პოლიესტერის პლასტმასის დამზადების წესი და მისი გამოყენება ტექსტილში

როგორ დავამზადოთ პოლიესტერის პლასტმასი და მისი გამოყენება ტექსტილში

პოლიესტერი მსოფლიოში ერთ-ერთი ყველაზე ფართოდ წარმოებული სინთეტიკური პლასტმასია, ძირითადად ტექსტილის ინდუსტრიისთვის ბოჭკოების სახით. ყოველდღიურ ცხოვრებაში პოლიესტერი გვხვდება ტანსაცმლის ქსოვილში, საკერავ ძაფში, ფარდებში, საწოლის ზეწრებში და ქსოვილის სიმტკიცის გასაზრდელად შერევის მასალადაც კი. ქიმიურად, პოლიესტერი არის პოლიმერი, რომელიც შედგება გრძელი ჯაჭვებისგან, რომლებიც წარმოიქმნება გარკვეული მონომერების რეაქციის შედეგად პოლიმერიზაციის პროცესის მეშვეობით. ტექსტილისთვის ყველაზე გავრცელებული ტიპია PET (პოლიეთილენის ტერეფტალატი), მასალა, რომელიც ასევე ცნობილია, როგორც სასმელის ბოთლის მასალა. ეს სტატია განიხილავს პოლიესტერის პლასტმასის (კერძოდ, PET) დამზადების მიმოხილვას და მის გამოყენებას ტექსტილის გამოყენებაში, მის უპირატესობებსა და შეზღუდვებთან ერთად.

რა არის პოლიესტერის პლასტმასი?

„პოლიესტერი“ არის ტერმინი, რომელიც აღნიშნავს პოლიმერების ჯგუფს, რომლებიც თავიანთ ძირითად ჯაჭვებში შეიცავს ეთერულ ჯგუფებს. ყველაზე ცნობილია PET, რადგან ის ადვილად იწარმოება მასობრივად, მტკიცეა, შედარებით სტაბილურია და შეიძლება გადამუშავდეს ქსოვილისთვის განკუთვნილ წვრილ ბოჭკოებად. PET მზადდება ორი ძირითადი კომპონენტისგან:
1. ტერეფტალის მჟავა (TPA) ან მისი წარმოებული დიმეთილტერეფტალატი (DMT)
2. ეთილენგლიკოლი (EG)

როდესაც ეს ორი მასალა ურთიერთქმედებს, წარმოიქმნება გრძელი პოლიმერული ჯაჭვები. ეს ჯაჭვები არის ე.წ. პოლიესტერის პლასტმასი. თუმცა, ტექსტილის ბოჭკოდ გადაქცევისთვის PET უბრალოდ წარმოება არ არის საჭირო; ის უნდა დამუშავდეს დნობის, დატრიალების, გაჭიმვისა და კრისტალურობის რეგულირების გზით, სასურველი მექანიკური თვისებების მისაღწევად.

პოლიესტერის ფორმირების ნედლეული და რეაქციის პრინციპები

ზოგადად, PET-ის წარმოება ხორციელდება ორი ძირითადი რეაქციის ეტაპის მეშვეობით:

1. ეთერიფიკაცია ან ტრანსესტერიფიკაცია
– თუ იყენებთ TPA + EG-ს: ხდება ეთერიფიკაცია, რაც თანმდევი პროდუქტების სახით ოლიგომერებისა და წყლის წარმოქმნას იწვევს.
– თუ გამოიყენება DMT + EG: ხდება ტრანსესტერიფიკაცია, რაც თანმდევი პროდუქტების სახით ოლიგომერებისა და მეთანოლის წარმოქმნას იწვევს.

2. პოლიკონდენსაცია
შემდეგ ოლიგომერები რეაგირებენ უფრო გრძელი მოლეკულების (პოლიმერების) წარმოქმნით, ამავდროულად კი განუწყვეტლივ გამოყოფენ უფრო პატარა მოლეკულებს (წყალი ან ეთილენგლიკოლი). PET-ის ჯაჭვის სიგრძე (მოლეკულური წონა) მნიშვნელოვნად განსაზღვრავს მიღებული ბოჭკოს სიმტკიცეს.

სამრეწველო მასშტაბით, ეს პროცესი ხორციელდება მაღალ ტემპერატურასა და ვაკუუმის პირობებში, რათა თანმდევი პროდუქტები სწრაფად მოიხსნას და გრძელი პოლიმერების წარმოქმნის რეაქცია უფრო ოპტიმალური იყოს.

როგორ დავამზადოთ პოლიესტერის პლასტმასი (PET) ზოგადად

ქვემოთ მოცემულია პოლიესტერის წარმოების ეტაპები სამრეწველო პროცესის პერსპექტივიდან. უნდა აღინიშნოს, რომ ეს არის კონცეპტუალური მიმოხილვა; ფაქტობრივი წარმოება მოითხოვს ქიმიურ ქარხანას მაღალი უსაფრთხოების კონტროლით.

1. ნედლეულის მომზადება
ნედლეული TPA/DMT და ეთილენგლიკოლი თავდაპირველად იწმინდება. სისუფთავე მნიშვნელოვანია, რადგან მინარევებს შეუძლიათ გაყვითლება, სიმტკიცის შემცირება ან გრძელი ჯაჭვის წარმოქმნის შეფერხება.

2. საწყისი რეაქცია: ეთერიფიკაცია ან ტრანსესტერიფიკაცია
ნედლეული რეაქტორში თბება. ამ ეტაპზე წარმოიქმნება მონომერული/ოლიგომერული ეთერები.
– ნაგავსაყრელის გამოყენების შემთხვევაში, წარმოიქმნება წყალი და ის უნდა მოიხსნას.
– DMT-ის გამოყენების შემთხვევაში, მეთანოლი წარმოიქმნება და გამოიყოფა.

ეს ეტაპი განსაზღვრავს ოლიგომერების საწყის ხარისხს, ასევე შემდგომი რეაქციის ეფექტურობას.

3. პოლიკონდენსაცია პოლიმერების წარმოსაქმნელად
ოლიგომერული ნარევი თბება უფრო მაღალ ტემპერატურაზე, როგორც წესი, კატალიზატორის დახმარებით. რეაქცია მიმდინარეობს, რის შედეგადაც გამოიყოფა თანმდევი პროდუქტები (მაგ., ეთილენგლიკოლი) პოლიმერული ჯაჭვების დასაგრძელებლად. ამ ეტაპზე, ვაკუუმი ხშირად გამოიყენება მცირე მოლეკულების გამოთავისუფლების დასაჩქარებლად, რაც პოლიმერიზაციას უფრო ეფექტურს ხდის.

შედეგად მიიღება სქელი PET-ის დნობა, ძალიან სქელი თაფლის მსგავსი, რომელიც მზადაა გრანულების სახით დასამზადებლად ან პირდაპირ ბოჭკოებად დასაწნავად.

4. ჩიპების/გრანულების წარმოქმნა და გაშრობა
PET ხშირად იწარმოება ჩიპების (გრანულების) სახით. პოლიმერის ფორმირების შემდეგ, მასალას ცივდება და ჭრიან პატარა გრანულებად. შემდეგ ეს გრანულები შრება, რადგან ტენიანობამ შეიძლება გამოიწვიოს დეგრადაცია (ჯაჭვის გაწყვეტა) ხელახალი დნობის დროს. ეს გაშრობა ბოჭკოს დატრიალების პროცესამდე გადამწყვეტი ნაბიჯია.

5. ბოჭკოვანი დატრიალება (დნობის დატრიალება)
ტექსტილის ინდუსტრიაში, PET, როგორც წესი, ბოჭკოებად გარდაიქმნება დნობის დატრიალების მეთოდით:
– PET გრანულები ხელახლა დნება.
– დნობა გადის სატრიალო კონსტრუქციაში (ერთგვარი ყალიბი პატარა ნახვრეტებით).
– გამოდის წვრილი ძაფების სახით და შემდეგ გაცივდება ბოჭკოებად.

ბოჭკოს სისქის რეგულირება შესაძლებელია მბრუნავი სახსრის ხვრელის ზომისა და გამწევი სიჩქარის მიხედვით.

6. ხატვა და თერმული დაყენება
ახლად წარმოქმნილი ბოჭკოები ჯერ კიდევ არ არის ძალიან მტკიცე. სიმტკიცისა და გამძლეობის გასაზრდელად, ბოჭკოები განიცდიან:
– ნახაზი: ბოჭკოები იჭიმება პოლიმერული ჯაჭვების უფრო სწორად განლაგებისთვის. ეს ზრდის დაჭიმვის სიმტკიცეს და სტაბილურობას.
– თერმული დარეგულირება: კონტროლირებადი გათბობა სტრუქტურის დასაფიქსირებლად და კრისტალურობის ხარისხის რეგულირებისთვის, რაც გავლენას ახდენს ელასტიურობაზე, ბზინვარებასა და განზომილებიან სტაბილურობაზე.

7. ჭრა ან ტექსტურირება
დანიშნულების მიხედვით, პოლიესტერის ბოჭკო შეიძლება იყოს:
– რჩება უწყვეტი ძაფის სახით (წვრილი ქსოვილებისთვის ან გარკვეული ძაფებისთვის).
– დაჭერილი ძირითად ბოჭკოებად (მოკლე ბოჭკოებად) და შემდეგ დატრიალებული როგორც ბამბა.
– ტექსტურირება ხდება ხვეული/მოცულობითი ეფექტის მისაცემად, რაც უფრო სავსე და კომფორტული შეგრძნებას იძლევა.

პოლიესტერის გამოყენება ტექსტილის ინდუსტრიაში

პოლიესტერი ტექსტილის ინდუსტრიაში ფავორიტი გახდა მისი თვისებების კომბინაციის გამო: სიმტკიცე, გამძლეობა, სწრაფი გაშრობა და მასშტაბური წარმოების სიმარტივე. აქ მოცემულია მისი ძირითადი გამოყენება:

1. ყოველდღიური ტანსაცმელი და მოდა
პოლიესტერი გამოიყენება მაისურების, პერანგების, ქურთუკების, ქვედაბოლოების და სხვადასხვა მოდური ნივთებისთვის. პოლიესტერი ხშირად ერწყმის ბამბას (პოლიბამბა) შემდეგი მიზნებისთვის:
– ამცირებს ჩახლართულობას,
- აჩქარებს გაშრობას;
- ზრდის ცვეთამედეგობას და მომსახურების ვადას.

2. სპორტული ტანსაცმელი და გარე აქტივობები
სპორტისთვის, პოლიესტერი შესანიშნავია, რადგან:
– არ შთანთქავს იმდენ წყალს, რამდენსაც ბუნებრივი ბოჭკოები,
– სწრაფად შრება, შესაფერისია ინტენსიური აქტივობებისთვის,
– ადვილად გადამუშავდება „ტენის მშთანთქმელ“ ქსოვილად (ოფლს კანიდან ქსოვილის ზედაპირზე გადააქვს).

ქარსაფარი ქურთუკები, მაისურები, სავარჯიშო შარვლები და სალაშქრო ტანსაცმელიც კი ხშირად პოლიესტერს იყენებს.

3. სახლის ტექსტილი
პოლიესტერი ფართოდ გამოიყენება საწოლის თეთრეულში, ბალიშის პირებში, საბნებში, ფარდებსა და პერანგებში, რადგან:
– ნაოჭებისადმი მდგრადი,
- შედარებით მდგრადია ლაქების მიმართ,
– სტაბილური ფორმა და ადვილად არ იჭიმება,
– უფრო ეკონომიურია, ვიდრე ზოგიერთი ბუნებრივი ბოჭკო.

4. უქსოვი და სამრეწველო პროდუქტები
პოლიესტერი ასევე ხელმისაწვდომია უქსოვი ფორმით:
– ინტერლაინერი (ტანსაცმლის შიდა ფენა),
- მარტივი ფილტრი,
– გეოტექსტილები,
– გარკვეული თბოიზოლაცია,
– კომპოზიტურ პროდუქტებში საფარის ან გამაგრების მასალა.

5. საკერავი ძაფი და ტექსტილის აქსესუარები
პოლიესტერის ძაფი პოპულარულია შემდეგი მიზეზების გამო:
- ძლიერი,
- დანგრევა ადვილი არ არის,
- ხახუნისადმი მდგრადი,
- შესაფერისია მაღალსიჩქარიანი საკერავი მანქანებისთვის.

გარდა ამისა, პოლიესტერი გამოიყენება ლენტებში, თოკებში, ბადეებსა და ქსოვილებში.

პოლიესტერის უპირატესობები და ნაკლოვანებები ტექსტილისთვის

ძირითადი უპირატესობები:
– ძლიერი და გამძლე
– ნაოჭებისადმი მდგრადი და ზომით სტაბილური
- სწრაფად გაშრობადი და მარტივი მოვლა
- ადვილად ერწყმის სხვა ბოჭკოებს
- წარმოების ხარჯები შედარებით დაბალია

შეზღუდვები:
– ნაკლებად შთამნთქმელი, ვიდრე ბამბა, ამიტომ ზოგიერთ ადამიანში „ცხელია“
- შეუძლია სტატიკური ელექტროენერგიის წარმოქმნა
– სუნის შენარჩუნების პოტენციალი, თუ ქსოვილის დასრულება კარგი არ არის
– გარემოსდაცვითი საკითხები: მოდის პეტროქიმიკატებიდან და რეცხვის დროს შეიძლება წარმოქმნას მიკროპლასტმასი.

ამიტომ, თანამედროვე ტექსტილის ინოვაციები ძირითადად ორიენტირებულია კომფორტის გაზრდაზე (სუნის საწინააღმდეგო დასრულება, უკეთესი შეწოვა), ასევე გარემოსდაცვით გადაწყვეტილებებზე, როგორიცაა გადამუშავებული პოლიესტერი (rPET).

დახურვა

პოლიესტერის პლასტმასი, განსაკუთრებით PET, მიიღება ტერეფტალმჟავასა (ან DMT) და ეთილენგლიკოლს შორის ქიმიური რეაქციით, რასაც მოჰყვება პოლიკონდენსაცია გრძელჯაჭვიანი პოლიმერის წარმოსაქმნელად. შემდეგ, პოლიესტერი გადამუშავდება ბოჭკოებად დნობის დატრიალების, გაჭიმვისა და თერმული დამაგრების გზით, რათა მიღწეულ იქნას სიმტკიცე და სტაბილურობა. პოლიესტერი ფართოდ გამოიყენება ტექსტილის ინდუსტრიაში - ტანსაცმლიდან და სპორტული ტანსაცმლიდან დაწყებული, სახლის ტექსტილით და სამრეწველო დანიშნულებით დამთავრებული - მისი სიმტკიცის, სწრაფი გაშრობისა და ეკონომიურობის გამო. კომფორტისა და გარემოსდაცვითი საკითხების შეზღუდვების მიუხედავად, პოლიესტერი ტექსტილის ინდუსტრიის ხერხემალს წარმოადგენს, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც ვითარდება დასრულებისა და გადამუშავების ტექნოლოგიები დღევანდელი გამოწვევების მოსაგვარებლად.

თუ გსურთ, შემიძლია ეს სტატია უფრო ტექნიკურ ვერსიად (რეაქტიული სქემებით) ან სკოლის დავალებების უფრო მარტივ ვერსიად გადავაქციო.