પોલિએસ્ટર પ્લાસ્ટિક કેવી રીતે બનાવવું અને કાપડના ઉપયોગોમાં તેનો ઉપયોગ
પોલિએસ્ટર એ વિશ્વમાં સૌથી વધુ ઉત્પાદિત કૃત્રિમ પ્લાસ્ટિકમાંનું એક છે, મુખ્યત્વે કાપડ ઉદ્યોગ માટે રેસાના સ્વરૂપમાં. રોજિંદા જીવનમાં, પોલિએસ્ટર કપડાંના ફેબ્રિક, સીવણ દોરા, પડદા, પલંગની ચાદર અને કાપડની મજબૂતાઈ વધારવા માટે મિશ્રણ સામગ્રી તરીકે પણ હાજર છે. રાસાયણિક રીતે, પોલિએસ્ટર એ પોલિમરાઇઝેશન પ્રક્રિયા દ્વારા ચોક્કસ મોનોમર્સની પ્રતિક્રિયાના પરિણામે લાંબી સાંકળોથી બનેલું પોલિમર છે. કાપડ માટે વપરાતો સૌથી સામાન્ય પ્રકાર PET (પોલિઇથિલિન ટેરેફ્થાલેટ) છે, જે પીણાની બોટલ સામગ્રી તરીકે પણ ઓળખાય છે. આ લેખ પોલિએસ્ટર પ્લાસ્ટિક (ખાસ કરીને PET) કેવી રીતે બનાવવું અને કાપડના ઉપયોગમાં તેનો ઉપયોગ, તેના ફાયદા અને મર્યાદાઓ સાથે કેવી રીતે કરવો તેની ઝાંખી ચર્ચા કરે છે.
પોલિએસ્ટર પ્લાસ્ટિક શું છે?
"પોલિએસ્ટર" એ પોલિમરના જૂથ માટે એક શબ્દ છે જેમાં તેમની મુખ્ય સાંકળોમાં એસ્ટર જૂથો હોય છે. સૌથી વધુ જાણીતું PET છે, કારણ કે તે મોટા પાયે ઉત્પાદન કરવામાં સરળ, મજબૂત, પ્રમાણમાં સ્થિર છે, અને ફેબ્રિક માટે બારીક તંતુઓમાં પ્રક્રિયા કરી શકાય છે. PET બે મુખ્ય ઘટકોમાંથી બનાવવામાં આવે છે:
૧. ટેરેફ્થાલિક એસિડ (TPA) અથવા તેનું વ્યુત્પન્ન ડાયમિથાઈલ ટેરેફ્થાલેટ (DMT)
2. ઇથિલિન ગ્લાયકોલ (EG)
જ્યારે આ બે પદાર્થો પ્રતિક્રિયા આપે છે, ત્યારે લાંબી પોલિમર સાંકળો રચાય છે. આ સાંકળો પોલિએસ્ટર પ્લાસ્ટિક કહેવાય છે. જો કે, કાપડના ફાઇબર બનવા માટે, PET ફક્ત બનાવવામાં આવતું નથી; ઇચ્છિત યાંત્રિક ગુણધર્મો પ્રાપ્ત કરવા માટે તેને ગલન, સ્પિનિંગ, ડ્રોઇંગ અને સ્ફટિકીયતા ગોઠવણ દ્વારા પ્રક્રિયા કરવી આવશ્યક છે.
પોલિએસ્ટર રચના માટે કાચો માલ અને પ્રતિક્રિયા સિદ્ધાંતો
સામાન્ય રીતે, PET ઉત્પાદન બે મુખ્ય પ્રતિક્રિયા તબક્કાઓ દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે:
૧. એસ્ટેરિફિકેશન અથવા ટ્રાન્સએસ્ટેરિફિકેશન
– જો TPA + EG નો ઉપયોગ કરવામાં આવે તો: એસ્ટરિફિકેશન થાય છે, જેનાથી ઓલિગોમર્સ અને પાણી આડપેદાશો તરીકે ઉત્પન્ન થાય છે.
– જો DMT + EG નો ઉપયોગ કરવામાં આવે તો: ટ્રાન્સએસ્ટેરિફિકેશન થાય છે, જેનાથી ઓલિગોમર્સ અને મિથેનોલ બાય-પ્રોડક્ટ્સ તરીકે ઉત્પન્ન થાય છે.
2. બહુકોન્ડેન્સેશન
ત્યારબાદ ઓલિગોમર્સ વધુ પ્રતિક્રિયા આપીને લાંબા અણુઓ (પોલિમર) બનાવે છે, જ્યારે સતત નાના અણુઓ (પાણી અથવા ઇથિલિન ગ્લાયકોલ) મુક્ત કરે છે. PET ની સાંકળ લંબાઈ (પરમાણુ વજન) પરિણામી ફાઇબરની મજબૂતાઈને નોંધપાત્ર રીતે નક્કી કરે છે.
ઔદ્યોગિક સ્તરે, આ પ્રક્રિયા ઊંચા તાપમાને અને શૂન્યાવકાશની સ્થિતિમાં હાથ ધરવામાં આવે છે જેથી ઉપ-ઉત્પાદનો ઝડપથી દૂર થાય જેથી લાંબા પોલિમરની રચના તરફની પ્રતિક્રિયા વધુ શ્રેષ્ઠ બને.
સામાન્ય રીતે પોલિએસ્ટર પ્લાસ્ટિક (PET) કેવી રીતે બનાવવું
નીચે ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાના દ્રષ્ટિકોણથી પોલિએસ્ટર ઉત્પાદનના તબક્કાઓની રૂપરેખા આપે છે. એ નોંધવું જોઈએ કે આ એક વૈચારિક ઝાંખી છે; વાસ્તવિક ઉત્પાદન માટે ઉચ્ચ સલામતી નિયંત્રણો સાથે રાસાયણિક પ્લાન્ટની જરૂર પડે છે.
1. કાચા માલની તૈયારી
કાચા માલ TPA/DMT અને ઇથિલિન ગ્લાયકોલને પહેલા શુદ્ધ કરવામાં આવે છે. શુદ્ધતા મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે અશુદ્ધિઓ પીળાશનું કારણ બની શકે છે, શક્તિ ઘટાડી શકે છે અથવા લાંબી સાંકળ રચનાને અટકાવી શકે છે.
2. પ્રારંભિક પ્રતિક્રિયા: એસ્ટરિફિકેશન અથવા ટ્રાન્સએસ્ટરિફિકેશન
કાચા માલને રિએક્ટરમાં ગરમ કરવામાં આવે છે. આ તબક્કે, મોનોમર/ઓલિગોમર એસ્ટર બને છે.
- જો લેન્ડફિલનો ઉપયોગ કરવામાં આવે, તો પાણી બને છે અને તેને દૂર કરવું આવશ્યક છે.
- જો DMT નો ઉપયોગ કરવામાં આવે તો, મિથેનોલ બને છે અને અલગ થાય છે.
આ તબક્કો ઓલિગોમર્સની પ્રારંભિક ગુણવત્તા તેમજ અનુગામી પ્રતિક્રિયાની કાર્યક્ષમતા નક્કી કરે છે.
3. પોલિમર બનાવવા માટે પોલીકન્ડેન્સેશન
ઓલિગોમર મિશ્રણને ઊંચા તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે, સામાન્ય રીતે ઉત્પ્રેરકની મદદથી. પ્રતિક્રિયા આગળ વધે છે, પોલિમર સાંકળોને લંબાવવા માટે આડપેદાશો (દા.ત., ઇથિલિન ગ્લાયકોલ) મુક્ત કરે છે. આ તબક્કે, નાના અણુઓના પ્રકાશનને વેગ આપવા માટે ઘણીવાર વેક્યૂમનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે પોલિમરાઇઝેશનને વધુ અસરકારક બનાવે છે.
પરિણામે, ખૂબ જ જાડા મધ જેવું જાડું પીઇટી ઓગળે છે, જે ગોળીઓ બનાવવા માટે અથવા સીધા રેસામાં ફેરવવા માટે તૈયાર છે.
૪. ચિપ/પેલેટ રચના અને સૂકવણી
PET ઘણીવાર ચિપ (પેલેટ) સ્વરૂપમાં ઉત્પન્ન થાય છે. એકવાર પોલિમર બની જાય, પછી સામગ્રીને ઠંડુ કરવામાં આવે છે અને નાના દાણાઓમાં કાપવામાં આવે છે. આ ગોળીઓ પછી સૂકવવામાં આવે છે કારણ કે ભેજ રિમેલ્ટિંગ દરમિયાન ડિગ્રેડેશન (ચેઇન બ્રેકેજ)નું કારણ બની શકે છે. ફાઇબર સ્પિનિંગ પ્રક્રિયા પહેલાં આ સૂકવણી એક મહત્વપૂર્ણ પગલું છે.
૫. ફાઇબર સ્પિનિંગ (મેલ્ટ સ્પિનિંગ)
કાપડ ઉદ્યોગમાં, PET ને સામાન્ય રીતે મેલ્ટ સ્પિનિંગ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને રેસામાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે:
- પીઈટી ગોળીઓ ફરીથી ઓગાળવામાં આવે છે.
- પીગળેલા પદાર્થને સ્પિનરેટ (નાના છિદ્રો સાથેનો એક પ્રકારનો ઘાટ) દ્વારા ધકેલવામાં આવે છે.
- બારીક તંતુઓ તરીકે બહાર આવે છે અને પછી ઠંડુ થઈને તંતુઓમાં ફેરવાય છે.
સ્પિનરેટ હોલના કદ અને ખેંચવાની ગતિ દ્વારા ફાઇબરની જાડાઈ ગોઠવી શકાય છે.
6. ચિત્રકામ અને ગરમી સેટિંગ
નવા બનેલા તંતુઓ હજુ ખૂબ મજબૂત નથી. મજબૂતાઈ અને ટકાઉપણું વધારવા માટે, તંતુઓ આમાંથી પસાર થાય છે:
– રેખાંકન: પોલિમર સાંકળોને વધુ નિયમિતપણે ગોઠવવા માટે તંતુઓ ખેંચાય છે. આ તાણ શક્તિ અને સ્થિરતામાં વધારો કરે છે.
- ગરમીનું સેટિંગ: માળખાને લોક કરવા અને સ્ફટિકીયતાની ડિગ્રીને નિયંત્રિત કરવા માટે નિયંત્રિત ગરમી, સ્થિતિસ્થાપકતા, ચળકાટ અને પરિમાણીય સ્થિરતાને અસર કરે છે.
૭. કાપવા અથવા ટેક્સચરિંગ
હેતુ પર આધાર રાખીને, પોલિએસ્ટર ફાઇબર આ હોઈ શકે છે:
– સતત ફિલામેન્ટ તરીકે બાકી (ઝીણા કાપડ અથવા ચોક્કસ યાર્ન માટે).
- મુખ્ય તંતુઓ (ટૂંકા તંતુઓ) માં કાપો અને પછી કપાસની જેમ કાંતો.
- ટેક્સચરાઇઝિંગ ટ્રીટમેન્ટ કર્લી/વોલ્યુમિનસ ઇફેક્ટ આપવા માટે આપવામાં આવે છે જેથી તે ભરેલું અને પહેરવામાં વધુ આરામદાયક લાગે.
કાપડના ઉપયોગોમાં પોલિએસ્ટરનો ઉપયોગ
પોલિએસ્ટર તેના ગુણધર્મોના સંયોજનને કારણે કાપડ ઉદ્યોગમાં પ્રિય બન્યું છે: મજબૂતાઈ, ટકાઉપણું, ઝડપી સૂકવણી અને મોટા પાયે ઉત્પાદનમાં સરળતા. અહીં તેના મુખ્ય ઉપયોગો છે:
૧. રોજિંદા વસ્ત્રો અને ફેશન
પોલિએસ્ટરનો ઉપયોગ ટી-શર્ટ, શર્ટ, જેકેટ, સ્કર્ટ અને વિવિધ ફેશન વસ્તુઓ માટે થાય છે. પોલિએસ્ટરને ઘણીવાર કપાસ (પોલી-કોટન) સાથે ભેળવવામાં આવે છે જેથી:
- ગૂંચવણો ઘટાડે છે,
- સૂકવણીને વેગ આપે છે,
- આંસુ પ્રતિકાર અને સેવા જીવન વધારે છે.
2. સ્પોર્ટસવેર અને આઉટડોર
રમતગમત માટે, પોલિએસ્ટર શ્રેષ્ઠ છે કારણ કે:
- કુદરતી તંતુઓ જેટલું પાણી શોષી લેતું નથી,
- ઝડપી સૂકવણી, તીવ્ર પ્રવૃત્તિઓ માટે યોગ્ય,
- "ભેજ શોષક" ફેબ્રિકમાં પ્રક્રિયા કરવા માટે સરળ (ત્વચામાંથી પરસેવો ફેબ્રિકની સપાટી પર સ્થાનાંતરિત કરે છે).
વિન્ડબ્રેકર જેકેટ્સ, જર્સી, ટ્રેનિંગ પેન્ટ્સ અને હાઇકિંગ કપડાંમાં પણ ઘણીવાર પોલિએસ્ટરનો ઉપયોગ થાય છે.
૩. હોમ ટેક્સટાઇલ
પોલિએસ્ટરનો ઉપયોગ ચાદર, ઓશિકા, ધાબળા, પડદા અને અપહોલ્સ્ટરીમાં વ્યાપકપણે થાય છે કારણ કે:
- કરચલીઓ પ્રતિરોધક,
- પ્રમાણમાં ડાઘ પ્રતિરોધક,
- સ્થિર આકાર અને સરળતાથી ખેંચાતો નથી,
- કેટલાક કુદરતી રેસા કરતાં વધુ આર્થિક.
૪. બિન-વણાયેલા અને ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનો
પોલિએસ્ટર નીચેના માટે બિન-વણાયેલા સ્વરૂપમાં પણ આવે છે:
- ઇન્ટરલાઇનિંગ (કપડાંનો આંતરિક સ્તર),
- સરળ ફિલ્ટર,
- જીઓટેક્સટાઇલ,
- ચોક્કસ થર્મલ ઇન્સ્યુલેશન,
– સંયુક્ત ઉત્પાદનોમાં કોટિંગ અથવા મજબૂતીકરણ સામગ્રી.
૫. સીવણ દોરો અને કાપડના એસેસરીઝ
પોલિએસ્ટર યાર્ન લોકપ્રિય છે કારણ કે:
- મજબૂત,
- તોડવું સહેલું નથી,
- ઘર્ષણ પ્રતિરોધક,
- હાઇ સ્પીડ સીવણ મશીનો માટે યોગ્ય.
વધુમાં, પોલિએસ્ટરનો ઉપયોગ રિબન, દોરડા, જાળી અને જાળીમાં થાય છે.
કાપડ માટે પોલિએસ્ટરના ફાયદા અને મર્યાદાઓ
મુખ્ય ફાયદા:
- મજબૂત અને ટકાઉ
- કરચલીઓ પ્રતિરોધક અને પરિમાણીય રીતે સ્થિર
- ઝડપથી સુકાઈ જાય છે અને કાળજી રાખવામાં સરળ છે
- અન્ય રેસા સાથે મિશ્રણ કરવું સરળ છે
- ઉત્પાદન ખર્ચ પ્રમાણમાં ઓછો છે
કેટરબટાસન:
- કપાસ કરતાં ઓછું શોષક, તેથી કેટલાક લોકોને "ગરમ" લાગે છે
- સ્થિર વીજળી ઉત્પન્ન કરી શકે છે
- જો ફેબ્રિકનું ફિનિશિંગ સારું ન હોય તો ગંધ જાળવી રાખવાની શક્યતા
– પર્યાવરણીય સમસ્યાઓ: પેટ્રોકેમિકલ્સમાંથી આવે છે અને ધોવા દરમિયાન માઇક્રોપ્લાસ્ટિક્સ ઉત્પન્ન કરી શકે છે.
તેથી, આધુનિક કાપડ નવીનતાઓ મોટે ભાગે આરામ વધારવા (ગંધ વિરોધી ફિનિશિંગ, વધુ સારી રીતે શોષકતા) તેમજ રિસાયકલ પોલિએસ્ટર (rPET) જેવા પર્યાવરણીય ઉકેલો તરફ ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે.
પેનટઅપ
પોલિએસ્ટર પ્લાસ્ટિક, ખાસ કરીને PET, ટેરેફ્થાલિક એસિડ (અથવા DMT) અને ઇથિલિન ગ્લાયકોલ વચ્ચે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા દ્વારા બનાવવામાં આવે છે, ત્યારબાદ પોલિકન્ડેન્સેશન દ્વારા લાંબા-સાંકળ પોલિમર બનાવવામાં આવે છે. ત્યારબાદ, પોલિએસ્ટરને મેલ્ટ સ્પિનિંગ, ડ્રોઇંગ અને હીટ સેટિંગ દ્વારા ફાઇબરમાં પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે જેથી મજબૂતાઈ અને સ્થિરતા પ્રાપ્ત થાય. પોલિએસ્ટરનો ઉપયોગ ટેક્સટાઇલ એપ્લિકેશન્સમાં વ્યાપકપણે થાય છે - વસ્ત્રો અને સ્પોર્ટસવેરથી લઈને હોમ ટેક્સટાઇલ, ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશનો સુધી - તેની મજબૂતાઈ, ઝડપી સૂકવણી અને ખર્ચ-અસરકારકતાને કારણે. આરામ અને પર્યાવરણીય ચિંતાઓમાં તેની મર્યાદાઓ હોવા છતાં, પોલિએસ્ટર કાપડ ઉદ્યોગનો આધાર રહે છે, ખાસ કરીને કારણ કે આજના પડકારોને પહોંચી વળવા માટે ફિનિશિંગ અને રિસાયક્લિંગ તકનીકો વિકસી રહી છે.
જો તમે ઇચ્છો તો, હું આ લેખને વધુ ટેકનિકલ સંસ્કરણ (રિએક્ટ સ્કીમેટિક્સ સાથે) અથવા શાળાના સોંપણીઓ માટે સરળ સંસ્કરણમાં અનુકૂલિત કરી શકું છું.
