.

انواع پلی استر

ترکیب فوق یک ماده ی شیمیایی است که از دو کلمه Poly به معنای زیاد و ester که یک ترکیب شیمیایی آلی پایه ای است تشکیل شده است. ماده اصلی مورد استفاده در ساخت این محصول اتیلن است که از نفت حاصل می شود. این ماده با استفاده از چندین روش قابل تولید است. روش مورد استفاده به فرم نهایی مورد نظر بستگی دارد. چهار فرم اصلی این ماده عبارتند از filament، staple، tow و fiberfill. در فرم filament ، هر رشته فیبر به صورت مداوم در طول رشد می کند و پارچه هایی با سطح صاف تولید می کند.  فرم staple،در واقع همان فرم filaments که در اندازه های از قبل تعیین شده برش داده می شود. این فرم از polyester به راحتی با الیاف دیگر نیز ترکیب می شود.

tow به فرمی گفته می شود که در آن رشته ها به طور مداوم در هم تنیده  می شوند. Fiberfill شکلی از polyester است که بسیار حجیم است و به همین خاطر در ساخت لحاف، بالش و لباس بیرون مورد استفاده قرار می گیرد. دو فرم از این ماده که بیشتر از همه مورد استفاده قرار می گیرد filament , staple هستند. در شکل زیر نمونه ای از انواع پلی استرهای مختلف قابل مشاهده است: الف) filament ب)staple  ج) tow  د) fiberfill.

 

مواد تشکیل دهنده Filament polyester و فرایند تولید آن

برای تولید این ماده ، دی اتیل ترفتالات در ابتدا در حظور کاتالیست و دمای 150 تا 210 درجه سانتی گراد با اتیلن گلایکول واکنش می دهد. ماده شیمیایی حاصل، یک منومر (تک مولکول) الکل است که با ترفتالیک اسید ترکیب می شود و دمای آن تا 280 درجه سانتی گراد افزایش می یابد. در نهایت polyester تازه که شفاف و مذاب نیز است، از طریق یک شکاف، اکسترود می شود تا روبان های polyester تشکیل شوند.

بعد از مرحله پلیمریزاسیون اجازه داده می شود تا نوارهای مذاب خارج شده سرد شوند. سپس به منظور جلوگیری از بی نظمی در ظاهر و استحکام در این نوارها، آن ها را به قطعات ریز برش می دهند. قطعه های پلیمری در دمای 260 تا 270 درجه سانتی گراد حرارت داده می شوند تا ذوب شوند و یک محلول شبیه به شربت ایجاد شود. این محلول را در داخل ظرف های فلزی به نام spinneret می ریزند و تحت فشار از داخل سوراخ های ریزی که معمولا گرد هستند عبور می دهند تا الیاف filament تشکیل شوند. شکل سوراخ ها به منظور به دست آوردن الیاف های مخصوص می تواند متفاوت باشد (مثلا شش ظلعی). در شکل زیر فرآیندهایی که در بالا توضیح داده شد به صورت شماتیک نمایش داده شده است.

 

در مرحله ریسندگی، ممکن است سایر مواد شیمیایی به محلول اضافه شود تا ماده حاصل دارای یک سری خواص مانند ضدالکتریسیته یا رنگ پذیری بهتر شود.

• مرحله مقاوم سازی:

هنگامی که polyester از spinneret خارج می شود، نرم است و تا 5 برابر طول اصلی خود قابلیت کشش دارد. این کشش باعث می شود که مولکول های polyester که در ابتدا به صورت رندوم هستند به صوت موازی تراز شوند. که این موضوع باعث افزایش مقاومت و استحکام فیبر می شود. لذا این بار که الیاف خشک می شوند به جای شکننده بودن، محکم و قوی هستند.

کاربرد ها

ترکیبات فوق در فرآیند ساخت بسیاری از محصولات از جمله لباس، مبلمان خانه، الیاف های صنعتی، رزین، کامپیوتر، نوار ضبط و محصولات الکتریکی کاربرد دارد. این ماده نسبت به پارچه های سنتی جذب پایینی دارد و این باعث می شود که نسبت به آن در مقابل لکه مقاوم تر باشد. از این محصول به دلیل مقاومت بالا در برابر ضربه و دوام زیاد در تولید لباس هایی که کاربرد بیرونی دارند استفاده می شود. علاوه بر این به دلیل خاصیت آبگریزی که دارند، استفاده از آن ها در لباس ها و کاپشن ها می تواند بسیار مفید باشد.

فیلم های این ماده در انواع مختلفی از بسته بندی ها اعم از مواد غذایی و دارویی تا کالاهای صنعتی و مصرفی استفاده می شود. این نوع بسته بندی ها دارای یک سری خواص از جمله چسبندگی بالا، ماشین کاری آسان، مقاوم در برابر حرات و مقاومت زیاد هستند. از جمله کاربردهای این ماده در صنعت الکتریسیته استفاده به عنوان عایق الکتریکی است.

برای فروش و خرید مواد شیمیایی با ما در مبتکران شیمی همراه باشید.