مقالات

پلی اتیلن ترفتالات (PET )

پلی اتیلن ترفتالات (PET )

پلی اتیلن ترفتالات (PET )

پلی اتیلن ترفتالات  (PET )به دلیل این که مقاومت بالای این بطری ها در برابر شکستگی، دما و نفوذ گازها، دارا بودن وزن کم و ارزان بودن قیمت نسبت به سایر مواد بسته بندی همچون شیشه و فلز، تولید بطری های پلاستیکی از این رزین کاربرد گسترده ای پیدا کرده است.

بازیافت این بطری ها به دلیل بالا بودن حجم این بطری ها نسبت به وزن ، که فضای زیادی را در هنگام حمل و نقل و دفن به خود اختصاص داده اند و تجزیه بسیار طولانی آنه در طبیعت (حدود 300 سال) ، توجه همگان را به خود جلب کرده است
روش تولید پلی اتیلن ترفتالات (PET )
تولید پلی استرها توسط واكنش دو عاملی اسیدها و الكل ها در حضور یك كاتالیست فلزی صورت می گیرد. مرحله پلیمریزاسیون كلیدی به عنوان یك واكنش تغلیظ، كه مولكولها واكنش داده و آب آزاد می شود، شناخته شده است كه این توسط واكنش دوم پلیمریزاسیون كه در فاز جامد رخ می دهد دنبال می شود.

واسطه های كاربردی که در تولید  PET مورد استفاده قرار می گیرد، ترفتالیك اسید خالص و اتیلن گلیكول می باشند كه این دو از مشتقات نفت خام هستند. اولین محصولی که در زمان حرارت دادن مواد با یكدیگر، تولید می شود منومر بیس هیدروكسی اتیل ترفتالات   است  كه با پلیمرهای با وزن مولكولی پایین مخلوط شده  که با آن  الیگومر  می گویند سپس مخلوط واكنش داده و اتیلن گلایكول مازاد به صورت تقطیری خارج و PETتشكیل می شود.

و سپس PETدر این مرحله به صورت یك مایع ویسكوز مذاب در آمده است  كه سپس با فشار خارج شده و توسط آب خنك شده و به فرم مواد بی شكل شیشه ای در می آید.

گاهی PET بر مبنای دی متیل استر از فتالیك اسید نیز تولید میشود. PET با وزن مولكولی بالا توسط مرحله دوم پلیمریزاسیون به صورت جامد در دمای پایین تولید می شود.

این روش باعث از بین رفتن تمام ناخالصی های فرار نظیر استالدهید ، گلیكول آزاد و آب میشود. در تهیه PET رسیدن به وزن مولكولی بالا برای ایجاد خصوصیات میكانیكی ، سختی و مقاومت خزشی ضروری است تا انعطاف كافی در برابر شكستن داشته باشد.

خالص سازی پلیمر تشكیل شده خیلی مشكل می باشد به همین دلیل مواد اولیه رمز دستیابی به كیفیت بالای پلیمر برای بسته بندی مواد غذایی است. اتیلن گلایكول به راحتی توسط تقطیر خلاء و اسید توسط تكرار بلورینگی از حلال خالص سازی می شود.چنین موادی با خلوص و وزن مولكولی بالا برای بسته بندی كاربردی مواد غذایی لازم اند.

كاتالیزورها در غلظت های خیلی كم به منظور توسعه واكنشها و تضمین كاربری اقتصادی استفاده می شوند. عمومی ترین كاتالیزور تری اكسید آنتیمونی است اما نمك های از تیتانیوم ، ژرمنیوم، كبالت، منگنز، منیزیم و روی هم گاهی استفاده می شود که مقدار ناچیزی از آن در درون قالب پلیمر یا در خود زنجیره پلیمر باقی می ماند.

PET به عنوان یك پلیمر semi – crystalline طبقه بندی شده و زمانیكه حرارت داده می شود در دمای بالاتر از 72C از حالت سخت شیشه ای به فرم الاستیكی تغیر پیدا می كند.زمانیكه زنجیره های مولكولی پلیمر كشیده شده و در یك راستا قرار می گیرند به فرم رشته ها و یا در دو جهت به شكل فیلم ها و ورقه ها در می آیند.

اگر مواد مذاب سریعا سرد شوند در حالیكه همچنان در حالت كشش نگه داشته شوند.زنجیره ها به صورت جهت دار منجمد شده و سالم باقی می مانند. قرار گرفتن در حالت كشش باعث بروز خصوصیت استحكام می شود. ( خصوصیاتی كه در بطری های PET مشاهده می شود. )

اگر PETدر فرم كشیده شده در دمای 72C نگه داشته شود و به آهستگی بلورینه شود مواد رو به مات شدن میل میكنند ،در نتیجه سختی بیشتر و انعطاف كمتر حاصل میشود.(بعدها آن به عنوان crystalline PET شناخته شد) این فرم قادر است دماهای بالاتر را تحمل كند ومی تواند در تولید سینی و ظروف با تحمل درجه حرارت ملایم گاز استفاده شود. این تكنیك heat setting می باشد كه اغلب خصوصیت مقاومت شستشو و چروك منسوجات پلی استر را بهبود می بخشند.

 

اصلاح ما بین هر یك از این فرم ها یك محدوده وسیع از محصولات متفاوت را تولید می كند كه تمام گونه ها از همان فرمول شیمیایی اصلی PET اند.
کاربرد ها و خواص PET
امروزه از ترکیب اتیلن گلیکول با اسید ترفتالیک با کمک گرما و کاتالیزور PET  از بدست می آید که پلیمری خطی و مقاوم در برابر حلال ها است.خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه، PETمانند استحکام مکانیکی بالا استحکام اتصالات ، شفافیت ، وزن سبک ، بی خطر بودن آن از نظر سمیت و نفوذ ناپذیری در برابرco 2 سبب شده است که به طور گسترده ای در ساخت فیلمهای عکاسی ، بطری های نوشیدنی ، و الیاف به کار رود .

همچنین در تهیه الیاف پیوسته BCF و نخ صنعتی و Staple ، POY منسوجات و پوشاک کاربرد دارد . به علت اثر نداشتن PET در مزه و پایداری در برابر گرما به عنوان بسته بندی مواد غذایی نیز استفاده می شود.
پلی اتیلن ترفتالات (PET )