Ինչպես պատրաստել պոլիեսթերային պլաստիկ և դրա կիրառումը տեքստիլ կիրառություններում

Ինչպես պատրաստել պոլիեսթերային պլաստիկ և դրա կիրառումը տեքստիլ կիրառություններում

Պոլիեսթերը աշխարհում ամենատարածված սինթետիկ պլաստմասսաներից մեկն է, հիմնականում՝ տեքստիլ արդյունաբերության համար նախատեսված մանրաթելերի տեսքով: Առօրյա կյանքում պոլիեսթերը առկա է որպես հագուստի գործվածք, կարի թել, վարագույրներ, անկողնային պարագաներ և նույնիսկ որպես խառնուրդային նյութ՝ գործվածքի ամրությունը բարձրացնելու համար: Քիմիապես, պոլիեսթերը երկար շղթաներից կազմված պոլիմեր է, որը առաջանում է որոշակի մոնոմերների պոլիմերացման գործընթացի միջոցով ռեակցիայի արդյունքում: Տեքստիլների համար ամենատարածված տեսակը PET-ն է (պոլիէթիլեն տերեֆտալատ), որը հայտնի է նաև որպես խմիչքի շշի նյութ: Այս հոդվածը քննարկում է պոլիեսթերային պլաստիկի (մասնավորապես՝ PET) պատրաստման և դրա տեքստիլ կիրառման վերաբերյալ ընդհանուր տեղեկություններ, ինչպես նաև դրա առավելություններն ու սահմանափակումները:

Ի՞նչ է պոլիեսթերային պլաստիկը:

«Պոլիեսթեր» տերմինը վերաբերում է պոլիմերների խմբին, որոնք իրենց հիմնական շղթաներում պարունակում են էսթերային խմբեր: Առավել հայտնին ՊԷՏ-ն է, քանի որ այն հեշտ է զանգվածային արտադրության համար, ամուր է, համեմատաբար կայուն և կարող է վերամշակվել՝ վերածվելով գործվածքի համար նախատեսված նուրբ մանրաթելերի: ՊԷՏ-ը պատրաստվում է երկու հիմնական բաղադրիչներից՝
1. Թերեֆտալաթթու (TPA) կամ դրա ածանցյալ դիմեթիլ թերեֆտալատ (DMT)
2. Էթիլենգլիկոլ (EG)

Երբ այս երկու նյութերը փոխազդում են, առաջանում են երկար պոլիմերային շղթաներ: Այս շղթաները կոչվում են պոլիեսթերային պլաստիկ: Սակայն, տեքստիլ մանրաթել դառնալու համար PET-ը պարզապես չի արտադրվում. այն պետք է մշակվի հալեցման, մանման, ձգման և բյուրեղացման կարգավորման միջոցով՝ ցանկալի մեխանիկական հատկություններին հասնելու համար:

Պոլիեսթերի առաջացման հումք և ռեակցիայի սկզբունքներ

Ընդհանուր առմամբ, PET արտադրությունը տեղի է ունենում երկու հիմնական ռեակցիայի փուլերով.

1. Էսթերիֆիկացիա կամ տրանսէսթերիֆիկացիա
– Եթե օգտագործվում է TPA + EG՝ տեղի է ունենում էսթերիֆիկացում, որի արդյունքում առաջանում են օլիգոմերներ և ջուր որպես ենթամթերքներ։
– Եթե օգտագործվում է DMT + EG, տեղի է ունենում տրանսէստերացում, որի արդյունքում առաջանում են օլիգոմերներ և մեթանոլ որպես ենթամթերքներ։

2. Պոլիկոնդենսացիա
Այնուհետև օլիգոմերները շարունակում են ռեակցիան՝ առաջացնելով ավելի երկար մոլեկուլներ (պոլիմերներ), միաժամանակ անընդհատ անջատելով ավելի փոքր մոլեկուլներ (ջուր կամ էթիլենգլիկոլ): ՊԵՏ շղթայի երկարությունը (մոլեկուլային քաշը) զգալիորեն որոշում է ստացված մանրաթելի ամրությունը:

Արդյունաբերական մասշտաբով այս գործընթացն իրականացվում է բարձր ջերմաստիճաններում և վակուումային պայմաններում, որպեսզի ենթամթերքները արագ հեռացվեն, որպեսզի երկար պոլիմերների առաջացման ռեակցիան ավելի օպտիմալ լինի։

Ինչպես պատրաստել պոլիեսթերային պլաստիկ (PET) ընդհանուր առմամբ

Ստորև ներկայացված են պոլիեսթերի արտադրության փուլերը արդյունաբերական գործընթացի տեսանկյունից։ Պետք է նշել, որ սա հայեցակարգային ակնարկ է. իրական արտադրությունը պահանջում է բարձր անվտանգության վերահսկողություն ունեցող քիմիական գործարան։

1. Հումքի պատրաստում
TPA/DMT և էթիլենգլիկոլ հումքը նախ մաքրվում է։ Մաքրությունը կարևոր է, քանի որ խառնուրդները կարող են դեղնել, նվազեցնել ամրությունը կամ խոչընդոտել երկար շղթաների առաջացումը։

2. Սկզբնական ռեակցիա՝ էսթերիֆիկացիա կամ տրանսէսթերիֆիկացիա
Հումքը տաքացվում է ռեակտորում։ Այս փուլում առաջանում են մոնոմեր/օլիգոմերային էսթերներ։
– Եթե օգտագործվում է աղբավայր, առաջանում է ջուր, որը պետք է հեռացվի։
– Եթե օգտագործվում է DMT, առաջանում և բաժանվում է մեթանոլ։

Այս փուլը որոշում է օլիգոմերների սկզբնական որակը, ինչպես նաև հետագա ռեակցիայի արդյունավետությունը։

3. Պոլիխտացում՝ պոլիմերներ առաջացնելու համար
Օլիգոմերային խառնուրդը տաքացվում է ավելի բարձր ջերմաստիճաններում, սովորաբար կատալիզատորի օգնությամբ: Ռեակցիան շարունակվում է՝ անջատելով ենթամթերքներ (օրինակ՝ էթիլենգլիկոլ)՝ պոլիմերային շղթաները երկարացնելու համար: Այս փուլում հաճախ օգտագործվում է վակուում փոքր մոլեկուլների անջատումը արագացնելու համար, ինչը պոլիմերացումն ավելի արդյունավետ է դարձնում:

Արդյունքը հաստ PET հալույթ է, նման շատ խիտ մեղրի, որը պատրաստ է գնդիկների վերածվելու կամ անմիջապես մանրաթելերի վերածվելու համար։

4. Չիպի/գնդիկի առաջացում և չորացում
ՊԷՏ-ը հաճախ արտադրվում է չիպի (հատիկավորի) տեսքով: Պոլիմերի ձևավորումից հետո նյութը սառեցվում և կտրատվում է փոքր հատիկների: Այս հատիկները այնուհետև չորացվում են, քանի որ խոնավությունը կարող է քայքայման (շղթայի կոտրման) պատճառ դառնալ վերահալման ընթացքում: Այս չորացումը կարևոր քայլ է մանրաթելի մանման գործընթացից առաջ:

5. Մանրաթելային մանում (հալեցման մանում)
Տեքստիլ արդյունաբերության մեջ PET-ը սովորաբար վերածվում է մանրաթելերի՝ օգտագործելով հալեցման մանման մեթոդը.
– ՊԷՏ գնդիկները վերահալվում են։
– Հալվածքը մղվում է մանող մետաղալարի (փոքր անցքերով կաղապարի տեսակ) միջով։
– Դուրս է գալիս որպես նուրբ թելեր, ապա սառեցվում է և վերածվում մանրաթելերի։

Մանրաթելի հաստությունը կարող է կարգավորվել պտտվող անցքի չափսով և քաշման արագությամբ:

6. Նկարչություն և ջերմային կարգավորում
Նոր ձևավորված մանրաթելերը դեռևս շատ ամուր չեն։ Ուժը և դիմացկունությունը բարձրացնելու համար մանրաթելերը ենթարկվում են.
– Նկարչություն. Մանրաթելերը ձգվում են՝ պոլիմերային շղթաները ավելի կանոնավոր դասավորելու համար: Սա մեծացնում է ձգման ամրությունը և կայունությունը:
– Ջերմային կարգավորում. կառավարվող տաքացում՝ կառուցվածքը ֆիքսելու և բյուրեղացման աստիճանը կարգավորելու համար, ազդելով առաձգականության, փայլի և չափսերի կայունության վրա։

7. Կտրում կամ տեքստուրավորում
Կախված նպատակից, պոլիեսթեր մանրաթելը կարող է լինել.
– Թողնվում է որպես անընդհատ թելիկ (նուրբ գործվածքների կամ որոշակի թելերի համար):
– Կտրել հիմնական մանրաթելերի (կարճ մանրաթելերի) և այնուհետև մանել բամբակի պես։
– Տեքստուրային մշակում է կատարվում՝ գանգուր/ծավալուն էֆեկտ ստանալու համար, որպեսզի այն ավելի լիարժեք և հարմարավետ լինի կրելու համար։

Պոլիեսթերի կիրառումը տեքստիլ կիրառություններում

Պոլիեսթերը տեքստիլ արդյունաբերության մեջ դարձել է սիրված նյութ՝ իր հատկությունների համադրության շնորհիվ՝ ամրություն, դիմացկունություն, արագ չորացում և մեծածավալ արտադրության հեշտություն: Ահա դրա հիմնական կիրառությունները.

1. Ամենօրյա հագուստ և նորաձևություն
Պոլիեսթերն օգտագործվում է մարզաշապիկների, վերնաշապիկների, բաճկոնների, կիսաշրջազգեստների և տարբեր նորաձևության իրերի համար: Պոլիեսթերը հաճախ խառնվում է բամբակի (պոլիբամբակ) հետ՝
- Նվազեցնում է խճճվածքները,
- Արագացնում է չորացումը,
- Բարձրացնում է պատռվածքի դիմադրությունը և ծառայության ժամկետը։

2. Սպորտային հագուստ և բացօթյա հագուստ
Սպորտի համար պոլիեսթերը գերազանց է, քանի որ՝
– Բնական մանրաթելերի համեմատ այնքան ջուր չի կլանում,
- Արագ չորացող, հարմար է ինտենսիվ գործունեության համար,
– Հեշտ է վերամշակվել «խոնավությունը կլանող» գործվածքի մեջ (քրտինքը մաշկից տեղափոխում է գործվածքի մակերես):

Քամուց պաշտպանող բաճկոնները, մարզաշապիկները, մարզական տաբատները և նույնիսկ լեռնագնացության հագուստը հաճախ օգտագործվում են պոլիեսթերից։

3. Տնային տեքստիլ
Պոլիեսթերը լայնորեն օգտագործվում է անկողնային պարագաների, բարձի պատյանների, վերմակների, վարագույրների և կահույքի մեջ, քանի որ՝
– Կնճռոտմանը դիմացկուն,
- Համեմատաբար դիմացկուն է բծերի նկատմամբ,
– Կայուն ձև ունի և հեշտությամբ չի ձգվում,
– Ավելի տնտեսող է, քան որոշ բնական մանրաթելեր։

4. Ոչ հյուսված և արդյունաբերական արտադրանք
Պոլիեսթերը նաև գալիս է ոչ հյուսված տեսքով՝ հետևյալի համար.
– Հագուստի ներքին շերտ (ինտերլինինգ),
- Պարզ ֆիլտր,
– Գեոտեքստիլներ,
- որոշակի ջերմամեկուսացում,
– Կոմպոզիտային արտադրանքներում ծածկույթ կամ ամրացնող նյութ։

5. Կարի թել և տեքստիլ պարագաներ
Պոլիեսթերային թելը տարածված է, քանի որ՝
- Ուժեղ,
- Հեշտ չէ կոտրել,
- Շփման դիմացկուն,
- Հարմար է բարձր արագությամբ կարի մեքենաների համար։

Բացի այդ, պոլիեսթերն օգտագործվում է ժապավենների, պարանների, ցանցերի և ժանյակների մեջ։

Պոլիեսթերի առավելություններն ու թերությունները գործվածքների համար

Հիմնական առավելությունները՝
– Ուժեղ և դիմացկուն
– Կնճռակայուն է և չափսերի առումով կայուն
- Արագ չորացող և հեշտ խնամվող
- Հեշտ է խառնել այլ մանրաթելերի հետ
- Արտադրության ծախսերը համեմատաբար ցածր են

Կետերբաթասան:
– Բամբակից պակաս ներծծող է, ուստի որոշ մարդիկ «տաք» են զգում
- Կարող է առաջացնել ստատիկ էլեկտրաէներգիա
– Հնարավոր է հոտը պահպանել, եթե գործվածքի մակերեսը լավը չէ
– Բնապահպանական խնդիրներ. առաջանում է նավթաքիմիական նյութերից և լվացման ընթացքում կարող է միկրոպլաստիկներ առաջացնել։

Հետևաբար, ժամանակակից տեքստիլ նորարարությունները հիմնականում ուղղված են հարմարավետության բարձրացմանը (հակահոտային մշակում, ավելի լավ ներծծում), ինչպես նաև շրջակա միջավայրի պաշտպանության լուծումներին, ինչպիսիք են վերամշակված պոլիեսթերը (rPET):

Penutup

Պոլիեսթերային պլաստիկը, մասնավորապես՝ PET-ը, պատրաստվում է տերեֆտալաթթվի (կամ DMT) և էթիլենգլիկոլի միջև քիմիական ռեակցիայի միջոցով, որին հաջորդում է պոլիկոնդենսացիան՝ երկար շղթայով պոլիմեր առաջացնելու համար: Այնուհետև պոլիեսթերը վերամշակվում է մանրաթելերի՝ հալման միջոցով պտտման, ձգման և ջերմային ամրացման միջոցով՝ ամրություն և կայունություն ստանալու համար: Պոլիեսթերը լայնորեն կիրառվում է տեքստիլ կիրառություններում՝ հագուստից և սպորտային հագուստից մինչև տնային տեքստիլ և արդյունաբերական կիրառություններ՝ իր ամրության, արագ չորացման և ծախսարդյունավետության շնորհիվ: Չնայած հարմարավետության սահմանափակումներին և շրջակա միջավայրի հետ կապված մտահոգություններին, պոլիեսթերը մնում է տեքստիլ արդյունաբերության հիմքը, հատկապես այն ժամանակ, երբ մշակման և վերամշակման տեխնոլոգիաները զարգանում են՝ այսօրվա մարտահրավերները լուծելու համար:

Եթե ​​ցանկանում եք, կարող եմ այս հոդվածը հարմարեցնել ավելի տեխնիկական տարբերակի (ռեակտորների սխեմաներով) կամ ավելի պարզ տարբերակի՝ դպրոցական առաջադրանքների համար։