Chemická štruktúra polyesteru: C10H8O4, esterové väzby a prečo na nich záleží

Jedna opakujúca sa jednotka polyesteru používaná v textíliách obsahuje desať atómov uhlíka, osem atómov vodíka a štyri atómy kyslíka: C10H8O4, asi 192 g/mol. Takmer 46 percent tejto hmoty sa nachádza vo vnútri dvoch esterových skupín, -COO- článkov, ktoré držia reťaz pohromade. Tento jediný fakt vysvetľuje, prečo sa PET topí pri teplote 255 °C, prečo absorbuje len asi 0,4 percenta vlhkosti, prečo sa musí farbiť pri 130 °C pod tlakom a prečo ho rozpúšťa horúca lúh sodný.

Rovnaká kostra prechádza priadzou 75D/72F DTY na okrúhlom pletacom stroji, trieskou fľaškovej kvality s vnútornou viskozitou 0,80 dl/g a recyklovaným vláknom prestavaným z glykolýzy. Čítajte od opakovacej jednotky vyššie, chémia zostáva jednoduchá. Obchodné dôsledky nie.

Čo je vlastne chemická štruktúra polyesteru

Polyester je akýkoľvek polymér, ktorého opakujúce sa jednotky sú spojené esterovými väzbami, a polyester za takmer každou textilnou etiketou je poly(etyléntereftalát), skrátene PET.

Dva monoméry vytvárajú PET. Kyselina tereftalová dodáva dve skupiny -COOH na para-substituovanom benzénovom kruhu a etylénglykol poskytuje dve skupiny -OH. Kyselina sa stretne s alkoholom, jedna molekula vody odíde, vytvorí sa jedna esterová väzba a sekvencia sa opakuje v oboch smeroch.

Opakujúca sa jednotka -[0-CH2-CH2-0-CO-C6H4-CO]- je sendvič dvoch etylénových segmentov, jedného aromatického kruhu a dvoch karbonylových uhlíkov s ich esterovými kyslíkmi. Para umiestnenie krúžku je dôležitejšie ako jeho veľkosť: udržuje reťaz rovno, takže PET sa zbalí do kryštálov a topí sa pri 255 °C. Vymeňte ho za flexibilný alifatický reťazec, ako je to v prípade poly(etylénadipátu), a teplota topenia klesne na približne 50-60 °C.

Ako sa vytvára esterová väzba: kondenzačná polymerizácia v štyroch stupňoch

PET sa vyrába kondenzačnou polymerizáciou a každá esterová väzba vytvorená pozdĺž cesty uvoľňuje jednu malú molekulu, zvyčajne vodu alebo metanol.

Výrobcovia vlákien si potom vyberajú medzi bežnými čipmi v triedach SD, FD, CD a TBR, pretože jas a správanie pri farbení sú už vo fáze čipu zafixované.

Normálne čipy (SD/FD/CD/TBR) Výrobcovia Normálne polyesterové čipy s vysokou stabilitou SD/FD/CD/TBR pre bežné čipy na výrobu textilných vlákien (SD/FD/CD/TBR) Zobraziť produkt →

Od štruktúry k výkonu: kryštalinita, vnútorná viskozita a bod topenia

Dve čísla predpovedajú väčšinu toho, čo polyesterová priadza urobí: vnútorná viskozita, ktorá meria dĺžku reťazca, a kryštalinita, ktorá meria, ako pevne sa tieto reťazce zbalia.

Vnútorná viskozita je praktickým zástupcom molekulovej hmotnosti. Medzera 0,02 dl/g medzi dvoma čipmi je zhruba 8 až 10 percent hmotnostného priemeru molekulovej hmotnosti a povrch sa prejavuje ako pevnosť, predĺženie, absorpcia farbiva a lámanie vlákna počas tvarovania.

Prečo chrbtica rozhoduje o tom, ako polyester farbí

Štandardný PET nenesie žiadne iónové postranné skupiny, takže ho nemožno farbiť ako bavlnu. Disperzné farbivá sa musia rozpustiť v amorfných oblastiach vlákna, a to sa deje len pri asi 130 °C a tlaku 2 až 3 bary.

Esterkarbonyly sú slabo polárne, ale nie sú miestami farbiva. Pod teplotou skleného prechodu blízkou 70-80 C sú amorfné reťazce zmrazené a molekuly farbiva sa medzi nimi nemôžu vtlačiť. Nad 130 °C sa štruktúra otvára, farbivo difunduje dovnútra a zostáva zachytené, keď sa vlákno ochladzuje.

Katiónová polyesterová SD CD DTY priadza na hlboké farbenie Katiónový polyester DTY kombinujúci výhody SD a CD pre jasné, rovnomerné hlboké farbenie, nižšiu kontamináciu a nákladovo efektívnu výrobu textilnej priadze. Zobraziť produkt →

Kde sa štruktúra zlomí: Hydrolýza, recyklácia a dĺžka reťazca

Esterová väzba je slabou stránkou polyesteru a každá komerčná cesta recyklácie ju zámerne napáda.

Mechanická recyklácia udržiava chrbticu, ale skracuje ju. Teplo, vlhkosť a strih pri opätovnom tavení narezaných reťazí, takže 100 percentne recyklované vlákno môže dosiahnuť 0,05-0,10 dl/g pod primárnu viskozitu. Bez predlžovačov reťazcov alebo panenskej zmesi sa húževnatosť a rovnomernosť farbiva posúvajú.

• Glykolýza: etylénglykol pri 180-240 C rozbíja reťazce späť na bis(2-hydroxyetyl)tereftalát, ktorý možno repolymerizovať na nový PET.
• Metanolýza: metanol pri 180-280 °C a 20-40 bar vracia dimetyltereftalát a glykol.
• Hydrolýza: para alebo voda pri vysokej teplote a tlaku vracia kyselinu tereftalovú a glykol.

Vysokopevnostná priadza z recyklovaného polyesteru SD DTY Polomatná ťažná textúrovaná recyklovaná polyesterová priadza s vysokou pevnosťou v ťahu, certifikáciou Oeko-Tex a GRS, pre športové oblečenie, outdoor, bytový textil a priemyselné tkaniny. Zobraziť produkt →

Čítanie špecifikácie polyesteru: Čo vám hovorí štruktúra

Technický list polyesteru je maskovaná štrukturálna správa a štyri hodnoty obsahujú väčšinu informácií, ktoré kupujúci potrebuje.

• Vnútorná viskozita: 0,62-0,68 dl/g je normálna kvalita vlákna. Nižšie hodnoty sa otáčajú chladnejšie, ale lámu sa častejšie počas textúrovania, zatiaľ čo vyššie hodnoty potrebujú na kreslenie viac tepla.
• Denier a počet vlákien: 75D/72F poskytuje mäkkú, splývavú ruku, zatiaľ čo 150D/48F poskytuje objem a krytie. Počet vlákien tiež mení spôsob odrazu svetla, čo posúva zdanlivý odtieň.
• Obsah komonoméru: kyselina izoftalová, dietylénglykol alebo 5-sulfoizoftalát sodný znižujú kryštalinitu a posúvajú teplotu topenia. Nad približne 3 mol % už PET nie je ako fľaša.
• Vlhkosť a konečná úprava: PET získava späť asi 0,4 percenta vlhkosti, takže rýchlo schne, ale vytvára statickú elektrinu, a o spôsobe chodu na pletacom stroji rozhoduje odstreďovanie.

Kupujúci, ktorí potrebujú štandardné, katiónové, vysokoelastické a recyklované verzie rovnakej priadze v jednom programe, zvyčajne skracujú fázu pokusu a omylu tým, že pracujú s diferenciálneho dodávateľa priadze ktorý vedie všetky štyri linky.

Polyesterová štruktúra: Často kladené otázky

Aký je chemický vzorec polyesteru?

Pre textilný PET je opakovacou jednotkou C10H8O4 a polymér je napísaný (C10H8O4)n. Komerčná živica nemá jediný molekulový vzorec, pretože každá šarža je skôr distribúciou dĺžok reťazcov než jednej molekuly. Samotný zápis je rozbalený v tomto vysvetlení polyester PET vzorec C10H8O4 .

Je textilný polyester chemicky rovnaký ako polyester vo fľašiach?

Áno, obe sú PET. Rozdiel spočíva v dĺžke reťazca a prísadách: trieda vlákna má vnútornú viskozitu 0,62-0,68 dl/g, trieda fľaše 0,75-0,85 dl/g a typy vlákien často obsahujú oxid titaničitý na matovanie alebo komonoméry na farbenie.

Zachováva si recyklovaný polyester rovnakú štruktúru?

Chrbtica je identická, ale rozloženie dĺžky reťazca je širšie. Mechanicky recyklovaný PET zvyčajne vykazuje vyšší obsah oligomérov a o 0,05 až 0,10 dl/g nižšiu vnútornú viskozitu, čo je dôvod, prečo ho mnohé závody miešajú s čistou živicou alebo pridávajú predlžovače reťazca.

Prečo polyester potrebuje farbenie pri vysokej teplote?

Pretože vlákno neponúka žiadne miesta iónového farbiva a jeho amorfné oblasti sú zmrazené pod teplotou skleného prechodu blízkou 70-80 C. Disperzné farbivo potrebuje na difúziu približne 130 C a 2-3 bary. Katiónové farbiteľné druhy pridávajú do reťazca sulfonátové skupiny, takže rovnaký odtieň možno vytvoriť pri teplote približne 100 C.