โพลีเอสเตอร์และโพลีเอสเตอร์

โพลีเอสเตอร์มักจะหมายถึงสารประกอบโมเลกุลสูงที่ได้จากการควบแน่นของกรด dibasic และแอลกอฮอล์ dibasic และการเชื่อมโยงโซ่พื้นฐานของมันเชื่อมต่อกันด้วยพันธะเอสเทอร์ มีเส้นใยโพลีเอสเตอร์หลายชนิด เช่น เส้นใยโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) เส้นใยโพลีบิวทิลีนเทเรฟทาเลต (PBT) เส้นใยโพลีโพรพีลีนเทเรฟทาเลต (PPT) เป็นต้น ในหมู่เส้นใยเหล่านั้น เส้นใยที่มีปริมาณโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลตมากกว่า 85% เป็นเส้นใยหลัก และโดยทั่วไปน้ำหนักโมเลกุลจะถูกควบคุมระหว่าง 18,000 ถึง 25,000 โครงสร้างโมเลกุลหลักมีดังนี้:

1. เส้นใยโพลีเอสเตอร์ (PET)

การวิจัยเกี่ยวกับโพลีเอสเตอร์เริ่มขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 1930 มันถูกคิดค้นโดยชาวอังกฤษ เช่น วินฟิลด์และดิกสัน ในปี พ.ศ. 2492 ได้มีการพัฒนาอุตสาหกรรมในอังกฤษ และในปี พ.ศ. 2496 ในสหรัฐอเมริกา เป็นผลิตภัณฑ์จากเส้นใยสังเคราะห์หลากหลายพันธุ์ที่พัฒนาช้าแต่พัฒนาอย่างรวดเร็ว

น้ำหนักโมเลกุลของโพลีเอสเตอร์อยู่ที่ 18,000 ~ 25,000 และระดับการเกิดพอลิเมอไรเซชันคือ 100 ~ 140 โมเลกุลขนาดใหญ่มีโครงสร้างทางเคมีที่สมมาตร ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม โมเลกุลขนาดใหญ่จะก่อตัวเป็นผลึกได้ง่ายและมีโครงสร้างเส้นใยที่มีขนาดกะทัดรัด โมเลกุลขนาดใหญ่ของโพลีเอสเตอร์ประกอบด้วยวงแหวนเบนซีน ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีความแข็ง ในเวลาเดียวกันยังมีโซ่อะลิฟาติกไฮโดรคาร์บอนทำให้โมเลกุลมีความยืดหยุ่น ไม่มีกลุ่มขั้วอื่นในโมเลกุลขนาดใหญ่ยกเว้นกลุ่มไฮดรอกซิลที่เลิกแอลกอฮอล์สองกลุ่ม เมื่อมีปริมาณเอสเทอร์สูง การไฮโดรไลซิสและการแตกร้าวด้วยความร้อนจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูง โพลีเอสเตอร์เป็นผ้าปั่นละลาย หน้าตัดเป็นรูปทรงกลม ทิศทางตามยาวคือแท่งแก้ว และมีความหนาแน่น 1.38 ~ 1.40g/cm3

ในประเทศจีน เส้นใยที่มีปริมาณโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลตมากกว่า 85% เรียกว่าโพลีเอสเตอร์ หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า "Dacron" มีชื่อสินค้าต่างประเทศมากมาย เช่น "Dacron" ในสหรัฐอเมริกา, "tetoron" ในญี่ปุ่น, "terlenka" ในสหราชอาณาจักร และ "lavsan" ในอดีตสหภาพโซเวียต

2. เส้นใยโพลีเอสเตอร์ย้อมประจุบวก (CDP)

โพลีเอสเตอร์ดัดแปลง (CDP) สามารถย้อมด้วยสีย้อมประจุบวกได้โดยการแนะนำกลุ่มที่เป็นกรดซึ่งสามารถจับสีย้อมประจุบวกเข้ากับสายโซ่โมเลกุล PET CDP ได้รับการพัฒนาครั้งแรกโดยบริษัท American DuPont ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 20 ผลผลิตคิดเป็น 1/6 ของผลผลิตเส้นใย PET ทั้งหมด พันธุ์ทั่วไป ได้แก่ dacron t64, dacron T65 เป็นต้น CDP ไม่เพียงแต่มีประสิทธิภาพการย้อมที่ดีเท่านั้น แต่ยังสามารถย้อมได้ในอ่างเดียวกันด้วยเส้นใยธรรมชาติ เช่น ขนสัตว์ ซึ่งสะดวกสำหรับกระบวนการย้อมผ้าผสมที่ง่ายขึ้น หากผสมและทอเข้ากับโพลีเอสเตอร์ธรรมดา ก็สามารถสร้างเอฟเฟกต์สีที่แตกต่างกันในอ่างเดียวกันได้ ซึ่งทำให้สีของเนื้อผ้าดีขึ้นอย่างมาก ดังนั้น CDP จึงกลายเป็นโพลีเอสเตอร์ดัดแปลงที่มีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว CDP ส่วนใหญ่เตรียมโดยการเติมมอนอเมอร์ตัวที่สามหรือสี่ เช่น โซเดียมไดเมทิลไอโซทาเลตซัลโฟเนต (SIPM) ลงในสายโซ่โมเลกุลขนาดใหญ่ของสัตว์เลี้ยงโดยโคพอลิเมอร์ไรเซชันและโคพอลิเมอร์ไรเซชันกราฟต์ เมื่อเติมกลุ่มกรดซัลโฟนิกที่มีประจุลบลงในสายโซ่โมเลกุล CDP เมื่อทำการย้อม ไอออนของโลหะบนกลุ่มกรดซัลโฟนิกจะแลกเปลี่ยนกับแคตไอออนในสีย้อม ดังนั้นไอออนของสีย้อมจะถูกจับจ้องไปที่สายโซ่โมเลกุลขนาดใหญ่ของ CDP เกลือที่เกิดจากการย้อมสีจะถูกกำจัดออกไปอย่างต่อเนื่องในสารละลายที่เป็นน้ำ และปฏิกิริยาจะดำเนินต่อไป ในที่สุดก็จะบรรลุผลการย้อมสี

กระบวนการผลิต CDP คล้ายคลึงกับกระบวนการผลิตของสัตว์เลี้ยง ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นแบบต่อเนื่องและไม่ต่อเนื่อง เนื่องจากแหล่งวัตถุดิบที่แตกต่างกัน CDP จึงสามารถแบ่งออกเป็นเส้นทาง DMT และเส้นทาง PTA CDP ทำลายโครงสร้างเดิมของเส้นใยเนื่องจากมีการเพิ่มกลุ่มใหม่ในสายโซ่โมเลกุลขนาดใหญ่ ซึ่งจะช่วยลดจุดหลอมเหลว อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว และความตกผลึกของเส้นใย ในบริเวณอสัณฐาน พื้นที่ระหว่างโมเลกุลจะเพิ่มขึ้น ซึ่งเอื้อต่อให้โมเลกุลของสีย้อมเจาะเข้าไปในเส้นใย ความแข็งแรงของ CDP ต่ำกว่าโพลีเอสเตอร์ทั่วไป แต่คุณสมบัติป้องกันการขุยของเนื้อผ้าได้รับการปรับปรุง และด้ามจับก็นุ่มและอวบอิ่ม สามารถใช้ทำผลิตภัณฑ์คล้ายขนสัตว์คุณภาพสูงได้ การย้อม CDP ทั่วไปยังคงต้องใช้อุณหภูมิสูง (120 ~ 140 ℃) และแรงดันสูงหรืออยู่ภายใต้เงื่อนไขของการเพิ่มตัวพา เพื่อให้มีคุณสมบัติในการย้อมที่ดีขึ้น ดังนั้นในการเลือกสีย้อมต้องสังเกตว่าสีย้อมที่เลือกจะต้องมีความเสถียรทางความร้อนที่ดีกว่า

3. เส้นใยโพลีเอสเตอร์ย้อมได้ที่อุณหภูมิห้องและความดันบรรยากาศ (ECDP)

โพลีเอสเตอร์ ECDP ที่ย้อมได้ที่อุณหภูมิและความดันปกติสามารถเตรียมได้โดยการเติมโมโนเมอร์ตัวที่สี่จำนวนเล็กน้อยในกระบวนการโพลีเมอไรเซชันของสัตว์เลี้ยงธรรมดา สาเหตุหลักมาจากการนำส่วนของโซ่ที่มีความยืดหยุ่นโพลีเอทิลีนไกลคอลเข้าไปในห่วงโซ่โมเลกุลขนาดใหญ่ของสัตว์เลี้ยง ซึ่งทำให้โครงสร้างโมเลกุลของเส้นใยหลวมมากขึ้นและบริเวณอสัณฐานมีขนาดใหญ่ขึ้น ซึ่งเอื้อต่อการป้อนสีย้อมประจุบวกเข้าไปในเส้นใยและการผสมผสานมากขึ้น มีหมู่กรดซัลโฟนิกมากขึ้น ดังนั้นจึงสามารถย้อมได้ภายใต้สภาวะการย้อมด้วยแรงดันปกติ เส้นใย ECDP ให้สัมผัสที่นุ่มนวลกว่าและสวมใส่ได้ดีกว่าเส้นใย CDP และ PET อย่างไรก็ตาม เนื่องจากพลังงานพันธะต่ำของเซ็กเมนต์โพลีเอทิลีนไกลคอลโมโนเมอร์ที่สี่ ความคงตัวทางความร้อนของเส้นใย ECDP จะลดลง และการสูญเสียความแข็งแรงของเส้นใย ECDP มากกว่า 30% ที่อุณหภูมิรีดผ้า 180 ℃ ดังนั้นควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับผ้าที่ทำจากเส้นใย ECDP ในขั้นตอนหลังการซัก การซัก และการรีดผ้า

4.ปตท.ไฟเบอร์

เส้นใยปตท. เป็นตัวย่อของเส้นใยโพรพิลีนเทเรฟทาเลต ในต่างประเทศบางคนเรียก ปตท. ว่าเป็นเส้นใยขนาดใหญ่แห่งศตวรรษที่ 21 และมีชื่อทางการค้าว่า “Corterra”

ปตท. สัตว์เลี้ยง และ PBT อยู่ในตระกูลโพลีเอสเตอร์และมีคุณสมบัติคล้ายคลึงกัน เส้นใย ปตท. มีลักษณะเป็นทั้งโพลีเอสเตอร์และไนลอน ซักและแห้งได้ง่ายพอๆ กับโพลีเอสเตอร์ มีความยืดหยุ่นคืนตัวและต้านทานรอยยับได้ดี ทนทานต่อมลภาวะ ทนทานต่อแสง และให้ความรู้สึกสบายมือ มีประสิทธิภาพการย้อมที่ดีกว่าโพลีเอสเตอร์ และสามารถย้อมได้ภายใต้แรงดันปกติ ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน การแทรกซึมของสีย้อมไปยังเส้นใยปตท. จะสูงกว่าสัตว์เลี้ยง และการย้อมสีจะสม่ำเสมอและความคงทนของสีดี เมื่อเปรียบเทียบกับไนลอน เส้นใยของ ปตท. ยังมีความต้านทานการสึกหรอและการคืนตัวของแรงดึงได้ดีกว่า และมีความยืดหยุ่นสูงและมีความฟูที่ดี ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับทำพรมและวัสดุอื่น ๆ มากกว่า

5. ไฟเบอร์ PBT

เส้นใย PBT เป็นตัวย่อของเส้นใยโพลีบิวทิลีนเทเรฟทาเลต เส้นใย PBT ทำจากไดเมทิลเทเรฟทาเลต (DMT) หรือกรดเทเรฟทาลิก (TPA) ซึ่งเป็นวัตถุดิบหลักของโพลีเอสเตอร์ และ 1,4 – บิวเทนไดออล เส้นใย PBT ถูกเตรียมโดยการปั่น DMT และ 1,4 – บิวเทนไดออลที่อุณหภูมิสูงและสุญญากาศ โดยใช้ไทเทเนียมอินทรีย์หรือสารประกอบดีบุกและเตตราบิวทิลไททาเนตเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เทคโนโลยีโพลีเมอไรเซชัน การปั่นด้าย หลังการประมวลผล และอุปกรณ์ของเส้นใย PBT นั้นโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับของโพลีเอสเตอร์

เส้นใย PBT มีลักษณะเช่นเดียวกับเส้นใยโพลีเอสเตอร์ เช่น แข็งแรง ซักง่าย แห้งเร็ว ขนาดคงที่ คงรูปทรงได้ดี เป็นต้น สิ่งสำคัญที่สุดคือส่วนที่ยืดหยุ่นของสายโซ่โมเลกุลขนาดใหญ่นั้นยาวจึงแตกหักและ ยืดได้ มีความยืดหยุ่นดี มีการเปลี่ยนแปลงความยืดหยุ่นเล็กน้อยหลังการให้ความร้อน และให้ความรู้สึกนุ่ม ข้อดีอีกประการหนึ่งของเส้นใย PBT ก็คือความสามารถในการย้อมได้ดีกว่าเส้นใยโพลีเอสเตอร์ ผ้า PBT สามารถย้อมด้วยสีย้อมกระจายภายใต้สภาวะการย้อมแบบเดือดที่ความดันบรรยากาศ นอกจากนี้เส้นใย PBT ยังมีความทนทานต่อความชรา ทนต่อสารเคมี และทนความร้อนได้ดี เส้นใย PBT ใช้กันอย่างแพร่หลายในพลาสติกวิศวกรรม เปลือกเครื่องใช้ในครัวเรือน และชิ้นส่วนเครื่องจักร

6. ปากกาไฟเบอร์

เส้นใยปากกาเป็นตัวย่อของเส้นใยโพลีเอทิลีนแนฟทาเลต เช่นเดียวกับโพลีเอสเตอร์ เส้นใยปากกาเป็นวัสดุโพลีเอสเตอร์เทอร์โมพลาสติกกึ่งผลึก ซึ่งเปิดตัวครั้งแรกโดยบริษัท KASA ของสหรัฐอเมริกา กระบวนการผลิตของมันคือผ่านทรานส์เอสเตริฟิเคชันของไดเมทิล 2,6 - แนฟทาลีนไดคาร์บอกซีเลต (NDC) และเอทิลีนไกลคอล (เช่น) จากนั้นจึงทำการควบแน่น อีกวิธีหนึ่งคือเอสเทอริฟิเคชันโดยตรงของกรดแนฟทาลีนไดคาร์บอกซิลิก (NDCA) 2,6 และเอทิลีนไกลคอล (เช่น) จากนั้นจึงเกิดควบแน่น สามารถปรับปรุงความเสถียรทางความร้อนของปากกาได้โดยการเติมสารประกอบจำนวนเล็กน้อยที่มีเอมีนอินทรีย์และฟอสฟอรัสอินทรีย์

กระบวนการปั่นเส้นใยปากกานั้นคล้ายคลึงกับกระบวนการปั่นเส้นใยโพลีเอสเตอร์ ผังกระบวนการคือ: การอบแห้งชิป → การปั่นด้วยความเร็วสูง → การร่าง เนื่องจากอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วของเส้นใยปากกาสูงกว่าเส้นใยโพลีเอสเตอร์ กระบวนการร่างจึงควรเปลี่ยนแปลงตามไปด้วย ควรใช้การร่างแบบหลายรอบและควรเพิ่มอุณหภูมิการร่างเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบต่อคุณภาพของเส้นใยเนื่องจากความเร็วในการวางแนวโมเลกุลที่ช้า เมื่อเปรียบเทียบกับโพลีเอสเตอร์ทั่วไป เส้นใยปากกามีคุณสมบัติทางกลและทางความร้อนที่ดีกว่า เช่น มีความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง ทนต่อแรงดึงได้ดี และมีความแข็งแกร่งสูง ทนความร้อนได้ดี ขนาดคงที่ ไม่เสียรูปง่าย สารหน่วงไฟที่ดี ทนต่อสารเคมีที่ดีและทนต่อการไฮโดรไลซิส ทนต่อรังสียูวีและต้านทานความชรา

7. เส้นใยโพลีเอสเตอร์เปียกและแห้ง

โดยการเปลี่ยนรูปร่างหน้าตัดของเส้นใย ช่องว่างระหว่างเส้นใยเดี่ยวจะเพิ่มขึ้น พื้นที่ผิวจำเพาะจะเพิ่มขึ้น และผลกระทบของเส้นเลือดฝอยช่วยเพิ่มการนำความชื้นได้อย่างมาก เพื่อทำให้เส้นใยโพลีเอสเตอร์เปียกและแห้ง ผ้าใยมีคุณสมบัติการนำความชื้นและการกระจายความชื้นที่ดีเยี่ยม จับคู่กับเส้นใยฝ้ายและเส้นใยอื่นๆ ที่มีการดูดซับความชื้นได้ดี ด้วยโครงสร้างองค์กรที่สมเหตุสมผล ผลที่ได้ก็จะดีขึ้น เสื้อผ้าต้องแห้ง เย็นสบาย เหมาะสำหรับชุดกีฬาถัก เสื้อทอ เสื้อผ้าฤดูร้อน ถุงน่องโพลีเอสเตอร์ ฯลฯ

8. เส้นใยโพลีเอสเตอร์สี่ช่องลดความชื้นสูง

Du Pont ได้พัฒนาเส้นใยโพลีเอสเตอร์แบบช่อง TEFRA ที่มีความสามารถในการดูดซับที่ดีเยี่ยม เป็นเส้นใยนำความชื้นสูงที่ทำจากเส้นใยสังเคราะห์ที่ไม่ชอบน้ำ ซึ่งสามารถดูดซับเหงื่อจากผิวหนังที่มีเหงื่อออกมากไปยังพื้นผิวผ้าเพื่อทำความเย็นแบบระเหย ผลการวิจัยพบว่าเปอร์เซ็นต์การกำจัดความชื้นของเส้นใยฝ้ายอยู่ที่ 52% และเส้นใยโพลีเอสเตอร์สี่ช่องคือ 95% หลังจากผ่านไป 30 นาที เส้นใยชนิดนี้มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งในชุดกีฬาและชุดชั้นในระบายความร้อนน้ำหนักเบาของทหาร ซึ่งสามารถทำให้ผิวแห้งและสบาย และมีการเก็บรักษาความร้อนที่ดีเยี่ยมและฟังก์ชั่นป้องกันความเย็น

9. เส้นใยโพลีเอสเตอร์แบบกลวงที่มีรูพรุน “wellkey”

วัตถุประสงค์ในการพัฒนาของ Wellkey คือการใช้เหงื่อที่เป็นของเหลวเป็นวัตถุเพื่อให้ดูดซับเหงื่อได้อย่างสมบูรณ์และแห้งเร็ว Wellkey เป็นเส้นใยโพลีเอสเตอร์ชนิดกลวง จากพื้นผิวของเส้นใยจะมีรูพรุนจำนวนมากทะลุเข้าไปในส่วนที่กลวง น้ำที่เป็นของเหลวสามารถแทรกซึมเข้าไปในส่วนที่กลวงจากพื้นผิวของเส้นใยได้ โครงสร้างเส้นใยนี้มีจุดมุ่งหมายที่อัตราการดูดซึมน้ำและความชื้นสูงสุด ในกระบวนการปั่นหมาด สารพิเศษที่สร้างรูพรุนจะถูกผสมและละลายเพื่อสร้างโครงสร้างเส้นใย เส้นใยมีคุณสมบัติดูดซับเหงื่อได้ดีเยี่ยมและแห้งเร็ว โดยส่วนใหญ่ใช้เป็นผ้าสำหรับกระโปรงชั้นใน กางเกงรัดรูป ชุดกีฬา เสื้อเชิ้ต ชุดฝึกซ้อม เสื้อโค้ท และเสื้อผ้าอื่นๆ นอกจากนี้ เนื่องจากข้อดีของการดูดซึมน้ำ การแห้งเร็ว และต้นทุนการแห้งต่ำ จึงมีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างขวางในสาขาที่ไม่สวมใส่ และสาขาการแพทย์และสุขภาพ

10. เส้นใยโพลีเอสเตอร์กลวงแบบจีบสามมิติ

เส้นใยจีบสามมิติในยุคแรกถูกสร้างขึ้นโดยใช้โพลีเมอร์สองตัวที่มีคุณสมบัติการหดตัวที่แตกต่างกันผ่านเทคโนโลยีการปั่นแบบคอมโพสิตและกระบวนการขึ้นรูปเย็นโดยเฉพาะ หลังจากวาดแล้ว จะเกิดรอยจีบตามธรรมชาติเนื่องจากการหดตัวที่แตกต่างกัน กระบวนการเตรียมการในปัจจุบันมีความก้าวหน้าอย่างมาก กล่าวคือ ใช้เทคโนโลยีที่ได้รับการจดสิทธิบัตรเฉพาะของการออกแบบรูสปินเนอร์ประหลาด รวมกับระบบระบายความร้อนในการขึ้นรูปแบบไม่สมมาตรและกระบวนการวาดและขึ้นรูปที่สอดคล้องกันตามมา เส้นใยที่เตรียมไว้มีระดับความโค้งงอสูง ความโค้งงอตามธรรมชาติและถาวร และกักเก็บความอบอุ่นได้ดี ในปัจจุบัน พันธุ์ที่พัฒนาแล้วประกอบด้วยเส้นใยกลวงแบบจีบสามมิติแบบสี่รู เจ็ดรู หรือแม้กระทั่งเก้ารู เส้นใยกลวงแบบจีบสามมิติถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการบรรจุและฟิลด์เส้นใยความร้อน

การรวบรวมข้อมูล: สารานุกรมการย้อมและการตกแต่งขั้นสุดท้าย

จาก: หลักสูตรบัญชีผ้าอย่างเป็นทางการ