פוליאסטר ופוליאסטר

פוליאסטר מתייחס בדרך כלל לתרכובת מולקולרית גבוהה המתקבלת על ידי עיבוי רב של חומצה דו-בסיסית ואלכוהול דו-בסיסי, וקישורי השרשרת הבסיסיים שלו מחוברים בקשרי אסטר. ישנם סוגים רבים של סיבי פוליאסטר, כגון סיבי פוליאתילן טרפתלט (PET), סיבי פוליבוטילן טרפתלאט (PBT), סיבי פוליפרופילן טרפתלט (PPT) ועוד. ביניהם, הסיבים בעלי תכולת פוליאתילן טרפתלט של יותר מ-85% הם העיקריים. אלה, והמשקל המולקולרי נשלט בדרך כלל בין 18000 ל-25000. המבנה המולקולרי הראשי הוא כדלקמן:

1. סיבי פוליאסטר (PET).

המחקר של פוליאסטר החל בשנות ה-30. הוא הומצא על ידי אנשים בריטים כמו ווינפילד ודיקסון. ב-1949 הוא תועש בבריטניה וב-1953 בארצות הברית. זהו תוצר של זנים גדולים של סיבים סינתטיים שהתפתחו מאוחר, אך התפתחו במהירות.

המשקל המולקולרי של פוליאסטר הוא 18000 ~ 25000, ומידת הפילמור היא 100 ~ 140. למקרומולקולות יש מבנה כימי סימטרי. בתנאים מתאימים, למקרומולקולות קל ליצור גבישים ומבנה הסיבים קומפקטי. מקרומולקולות פוליאסטר מכילות טבעות בנזן, שהן בעצם מקרומולקולות קשיחות. במקביל, הם מכילים גם שרשראות פחמימנים אליפטיים, מה שהופך את המולקולות לגמישות. אין קבוצות קוטביות אחרות במקרומולקולה מלבד שתי קבוצות הידרוקסיל עם סיום אלכוהול. עם תכולת אסטר גבוהה, הידרוליזה ופיצוח תרמי יתרחשו בטמפרטורה גבוהה. פוליאסטר מסתובב. חתך הרוחב שלו עגול, כיוון האורך שלו הוא מוט זכוכית, וצפיפותו היא 1.38 ~ 1.40g/cm3.

בסין, הסיבים עם תכולת פוליאתילן טרפתלאט גבוהה מ-85% מכונה פוליאסטר, הידוע בכינויו "Dacron". ישנם שמות סחורות זרים רבים, כגון "Dacron" בארצות הברית, "טטורון" ביפן, "טרלנקה" בבריטניה ו-"lavsan" בברית המועצות לשעבר.

2. סיבי פוליאסטר קטיוני (CDP) הניתן לצביעה

ניתן לצבוע פוליאסטר שונה (CDP) עם צבעים קטיוניים על ידי הכנסת קבוצות חומציות שיכולות לקשור צבעים קטיוניים לשרשראות מולקולריות של PET. CDP פותח לראשונה על ידי חברת DuPont האמריקאית. בסוף המאה ה-20, תפוקתו היווה 1/6 מסך התפוקה של סיבי PET. הזנים האופייניים שלו כוללים דקרון t64, דקרון T65 וכו'. ל-CDP לא רק ביצועי צביעה טובים, אלא גם ניתן לצבוע באותה אמבטיה עם סיבים טבעיים כגון צמר, מה שנוח לפישוט תהליך הצביעה של בדים מעורבבים. אם הוא מעורבב ושזור עם פוליאסטר רגיל, זה יכול גם לייצר את אותו אמבטיה אפקט צבע שונה, אשר מעשיר מאוד את צבע הבדים. לכן, CDP הפך למגוון המתפתח במהירות של פוליאסטר שונה. CDP מוכן בעיקר על ידי הוספת המונומר השלישי או הרביעי, כגון סודיום דימתיל איזופטלאט סולפונט (SIPM), לשרשרת המקרומולקולרית של חיית המחמד על ידי קופולימריזציה וקופולימריזציה של שתל. מכיוון שמתווספת לשרשרת המולקולרית של ה-CDP קבוצת חומצה סולפונית בעלת מטען שלילי, בעת הצביעה יחליפו יוני המתכת על קבוצת החומצה הסולפונית עם הקטיונים שבצבע, ולכן יוני הצבע יתקבעו בשרשרת המקרו-מולקולרית של CDP. המלחים הנוצרים בצביעה יוסרו ברציפות בתמיסה המימית, והתגובה תימשך. לבסוף, אפקט הצביעה יושג.

תהליך הייצור של CDP דומה לזה של חיית המחמד, אותו ניתן לחלק לרצף ולסירוגין. בשל מקורות שונים של חומרי גלם, ניתן לחלק את CDP למסלול DMT ומסלול PTA. CDP הורס את המבנה המקורי של הסיב עקב הוספת קבוצות חדשות בשרשרת המקרומולקולרית, מה שמפחית את נקודת ההיתוך, טמפרטורת מעבר הזכוכית והגבישות של הסיב. באזור האמורפי, החלל הבין מולקולרי גדל, דבר המסייע לחדירת מולקולות צבע לתוך הסיב. חוזק ה-CDP נמוך מזה של פוליאסטר רגיל, אך תכונת האנטי-גלישה של הבד משופרת, והידית רכה ושמנמנה. זה יכול לשמש לייצור מוצרים כמו צמר בדרגה גבוהה. צביעה של CDP נפוץ עדיין זקוקה לטמפרטורה גבוהה (120 ~ 140 ℃) ולחץ גבוה או בתנאי של הוספת מנשא, כדי לקבל תכונות צביעה טובות יותר. לכן, בעת בחירת צבעים, יש לשים לב שהצבעים הנבחרים חייבים להיות בעלי יציבות תרמית טובה יותר.

3. סיבי פוליאסטר (ECDP) הניתן לצביעה בטמפרטורת החדר ובלחץ אטמוספרי

ניתן להכין את הפוליאסטר ECDP הניתן לצביעה בטמפרטורה ובלחץ רגילים על ידי הוספת כמות קטנה של המונומר הרביעי בתהליך של פילמור רגיל של חיות מחמד. הסיבה לכך היא בעיקר כי מקטע השרשרת הגמישה של פוליאתילן גליקול מוכנס לשרשרת המקרו-מולקולרית של חיית המחמד, מה שהופך את המבנה המולקולרי של הסיב לרופף יותר ואת האזור האמורפי לגדול יותר, מה שמסייע יותר לכניסה של צבעים קטיוניים לסיב ולשילוב. עם יותר קבוצות חומצה סולפונית. לכן, ניתן לצבוע אותו בתנאי צביעה רותחים בלחץ רגיל. לסיבי ECDP יש תחושת ידיים רכה יותר ובלישה טובה יותר מסיבי CDP ו-PET. עם זאת, בשל אנרגיית הקשר הנמוכה של מקטע הפוליאתילן גליקול המונומר הרביעי, היציבות התרמית של סיבי ECDP מופחתת, ואובדן החוזק של סיבי ECDP הוא יותר מ-30% בטמפרטורת הגיהוץ של 180 ℃. לכן, הבד העשוי מסיבי ECDP צריך לקבל תשומת לב מיוחדת לאחר הטיפול, הכביסה והגיהוץ.

4. סיב PTT

סיבי PTT הוא קיצור של סיבי פוליפרופילן טרפתלט. חלק מהאנשים בחו"ל קוראים ל-PTT הסיב הגדול של המאה ה-21, ושמו המסחרי הוא "קורטרה".

PTT, pet ו-PBT שייכים למשפחת הפוליאסטר, ותכונותיהם דומות. לסיבי PTT יש את המאפיינים של פוליאסטר וניילון כאחד. קל לשטוף ולייבש כמו פוליאסטר, יש לו התאוששות טובה של גמישות ועמידות בפני קמטים, ויש לו עמידות טובה לזיהום, עמידות קלה ותחושת ידיים. יש לו ביצועי צביעה טובים יותר מפוליאסטר, וניתן לצבוע אותו בלחץ רגיל. באותם תנאים, חדירת הצבע לסיבי PTT גבוהה מזו של חיית המחמד, והצביעה אחידה ויציבות הצבע טובה. בהשוואה לניילון, לסיבי PTT יש גם עמידות בפני שחיקה והתאוששות מתיחה טובה יותר, ויש להם מאפיינים של גמישות גדולה ורכות טובה, כך שהוא מתאים יותר לייצור שטיחים וחומרים אחרים.

5. סיבי PBT

סיבי PBT הוא קיצור של סיבי פוליבוטילן טרפתלאט. סיבי PBT עשויים מדימתיל טרפתלאט (DMT) או חומצה טרפתלית (TPA), חומר הגלם העיקרי של פוליאסטר, ו-1,4 - בוטנדיול. סיבי PBT הוכנו על ידי ספינינג נמס של DMT ו-1,4 - בוטנדיול בטמפרטורה גבוהה ובוואקום, תוך שימוש בתרכובות טיטניום או בדיל אורגניות וטטרבוטיל טיטנאט כזרזים. טכנולוגיית הפילמור, הטוויה, הפוסט-עיבוד והציוד של סיבי PBT זהים בעצם לאלה של פוליאסטר.

סיבי PBT הם בעלי אותם מאפיינים כמו סיבי פוליאסטר, כגון חוזק טוב, כביסה קלה וייבוש מהיר, גודל יציב, שמירת צורה טובה וכו'. הדבר החשוב ביותר הוא שהחלק הגמיש בשרשרת המקרומולקולרית שלו הוא ארוך, כך שהוא נשבר נמתח, בעל גמישות טובה, בעל שינוי קטן בגמישות לאחר חימום, ומרגיש רך. יתרון נוסף של סיבי PBT הוא יכולת הצביעה שלו טובה מזו של פוליאסטר. ניתן לצבוע את בד PBT בצבעי פיזור בתנאי צביעה רותחת בלחץ אטמוספרי. בנוסף, לסיבי PBT יש עמידות טובה להזדקנות, עמידות כימית ועמידות בחום. סיבי PBT נמצאים בשימוש נרחב בפלסטיקה הנדסית, קליפות מכשירי חשמל ביתיים וחלקי מכונות.

6. סיבי עט

סיבי עט הוא קיצור של סיבי פוליאתילן נפתלט. כמו פוליאסטר, סיבי עט הם חומר פוליאסטר תרמופלסטי חצי גבישי, אשר הוצג בתחילה על ידי חברת KASA מארצות הברית. תהליך הייצור שלו הוא באמצעות טרנסיפיקציה של דימתיל 2,6 - נפתלין דיקרבוקסילאט (NDC) ואתילן גליקול (למשל), ולאחר מכן פוליקונדנסציה; שיטה נוספת היא אסטריפיקציה ישירה של 2,6 - חומצה נפטלין דיקרבוקסילית (NDCA) ואתילן גליקול (למשל), ולאחר מכן פוליקונדנסציה. ניתן לשפר את היציבות התרמית של העט על ידי הוספת כמות קטנה של תרכובות המכילות אמינים אורגניים וזרחן אורגני.

תהליך הטוויה של סיבי עט דומה לזה של פוליאסטר. זרימת התהליך היא: ייבוש שבב → ספינינג במהירות גבוהה → שרטוט. מכיוון שטמפרטורת מעבר הזכוכית של סיבי העט גבוהה מזו של סיבי פוליאסטר, יש לשנות את תהליך השרטוט בהתאם. יש לאמץ שרטוט רב מעבר ולהעלות את טמפרטורת השרטוט כדי למנוע פגיעה באיכות הסיבים עקב מהירות ההתמצאות המולקולרית האיטית. בהשוואה לפוליאסטר רגיל, לסיבי עט יש תכונות מכניות ותרמיות טובות יותר, כגון חוזק גבוה, מודולוס גבוה, עמידות טובה למתיחה וקשיחות גבוהה; עמידות בחום טובה, גודל יציב, לא קל לעיוות, עיכוב בעירה טוב; עמידות כימית טובה ועמידות להידרוליזה; עמידות בפני UV ועמידות להזדקנות.

7. חוט פוליאסטר רטוב ויבש

על ידי שינוי צורת החתך של הסיב, הפער בין הסיבים הבודדים גדל, שטח הפנים הספציפי גדל, והאפקט הנימי משפר מאוד את מוליכות הלחות שלו, כדי ליצור את חוט הפוליאסטר הרטוב והיבש. בד הסיבים יש מוליכות לחות מעולה וביצועי פיזור לחות. הוא מותאם לסיבי כותנה וסיבים אחרים עם ספיגת לחות טובה. עם מבנה ארגוני סביר, ההשפעה טובה יותר. הלבוש יבש, קריר ונוח. הוא מתאים לבגדי ספורט סרוגים, חולצות ארוגות, בדי בגדי קיץ, גרבי פוליאסטר וכו'.

8. סיב פוליאסטר בעל ארבעה ערוצים להסרת לחות גבוהה

Du Pont פיתחה סיבי פוליאסטר מסוג TEFRA - ערוץ עם יכולת ניפוח מעולה. זהו סיב מוליך לחות גבוהה העשוי מסיבים סינתטיים הידרופוביים, שיכולים לנדף זיעה מעור מזיע מאוד אל פני הבד לצורך קירור אידוי. התוצאות הראו שאחוז הסרת הלחות של סיבי כותנה היה 52% ושל סיבי פוליאסטר ארבעה ערוצים היה 95% לאחר 30 דקות. סוג זה של סיבים יעיל במיוחד בבגדי ספורט ובתחתונים תרמיים קלים צבאיים, שיכולים לשמור על העור יבש ונוח, ויש להם פונקציות מצוינות של שימור חום והגנה מפני קור.

9. סיבי מקטע חלול נקבובי פוליאסטר "wellkey"

מטרת הפיתוח של Wellkey היא לקחת זיעה נוזלית כאובייקט להשגת ספיגת זיעה מלאה וייבוש מהיר. Wellkey הוא סיב חלול מפוליאסטר. מפני השטח של הסיב, ישנן נקבוביות רבות החודרות אל החלק החלול. מים נוזליים יכולים לחדור לתוך החלק החלול ממשטח הסיבים. מבנה סיבים זה מכוון לקצב ספיגת המים ולתכולת הלחות המקסימלית. בתהליך הטוויה, ערבב והומס חומר מיוחד ליצירת נקבוביות ליצירת מבנה הסיבים. לסיב ספיגת הזעה מעולה ומאפייני ייבוש מהירים, והוא משמש בעיקר כבד של תחתוניות, גרביונים, בגדי ספורט, חולצות, בגדי אימון, מעילים וביגוד אחר. בנוסף, בשל יתרונותיו של ספיגת מים וייבוש מהיר ועלות ייבוש נמוכה, יש לו גם סיכויי יישום רחבים בתחומים שאינם לובשים ותחומים רפואיים ובריאותיים.

10. סיבי פוליאסטר חלולים קצוצים תלת מימדיים

סיב הקרימפ התלת מימדי המוקדם נוצר על ידי שימוש בשני פולימרים בעלי תכונות התכווצות שונות באמצעות טכנולוגיית ספינינג מרוכבים ותהליך יצירת קירור ספציפי. לאחר הציור, הוא יצר כיווץ טבעי עקב ההבדל בהתכווצות. תהליך ההכנה הנוכחי עשה התקדמות רבה, כלומר, הוא מאמץ את הטכנולוגיה הייחודית המוגנת בפטנט של עיצוב חור ספינר אקסצנטרי, בשילוב עם מערכת קירור א-סימטרית ותהליך ציור ועיצוב תואם לאחר מכן, לסיב המוכן יש דרגת תלתל גבוהה, תלתל טבעי וקבוע. ושימור חום טוב. נכון לעכשיו, הזנים המפותחים כוללים ארבעה חורים, שבעה חורים או אפילו תשעה גורים סיבים חלולים תלת מימדיים מכווצים. סיבים חלולים מכוסים תלת מימדיים נמצאים בשימוש נרחב במילוי וסיבים תרמיים.

איסוף נתונים: אנציקלופדיה צביעה וגימור

מאת: קורס בד חשבון רשמי