Como fabricar plástico de poliéster e os seus usos en aplicacións téxtiles
O poliéster é un dos plásticos sintéticos máis producidos no mundo, principalmente en forma de fibras para a industria téxtil. Na vida cotiá, o poliéster está presente como tecido para roupa, fío de coser, cortinas, sabas e mesmo como material de mestura para aumentar a resistencia dos tecidos. Quimicamente, o poliéster é un polímero composto por cadeas longas resultantes da reacción de certos monómeros mediante un proceso de polimerización. O tipo máis común utilizado para téxtiles é o PET (tereftalato de polietileno), un material tamén coñecido como material para botellas de bebidas. Este artigo analiza unha visión xeral de como fabricar plástico de poliéster (especificamente PET) e os seus usos en aplicacións téxtiles, xunto coas súas vantaxes e limitacións.
Que é o plástico de poliéster?
"Poliéster" é un termo para un grupo de polímeros que conteñen grupos éster nas súas cadeas principais. O máis coñecido é o PET, xa que é doado de producir en masa, forte, relativamente estable e pódese procesar en fibras finas para tecidos. O PET está feito de dous compoñentes principais:
1. Ácido tereftálico (TPA) ou o seu derivado tereftalato de dimetilo (DMT)
2. Etilenglicol (EG)
Cando estes dous materiais reaccionan, fórmanse longas cadeas de polímeros. Estas cadeas son o que se denomina plástico de poliéster. Non obstante, para converterse nunha fibra téxtil, o PET non se fabrica simplemente; debe procesarse mediante fusión, fiado, estiramento e axuste da cristalinidade para conseguir as propiedades mecánicas desexadas.
Materias primas e principios de reacción para a formación de poliéster
En xeral, a fabricación de PET realízase a través de dúas etapas de reacción principais:
1. Esterificación ou transesterificación
– Se se emprega TPA + EG: prodúcese a esterificación, producindo oligómeros e auga como subprodutos.
– Se se emprega DMT + EG: prodúcese a transesterificación, producindo oligómeros e metanol como subprodutos.
2. Policondensación
Os oligómeros reaccionan entón para formar moléculas máis longas (polímeros) mentres liberan continuamente moléculas máis pequenas (auga ou etilenglicol). A lonxitude da cadea (peso molecular) do PET determina significativamente a resistencia da fibra resultante.
A escala industrial, este proceso lévase a cabo a altas temperaturas e en condicións de baleiro para que os subprodutos se eliminen rapidamente e que a reacción cara á formación de polímeros longos sexa máis óptima.
Como fabricar plástico de poliéster (PET) en xeral
A continuación, descríbense as etapas da produción de poliéster desde a perspectiva dun proceso industrial. Cómpre sinalar que esta é unha visión xeral conceptual; a produción real require unha planta química con altos controis de seguridade.
1. Preparación de materias primas
As materias primas TPA/DMT e etilenglicol purifícanse primeiro. A pureza é importante porque as impurezas poden causar amarelecemento, reducir a resistencia ou inhibir a formación de cadeas longas.
2. Reacción inicial: esterificación ou transesterificación
As materias primas quéntanse no reactor. Nesta fase, fórmanse ésteres de monómeros/oligómeros.
– Se se usa un vertedoiro, fórmase auga que debe ser eliminada.
– Se se emprega DMT, fórmase e sepárase metanol.
Esta etapa determina a calidade inicial dos oligómeros, así como a eficiencia da reacción posterior.
3. Policondensación para formar polímeros
A mestura de oligómeros quéntase a temperaturas máis altas, normalmente coa axuda dun catalizador. A reacción continúa, liberando subprodutos (por exemplo, etilenglicol) para alongar as cadeas poliméricas. Nesta fase, adoita empregarse un baleiro para acelerar a liberación de pequenas moléculas, facendo que a polimerización sexa máis eficaz.
O resultado é unha masa fundida de PET espesa, semellante ao mel moi espeso, que está lista para converterse en gránulos ou fiarse directamente en fibras.
4. Formación e secado de lascas/pellets
O PET adoita producirse en forma de lasca (pellet). Unha vez formado o polímero, o material arrefríase e córtase en pequenos gránulos. Estes pellets sécanse despois porque a humidade pode causar degradación (rotura da cadea) durante a refusión. Este secado é un paso crucial antes do proceso de fiado da fibra.
5. Fiado de fibras (fiado por fusión)
Na industria téxtil, o PET adoita converterse en fibras mediante o método de fiado por fusión:
– Os gránulos de PET son refundidos.
– A masa fundida empúrrase a través dunha fieira (un tipo de molde con pequenos buratos).
– Sae en forma de finos filamentos e despois arrefría ata converterse en fibras.
O grosor da fibra pódese axustar segundo o tamaño do orificio da fiela e a velocidade de tracción.
6. Debuxo e termofixación
As fibras recentemente formadas aínda non son moi fortes. Para aumentar a resistencia e a durabilidade, as fibras sofren:
– Debuxo: As fibras estíranse para aliñar as cadeas de polímeros con maior regularidade. Isto aumenta a resistencia á tracción e a estabilidade.
– Termofixación: quecemento controlado para fixar a estrutura e regular o grao de cristalinidade, o que afecta á elasticidade, o brillo e a estabilidade dimensional.
7. Corte ou texturizado
Dependendo do propósito, a fibra de poliéster pode ser:
– Deixado como un filamento continuo (para tecidos finos ou certos fíos).
– Cortar en fibras discontinuas (fibras curtas) e despois fialas como o algodón.
– Aplícase un tratamento texturizador para dar un efecto rizado/voluminoso, de xeito que o cabelo se sinta máis voluminoso e cómodo de levar.
Usos do poliéster en aplicacións téxtiles
O poliéster converteuse nun dos favoritos na industria téxtil debido á súa combinación de propiedades: resistencia, durabilidade, secado rápido e facilidade de produción a grande escala. Estes son os seus principais usos:
1. Roupa e moda cotiás
O poliéster úsase para camisetas, camisas, chaquetas, saias e diversos artigos de moda. O poliéster adoita mesturarse con algodón (polialgodón) para:
– Reduce os enredos,
– Acelera o secado,
– Aumenta a resistencia ao desgarro e a vida útil.
2. Roupa deportiva e actividades ao aire libre
Para os deportes, o poliéster destaca porque:
– Non absorbe tanta auga como as fibras naturais,
– Secado rápido, axeitado para actividades intensas,
– Fácil de procesar para converterse en tecido que absorbe a humidade (transfire a suor da pel á superficie do tecido).
As chaquetas cortaventos, os xerseis, os pantalóns de adestramento e mesmo a roupa de sendeirismo adoitan usar poliéster.
3. Téxtiles para o fogar
O poliéster úsase amplamente en sabas, fundas de almofada, mantas, cortinas e tapicería porque:
– Resistente ás engurras,
– Relativamente resistente ás manchas,
– Forma estable e non se estira facilmente,
– Máis económico que algunhas fibras naturais.
4. Produtos non tecidos e industriais
O poliéster tamén se presenta en forma non tecida para:
– Entretela (capa interior da roupa),
– Filtro sinxelo,
– Xeotéxtiles,
– Certos illamentos térmicos,
– Material de revestimento ou reforzo en produtos compostos.
5. Fío de coser e accesorios téxtiles
O fío de poliéster é popular porque:
- Forte,
– Non é doado de romper,
– Resistente á fricción,
– Apto para máquinas de coser de alta velocidade.
Ademais, o poliéster úsase en cintas, cordas, redes e correas.
Vantaxes e limitacións do poliéster para téxtiles
Principais vantaxes:
– Forte e duradeiro
– Resistente ás engurras e dimensionalmente estable
– Secado rápido e fácil de coidar
– Fácil de mesturar con outras fibras
- Os custos de produción son relativamente baixos
Limitacións:
– Menos absorbente que o algodón, polo que algunhas persoas senten “quecemento”
– Pode producir electricidade estática
– Potencial de reter o cheiro se o acabado do tecido non é bo
– Problemas ambientais: provén de produtos petroquímicos e pode producir microplásticos durante o lavado.
Polo tanto, as innovacións téxtiles modernas están orientadas principalmente a unha maior comodidade (acabado antiolor, mellor absorción de residuos), así como a solucións ambientais como o poliéster reciclado (rPET).
Peche
O plástico de poliéster, en particular o PET, fabrícase mediante unha reacción química entre o ácido tereftálico (ou DMT) e o etilenglicol, seguida de policondensación para formar un polímero de cadea longa. Posteriormente, o poliéster procésase en fibras mediante fiado por fusión, estiramento e termofixación para conseguir resistencia e estabilidade. O poliéster úsase amplamente en aplicacións téxtiles, desde roupa e roupa deportiva ata téxtiles para o fogar e aplicacións industriais, debido á súa resistencia, secado rápido e rendibilidade. A pesar das súas limitacións en canto á comodidade e ás preocupacións ambientais, o poliéster segue sendo a columna vertebral da industria téxtil, especialmente a medida que se desenvolven tecnoloxías de acabado e reciclaxe para abordar os desafíos actuais.
Se queres, podo adaptar este artigo a unha versión máis técnica (con esquemas de React) ou a unha versión máis sinxela para tarefas escolares.
