Structura chimică a poliesterului: C10H8O4, legături esterice și de ce contează acestea

O unitate repetată a poliesterului utilizat în textile conține zece atomi de carbon, opt atomi de hidrogen și patru atomi de oxigen: C10H8O4, aproximativ 192 g/mol. Aproape 46% din această masă se află în interiorul a două grupuri de esteri, legăturile -COO- care țin lanțul împreună. Acest singur fapt explică de ce PET-ul se topește la 255 C, de ce preia doar aproximativ 0,4% umiditate, de ce trebuie vopsit la 130 C sub presiune și de ce soda caustică fierbinte o va dizolva.

Aceeași coloană vertebrală trece printr-o fire 75D/72F DTY pe o mașină de tricotat circulară, un cip de sticlă la o vâscozitate intrinsecă de 0,80 dl/g și un filament reciclat reconstruit din glicoliză. Citiți de la unitatea de repetare în sus, chimia rămâne simplă. Consecințele comerciale nu.

Ce este de fapt structura chimică a poliesterului

Un poliester este orice polimer ale cărui unități repetate sunt unite prin legături esterice, iar poliesterul din spatele aproape fiecarei etichete textile este poli(etilen tereftalat), pe scurt, PET.

Doi monomeri formează PET. Acidul tereftalic furnizează două grupări -COOH pe un inel benzenic parasubstituit, iar etilenglicolul furnizează două grupări -OH. Acidul se întâlnește cu alcoolul, o moleculă de apă pleacă, se formează o legătură esterică, iar secvența se repetă în ambele direcții.

Unitatea repetată -[O-CH2-CH2-O-CO-C6H4-CO]- este un sandviș format din două segmente de etilenă, un inel aromatic și doi atomi de carbon carbonil cu oxigenul lor ester. Amplasarea inelului contează mai mult decât dimensiunea sa: menține lanțul drept, astfel încât PET-ul se împachetează în cristalite și se topește la 255 C. Schimbați-l cu un lanț alifatic flexibil, ca în poli(adipat de etilenă), iar punctul de topire scade la aproximativ 50-60 C.

Cum este construită legătura esterică: polimerizarea prin condensare în patru etape

PET este produs prin polimerizarea prin condensare, iar fiecare legătură esterică formată pe parcurs eliberează o moleculă mică, de obicei apă sau metanol.

Producătorii de fibre aleg apoi între cipuri normale în clasele SD, FD, CD și TBR, deoarece luminozitatea și comportamentul de vopsire sunt deja fixate în stadiul de cip.

Producători de cipuri normale (SD/FD/CD/TBR). Așchii de poliester normal de stabilitate ridicată SD/FD/CD/TBR pentru producția de fibre textile Chips normale (SD/FD/CD/TBR) Vizualizare produs →

De la structură la performanță: cristalinitate, vâscozitate intrinsecă și punct de topire

Două numere prezic cea mai mare parte a ceea ce va face un fir de poliester: vâscozitatea intrinsecă, care măsoară lungimea lanțului, și cristalinitatea, care măsoară cât de strâns se împachetează acele lanțuri.

Vâscozitatea intrinsecă este indicatorul practic pentru greutatea moleculară. Un decalaj de 0,02 dl/g între două așchii este de aproximativ 8 până la 10% din greutatea moleculară medie și iese la suprafață ca tenacitate, alungire, absorbție a colorantului și ruperea filamentului în timpul texturii.

De ce coloana vertebrală decide modul în care poliesterul ia vopsea

PET-ul standard nu are grupuri laterale ionice, deci nu poate fi vopsit așa cum este bumbacul. Coloranții dispersați trebuie să se dizolve în regiunile amorfe ale fibrei și asta se întâmplă doar la aproximativ 130 C și 2 până la 3 bari de presiune.

Esteri carbonili sunt slab polari, dar nu sunt locuri de colorare. Sub o temperatură de tranziție sticloasă de aproape 70-80 C, lanțurile amorfe sunt înghețate și moleculele de colorant nu se pot strânge între ele. Peste 130 C structura se deschide, colorantul difuzează și rămâne prins pe măsură ce fibra se răcește.

Fire poliester cationic SD CD DTY pentru vopsire în profunzime Poliester cationic DTY care combină beneficiile SD și CD pentru vopsire luminoasă și uniformă în profunzime, contaminare mai mică și producție rentabilă de fire textile. Vizualizare produs →

Unde se rupe structura: hidroliza, reciclarea și lungimea lanțului

Legătura esterică este punctul slab al poliesterului și orice cale comercială de reciclare îl atacă în mod deliberat.

Reciclarea mecanică păstrează coloana vertebrală, dar o scurtează. Căldura, umiditatea și forfecarea în timpul topirii lanțurilor tăiate, astfel încât un filament 100% reciclat poate ajunge cu 0,05-0,10 dl/g sub vâscozitatea virgină. Fără prelungitoare de lanț sau un amestec virgin, tenacitatea și uniformitatea vopselei variază ambele.

• Glicoliză: etilenglicolul la 180-240 C rupe lanțurile înapoi la bis(2-hidroxietil) tereftalat, care poate fi repolimerizat în PET nou.
• Metanoliza: metanolul la 180-280 C si 20-40 bari returneaza dimetil tereftalat si glicol.
• Hidroliza: aburul sau apa la temperatura si presiune ridicata returneaza acid tereftalic si glicol.

Fire de poliester reciclat SD DTY de înaltă rezistență Fire de poliester reciclat texturat semi-mat, cu rezistență ridicată la tracțiune, certificare Oeko-Tex și GRS, pentru îmbrăcăminte sport, exterior, textile pentru casă și țesături industriale. Vizualizare produs →

Citirea unei specificații de poliester: ce vă spune structura

O fișă de date din poliester este un raport structural deghizat, iar patru valori prezintă majoritatea informațiilor de care are nevoie un cumpărător.

• Vâscozitatea intrinsecă: 0,62-0,68 dl/g este de calitate normală a fibrelor. Valorile mai mici se rotesc mai rece, dar se rup mai des în timpul texturii, în timp ce valorile mai mari necesită mai multă căldură pentru a trage.
• Număr de denari și de filamente: 75D/72F oferă o mână moale, drapată, în timp ce 150D/48F oferă volum și acoperire. Numărul de filamente modifică, de asemenea, modul în care lumina reflectă, ceea ce schimbă umbra aparentă.
• Conținutul de comonomeri: acid izoftalic, dietilen glicol sau 5-sulfoizoftalat de sodiu scade cristalinitatea și se deplasează punctul de topire. Peste aproximativ 3% mol, un PET nu mai este de calitate pentru sticle.
• Umiditate și finisare: PET-ul recâștigă aproximativ 0,4% umiditate, astfel încât se usucă rapid, dar creează statică, iar finisajul prin centrifugare decide cum funcționează pe mașina de tricotat.

Cumpărătorii care au nevoie de versiuni standard, cationice, elastice și reciclate ale aceluiași fir într-un singur program scurtează de obicei etapa de încercare și eroare lucrând cu un furnizor diferenţial de fire care parcurge toate cele patru linii.

Structura din poliester: Întrebări frecvente

Care este formula chimică a poliesterului?

Pentru PET textil unitatea de repetare este C10H8O4 iar polimerul este scris (C10H8O4)n. O rășină comercială nu are o formulă moleculară unică, deoarece fiecare lot este o distribuție a lungimii lanțului, mai degrabă decât o moleculă. Notația în sine este dezambalată în această explicație a poliester PET formula C10H8O4 .

Poliesterul textil este la fel din punct de vedere chimic cu poliesterul din sticle?

Da, ambele sunt PET. Diferența constă în lungimea lanțului și aditivi: gradul de fibre are o vâscozitate intrinsecă de 0,62-0,68 dl/g, gradul de sticlă la 0,75-0,85 dl/g, iar tipurile de fibre poartă adesea dioxid de titan pentru tocire sau comonomeri pentru vopsire.

Poliesterul reciclat păstrează aceeași structură?

Coloana vertebrală este identică, dar distribuția lungimii lanțului este mai largă. PET-ul reciclat mecanic prezintă de obicei un conținut mai mare de oligomeri și o vâscozitate intrinsecă mai mică cu 0,05-0,10 dl/g, motiv pentru care multe mori îl amestecă cu rășină virgină sau adaugă extensii de lanț.

De ce poliesterul are nevoie de vopsire la temperatură înaltă?

Deoarece fibra nu oferă locuri de colorare ionică și regiunile sale amorfe sunt înghețate sub o temperatură de tranziție sticloasă de aproape 70-80 C. Vopseaua dispersată are nevoie de aproximativ 130 C și 2-3 bari pentru a difuza. Calitățile colorabile cationice adaugă grupări sulfonate la lanț, astfel încât aceeași nuanță poate fi construită la aproximativ 100 C.