Inafasiriwa moja kwa moja kutoka kwa Wikipedia ya Kiingereza na Tafsiri ya Google

Polyester

SEM picha ya bend kwenye fiber ya juu ya eneo la polyester yenye sehemu ya msalaba-saba
Funga karibu na shati la polyester
Kuweka kitambaa cha polyester

Polyester ni aina ya polima ambayo ina kundi la kazi ya ester katika mlolongo wao kuu. Kama nyenzo maalum, kwa kawaida inahusu aina inayoitwa polyethilini terephthalate (PET). Polyesters hujumuisha kemikali za kawaida zinazojitokeza, kama vile kukatwa kwa vijiko vya mimea , pamoja na synthetics kupitia upolimishaji wa ukuaji wa hatua kama vile polybutyrate . Vitu vya polyester asili na vitu vichache vinavyotengenezwa ni biodegradable , lakini wengi polyesters synthetic si. Vifaa hutumiwa sana katika nguo.

Kulingana na muundo wa kemikali, polyester inaweza kuwa thermoplastic au thermoset . Kuna pia resini za polyester zilizoponywa na magumu; Hata hivyo, polyesters ya kawaida ni thermoplastiki. [1]

Vitambaa vinavyotengenezwa au knitted kutoka nyuzi za polyester au uzi hutumiwa sana katika nguo na vifaa vya nyumbani, kutoka mashati na suruali hadi jackets na kofia, karatasi za kitanda, mablanketi, samani zilizopandwa na mikeka ya kompyuta. Feri za polyester za viwanda, nyuzi na kamba hutumiwa katika vifuniko vya tairi za gari, vitambaa vya mikanda ya conveyor, mikanda ya usalama, vitambaa vyenye na vidonge vya plastiki na ufanisi wa juu wa nishati. Fiber ya polyester hutumiwa kama vifaa vya kupamba na kuhami katika mito, vifariji na padding upholstery. Vitambaa vya polyester vinaweza kushinda-kwa kweli, darasa pekee la rangi ambazo zinaweza kutumiwa kubadilisha rangi ya kitambaa cha polyester ni kile kinachojulikana kama dyes kueneza . [2]

Wakati mwingine nyuzi za polyester zinatengenezwa pamoja na nyuzi za asili ili kuzalisha nguo na mali iliyochanganywa. Pamba- polyester blends (polycotton) inaweza kuwa na nguvu, kasoro na machozi-sugu, na kupunguza kushuka. Fiber za maumbo katika polyester pia huunda vifaa na maji, upepo na upinzani wa mazingira ikilinganishwa na nyuzi zilizopatikana kwa mimea. Hasara za pamba na mchanganyiko wa polyester ni pamoja na kuwa chini ya kupumua kuliko pamba na kunyunyizia unyevu zaidi wakati unamkabilika kwenye ngozi. Pia ni chini ya moto sugu na inaweza kuyeyuka wakati moto. [3]

Mchanganyiko wa polyester umetajwa jina ili kupendekeza kufanana kwao au hata ukilinganishwa na nyuzi za asili (kwa mfano, hariri ya China, ambayo ni muda katika sekta ya nguo kwa fiber ya 100% ya polyester iliyotengenezwa ili kufanana na sheen na uimara wa hariri inayotokana na wadudu ).

Polyesters pia kutumika kufanya chupa, filamu, turubali , mitumbwi, maonyesho kioevu kioo , holograms , filters , dielectric filamu ya capacitor , insulation filamu kwa waya na kanda kuhami . Polyesters hutumiwa sana kama kumalizia bidhaa za shaba za juu kama vile guitare , piano na gari / yacht ndani. Mali ya thixotropic ya polyesters inayotumiwa na dawa yanawafanya kuwa bora kwa ajili ya matumizi ya miti ya nafaka iliyo wazi, kwa kuwa wanaweza kuzaa nafaka ya kuni haraka, na unene wa juu wa filamu kwa kanzu. Polyesters zilizopona zinaweza kupakwa mchanga na kupitiwa kwenye kumaliza kwa muda mrefu, yenye kudumu.

Polyesters ya fuwele ya kioevu ni miongoni mwa polima ya kioevu ya kioevu ya kwanza ya viwandani. Wao hutumiwa kwa mali zao za mitambo na upinzani wa joto. Tabia hizi pia ni muhimu katika matumizi yao kama muhuri wa abetable katika mitambo ya ndege ( citation inahitajika ) .

Yaliyomo

Aina

Polyesters kama thermoplastiki inaweza kubadilika sura baada ya matumizi ya joto. Wakati yanaweza kuwaka kwa joto la juu, polyesters huwa na kupoteza mbali na moto na kujizuia juu ya moto. Fiber za polyester zina ukali wa juu na E-modulus pamoja na ngozi ya chini ya maji na shrinkage ndogo kwa kulinganisha na nyuzi nyingine za viwanda.

Polyesters isiyojumuishwa (UPR) ni resin thermosetting. Wao ni kutumika katika hali ya kioevu kama kurusha vifaa, katika karatasi ukingo misombo , kama fiberglass resini laminating na katika hali isiyo ya metali fillers auto-mwili. Pia hutumiwa kama tumbo la polymer thermoset katika pre-pregs . Polyesters zisizosimamishwa za fiberglass hupata matumizi mengi katika miili ya yachts na kama sehemu za mwili za magari.

Kulingana na muundo wa mnyororo wao kuu, polyesters inaweza kuwa:

Mlolongo kuu
utungaji
Weka Mifano ya
Wananchi wa polyesters Mbinu za viwanda
Aliphatic Kujibika Polyglycolide au asidi polyglycolic (PGA) Polycondensation ya asidi ya glycolic
Asidi polylactic (PLA) Uboreshaji wa pete- upunguzi wa lactide
Polycaprolactone (PCL) Uboreshaji wa pete-upungufu wa caprolactone
Polyhydroxyalkanoate (PHA)
Polyhydroxybutyrate (PHB)
Copolymer Polyethilini adipate (PEA)
Polybutylene succinate (PBS) Polycondensation ya asidi succinic na 1,4-butanediol
Poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV) Copolymerization ya asidi 3-hydroxybutanoic na asidi 3-hydroxypentanoic ,
butyrolactone , na valerolactone (oligomeric aluminoxane kama kichocheo)
Semi-kunukia Copolymer Polyethilini terephthalate (PET) Polycondensation ya asidi terephthali na ethylene glycol
Terephthalate ya Polybutylene (PBT) Polycondensation ya asidi terephthali na 1,4-butanediol
Polytrimethilini terephthalate (PTT) Polycondensation ya asidi terephthali na 1,3-propanediol
Polyethilini naphthalate (PEN) Polycondensation ya angalau moja ya naphthalene dicarboxylic acid na ethylene glycol
Kunukia Copolymer Vectran Polycondensation ya asidi 4-hydroxybenzoic na asidi 6-hydroxynaphthalene-2-carboxylic

Kuongezeka kwa sehemu za harufu za polyesters huongeza joto lao la mpito la joto , joto la kiwango, utulivu wa mafuta , utulivu wa kemikali ...

Polyesters pia inaweza kuwa oligomers telechelic kama polycaprolactone diol (PCL) na polyethilini adipate diol (PEA). Wao hutumiwa kama prepolymers .

Sekta

Msingi

Polyester ni polymer iliyojengwa ya asidi terephthali iliyosafishwa (PTA) au dimethyl ester dimethyl terephthalate (DMT) na monoethilini glycol (MEG). Pamoja na sehemu 18 ya soko ya vifaa vyote vya plastiki vilivyotengenezwa, ni kati ya tatu baada ya polyethilini (33.5%) [ citation inahitajika ] na polypropen (19.5%).

Malighafi kuu huelezwa kama ifuatavyo:

Kusafishwa asidi ya terephthali (PTA) CAS-No: 100-21-0
Synonym: 1,4 benzenedicarboxylic asidi,
Muhtasari wa Sum: C 6 H 4 (COOH) 2 , mol. uzito: 166.13
Dimethylterephthalate (DMT) No CAS: 120-61-6
Synonym: 1,4 benzenedicarboxylic asidi dimethyl ester,
Muhtasari wa Sum: C 6 H 4 (COOCH 3 ) 2 , mol. uzito: 194.19
Mono-ethylene glycol (MEG) CAS Namba: 107-21-1
Sambamba: 1,2 ethanediol,
Fomu ya sum: C 2 H 6 O 2 , mol. uzito: 62.07

Ili kufanya polymer ya uzito wa juu wa Masi kichocheo inahitajika. Kichocheo cha kawaida ni antimoni trioxydi (au antimoni tri-acetate):

Antimoni trioxydi (ATO) CAS-No .: 1309-64-4
mol. uzito: 291.51,
Fomu ya Sum: Sb 2 O 3

Mnamo 2008, tani 10,000 za Sb 2 O 3 zilitumiwa kuzunguka terephthalate ya polyethilini milioni 49. [ citation inahitajika ]

Polyester inaelezwa kama ifuatavyo:

Polyethilini terephthalate CAS-No .: 25038-59-9
Vifungu / vifupisho: polyester, PET, PES,
Muhtasari wa Sum: H- [C 10 H 8 O 4 ] -n = 60-120 OH, mol. uzito wa kitengo: 192.17

Kuna sababu kadhaa za umuhimu wa polyester:

  • Vifaa rahisi vya kupatikana PTA au DMT na MEG
  • Utaratibu wa kemikali unaoelewa vizuri na ulielezewa rahisi wa awali wa polyester
  • Ngazi ya chini ya sumu ya vifaa vyote vya malighafi na bidhaa za upande wakati wa uzalishaji na usindikaji wa polyester
  • Uwezekano wa kuzalisha PET katika kitanzi kilichofungwa kwenye uzalishaji mdogo kwa mazingira
  • Mali bora ya kemikali na kemikali ya polyester
  • Ukarabati
  • Aina mbalimbali za bidhaa za kati na za mwisho zilizotengenezwa na polyester.

Katika meza ifuatayo, uzalishaji wa polyester wa dunia inakadiriwa unaonyeshwa. Matumizi makuu ni polyester ya nguo , resin ya polyester ya chupa, polyester ya filamu hasa kwa ajili ya ufungaji na maalum ya polyesters kwa plastiki za uhandisi. Kulingana na meza hii, uzalishaji wa polyester wa jumla wa dunia unaweza kuzidi tani milioni 50 kwa mwaka kabla ya mwaka 2010.

Uzalishaji wa polyester duniani kwa mwaka
Aina ya bidhaa 2002 (tani milioni / mwaka) 2008 (tani milioni / mwaka)
Textile-PET 20 39
Resin, chupa / A-PET 9 16
Filamu-PET 1.2 1.5
Kipolisi maalum 1 2.5
Jumla 31.2 59

Mzalishaji wa vifaa vidogo

Malighafi PTA, DMT, na MEG hutolewa hasa na makampuni makubwa ya kemikali ambayo wakati mwingine huunganishwa na kusafishia mafuta ghafi ambapo p- Xylene ni nyenzo ya msingi ya kuzalisha PTA na gesi ya mafuta ya petroli (LPG). MEG. [ citation inahitajika ]

Usindikaji wa polyester

Baada ya hatua ya kwanza ya uzalishaji wa polymer katika awamu ya kuyeyuka, mkondo wa bidhaa hugawanya katika maeneo mawili ya maombi ambayo ni maombi ya nguo na maombi ya ufungaji. Katika meza ifuatayo, maombi makuu ya nguo na ufungaji wa polyester yameorodheshwa.

Nguo na ufungaji wa orodha ya maombi ya polyester (kuyeyuka au pellet)
Nguvu Ufungaji
Fiber ya kikuu (PSF) Chupa kwa CSD, maji, bia, juisi, sabuni, nk.
Filaments POY, DTY, FDY Filamu ya PET
Ufundi wa kiufundi na kamba ya tairi Thermoforming
Sio-kusuka na spunbond filamu ya biaxial-oriented (BO-PET)
Mono-filament Kusafisha

Vifupisho:

PSF
Fiber ya kikaboni;
POY
Utaratibu wa kimaendeleo;
DTY
Imetengenezwa uzi wa texture;
FDY
Vitambaa vyenye kabisa;
CSD
Kunywa laini ya kaboni;
A-PET
Filamu ya polyester ya Amorphous;
BO-PET
Filamu ya polyester inayoongozwa na Biaxial;

Sehemu ndogo ya soko ndogo (chini ya tani milioni 1 / mwaka) ya polyester hutumiwa kuzalisha plastiki za uhandisi na masterbatch .

Ili kuzalisha polyester kuyeyuka kwa ufanisi wa juu, hatua za usindikaji wa juu kama vile nyuzi za kikuu (tani 50-300 / siku kwa mstari wa kugeuza) au POY / FDY (hadi tani 600 / siku imegawanywa katika mashine 10 zinazozunguka). wakati huo huo zaidi na zaidi taratibu jumuishi moja kwa moja michakato. Hii inamaanisha kuyeyuka kwa polymer ni moja kwa moja kuongozwa katika nyuzi za nguo au filaments bila hatua ya kawaida ya pelletizing . Tunasema juu ya ushirikiano kamili wa wima wakati polyester inafanywa kwenye tovuti moja kuanzia mafuta yasiyosafishwa au bidhaa za kutengeneza mafuta katika mafuta ya mnyororo → benzini → PX → PTA → PET ya kuyeyuka → resin ya fiber / filament au daraja la chupa. Utaratibu huo umeunganishwa wakati huo huo umeanzishwa katika michakato zaidi au chini ya kuingiliwa katika tovuti moja ya uzalishaji. Eastman Chemicals walikuwa wa kwanza kuanzisha wazo la kufunga mnyororo kutoka PX hadi PET resin na mchakato wao unaoitwa INTEGREX. Uwezo wa maeneo hayo ya uzalishaji yenye usambazaji ni> tani 1000 / siku na unaweza kufikia tani 2500 / siku kwa urahisi.

Mbali na vitengo vikubwa vya usindikaji vilivyotajwa hapo juu ili kuzalisha fiber kikuu au nyuzi, kuna maelfu kumi ya mimea ndogo na ndogo sana ya usindikaji, ili mtu aweze kulinganisha kwamba polyester inachunguzwa na kuchapishwa katika mimea zaidi ya 10 000 duniani kote. Hii ni bila kuhesabu makampuni yote yanayohusika katika sekta ya usambazaji, kuanzia na uhandisi na mashine za usindikaji na kuishia na viongeza maalum, vidhibiti na rangi. Hii ni tata ya sekta kubwa na bado inakua kwa 4-8% kwa mwaka, kulingana na eneo la ulimwengu.

Kipindi

Muhtasari wa polyesters kwa ujumla hupatikana kwa mmenyuko wa polycondensation. Angalia " athari za condensation katika kemia ya polymer". Equation ya jumla kwa majibu ya diol na diacid ni:

(n + 1) R (OH) 2 + n R'(COOH) 2 → HO [ROOCR'COO] n ROH + 2n H 2 O

Azeotrope esterification

Katika njia hii ya classical, pombe na asidi ya carboxyli huguswa ili kuunda ester carboxylic. Kukusanya polymer, maji yaliyoundwa na mmenyuko yanapaswa kuondokana na kutolewa kwa azeotrope .

Pombe transesterification

Transesterification : Oligomer iliyokamilika na pombe na oligomer iliyokatishwa kwa ester ili kuunganisha ester, na kupoteza pombe. R na R 'ni minyororo miwili ya oligomer, R' 'ni kitengo cha dhabihu kama vile kikundi cha methyl ( methanol ni inproduct ya mmenyuko wa esterification).

Acylation (njia ya HCl)

Asidi huanza kama kloridi ya asidi, na hivyo polycondensation inaendelea na chafu ya asidi hidrokloric (HCl) badala ya maji. Njia hii inaweza kufanyika katika suluhisho au kama enamel .

Njia ya Silyl
Katika tofauti hii ya njia ya HCl, kloridi ya asidi ya carboxylic inabadilishwa na trimethyl silyl ether ya sehemu ya pombe na uzalishaji wa kloridi ya trimethyl silyl inapatikana

Njia ya Acetate (esterification)

Silyl acetate njia

Gonga kufungua upolimishaji

Alifatiki poliesta inaweza wamekusanyika kutoka lactones katika hali kali sana, kichocheo anionically , cationically au metallorganically . Njia kadhaa za kichocheo kwa copolymerization ya oksidi na anhydrides ya cyclic pia zimeonyeshwa kutoa aina mbalimbali za polyesters iliyosimamiwa, iliyojaa na isiyotiwa.

Uboreshaji wa miundo

Nyumba ya futuro ilitengenezwa kwa plastiki ya polyester iliyoimarishwa kwa fiberglass; polyester-polyurethane, na poly (methylmethacrylate) mmoja wao ulionekana kuwa unaodhuru na Cyanobacteria na Archaea . [4] [5]

Msalaba-kuunganisha

Polyesters isiyojumuishwa ni resin thermosetting. Kwa ujumla ni copolymers iliyoandaliwa kwa kuimarisha diol moja au zaidi na asidi zilizojaa saturation na zisizo na asidi ( asidi ya kiume , asidi ya fumaric ...) au anhydrides yao. Dhamana ya mara mbili ya polyesters isiyosaidiwa huathiriwa na monoma ya vinyl , kwa kawaida styrene , na kusababisha muundo wa 3-D unaohusishwa na msalaba. Mfumo huu hufanya kama thermoset. Mchanganyiko mkubwa wa kuvuka msalaba umeanzishwa kupitia kichocheo , kwa kawaida peroxide ya kikaboni kama vile methyl ethyl ketone peroxide au peroxide ya benzoli .

Masuala ya mazingira

Uchafuzi wa maji safi na maji ya bahari

Timu ya Chuo Kikuu cha Plymouth nchini Uingereza ilichagua miezi 12 kuchunguza kilichotokea wakati vifaa vyenye kuunganishwa viligezwa kwa joto tofauti katika mashine ya kuosha ndani, kwa kutumia mchanganyiko tofauti wa sabuni, ili kupima microfibres iliyopotezwa. Waligundua kwamba mzigo wa wastani wa kuosha wa kilo 6 unaweza kutolewa kwa nyuzi 137,951 kutoka kwenye kitambaa cha mchanganyiko wa polyester-pamba, nyuzi 496,030 kutoka polyester na 728,789 kutoka kwa akriliki. Fiber hizo huongeza uchafuzi wa mazingira ya microplastiki . [6] [7] [8]

Angalia pia

  • Microfiber
  • Oligoester
  • Resin ya polyester

Marejeleo

  1. ^ Rosato, Dominick V.; Rosato, Donald V.; Rosato, Matthew V. (2004). Plastic product material and process selection handbook . Elsevier. p. 85. ISBN 978-1-85617-431-2 .
  2. ^ Schuler, Mattias J. (1981). "Part 8: Dyeing with disperse dyes". Dyeing Primer . AATCC. p. 21. GGKEY:SK3T00EYAFR.
  3. ^ Mendelson, Cheryl (17 May 2005). Home Comforts: The Art and Science of Keeping House . Simon and Schuster. ISBN 9780743272865 .
  4. ^ Cappitelli F; Principi P; Sorlini C. (Aug 2006). "Biodeterioration of modern materials in contemporary collections: can biotechnology help?". Trends in Biotechnology . 24 (8): 350–4. doi : 10.1016/j.tibtech.2006.06.001 . PMID 16782219 .
  5. ^ Rinaldi, Andrea (7 November 2006). "Saving a fragile legacy. Biotechnology and microbiology are increasingly used to preserve and restore the worlds cultural heritage" . EMBO Reports . 7 (11): 1075–1079. doi : 10.1038/sj.embor.7400844 . PMC 1679785 Freely accessible . PMID 17077862 .
  6. ^ O'Connor, Mary Catherine (27 October 2014) Inside the lonely fight against the biggest environmental problem you've never heard of . The Guardian
  7. ^ Williams, Alan. "Washing clothes releases thousands of microplastic particles into environment, study shows" . Plymouth University . Retrieved 9 October 2016 .
  8. ^ Napper, I. E.; Thompson, R. C. (2016). "Release of Synthetic Microplastic Plastic Fibres From Domestic Washing Machines: Effects of Fabric Type and Washing Conditions". Marine Pollution Bulletin . 112 (1–2): 39–45. doi : 10.1016/j.marpolbul.2016.09.025 . PMID 27686821 .

Kusoma zaidi

  • Textiles , by Sara Kadolph and Anna Langford. 8th Edition, 1998.

Viungo vya nje