بوليستر

المؤسسة

البوليستر عبارة عن ألياف صناعية يتم الحصول عليها من الفحم والهواء والماء والزيت. صُنعت خيوط البوليستر في مركز أبحاث في القرن العشرين، وتتشكل خيوط البوليستر من استجابة اصطناعية بين مادة أكالة وسائل. في هذه الاستجابة، يتحد جسيمان على الأقل لتكوين ذرة ضخمة يتكرر تركيبها طوال طولها. يمكن أن تشكل خيوط البوليستر جسيمات أيونية شديدة الثبات والصلابة.

يُستخدم البوليستر في تجميع العديد من العناصر، بما في ذلك الملابس، والسلع المنزلية، والأنسجة الحديثة، وأشرطة الكمبيوتر والتسجيل، والحماية الكهربائية. يحتوي البوليستر على بعض الظروف المواتية مقارنةً بالأنسجة المعتادة، مثل القطن. فهو لا يحتفظ بالرطوبة، ولكنه يمتص الزيت؛ وهذه الميزة تجعل البوليستر النسيج المثالي لاستخدام المكملات المقاومة للماء والتربة والحرارة. كما أن قلة إسفنجيته المنخفضة تجعله عادةً منيعًا ضد البقع. يمكن إعادة تعبئة ثوب البوليستر مسبقًا في عملية الإكمال، ومن هذه النقطة يقاوم النسيج التقلص ولن يتمدد صدأ. النسيج قابل للصبغ بشكل فعال، ولا يتضرر بالتراكم. خيوط البوليستر النهائية هي غلاف قابل للتطبيق وغير مسبب للحساسية، لذلك يتم استخدام المادة لملء الوسائد والخياطة والملابس الخارجية وأسرة التخييم.

التاريخ

في عام 1926، بدأت شركة E.I. Du Pont de Nemours and Co. ومقرها الولايات المتحدة الأمريكية في إجراء أبحاث على الجسيمات الضخمة بشكل استثنائي والخيوط الاصطناعية. وركزت هذه الدراسة المبكرة، برئاسة و.هـ. كاروثرز، على ما تحرك نحو أن يصبح النايلون، أول ألياف اصطناعية. وقبل مرور فترة طويلة، في الأعوام 1939-1941، قام علماء فيزياء الأبحاث البريطانيون بفحص أفكار دو بونت وقادوا استقصاءهم الخاص في منشآت الأبحاث التابعة لجمعية كاليكو للطباعة المحدودة. وأدى هذا العمل إلى صنع ألياف البوليستر المشار إليها في إنجلترا باسم Terylene.

وفي عام 1946، حصلت شركة دو بونت على امتياز تصنيع ألياف البوليستر هذه في الولايات المتحدة. قامت المنظمة بتوجيه بعض الأعمال التكوينية الإضافية، وعلاوة على ذلك، بدأت في عام 1951 في الإعلان عن الألياف تحت اسم داكرون. خلال السنوات التالية، انتهى الأمر بعدد قليل من المنظمات إلى الحرص على خيوط البوليستر وقدمت أنواعها الخاصة من هذا العنصر لمختلف الاستخدامات. واليوم، هناك نوعان أساسيان من البوليستر، البولي إيثيلين تيريفثاليت (بولي إيثيلين تيريفثاليت) والأكثر من ذلك، بولي 1، 4 سيكلوهيكسيلين ثنائي ميثيلين تيريفثاليت. PET، وهو النوع الأكثر بروزًا، هو مادة لتشكيلة أكثر اتساعًا من الاستخدامات. إنه أكثر ثباتًا من PCDT، ولكن PCDT متعدد الاستخدامات ومرن بشكل تدريجي. يناسب PCDT استخدامات العملاء الأثقل، مثل الستائر وأغطية الأثاث. يمكن استخدام PET بمفرده أو مزجه مع أنسجة مختلفة لصنع ملابس آمنة من التجاعيد وإعادة التلوين وتحافظ على شكلها.

المواد الخام

البوليستر هو مصطلح مادة يمكن تقسيمها إلى بولي, وهو ما يعني الكثير، و إستر, مركب كيميائي عضوي أساسي. وقاعدة التثبيت المستخدمة في إنتاج البوليستر هي الإيثيلين الذي يتم الحصول عليه من النفط. في هذا الإجراء، يكون الإيثيلين هو البوليمر، وهو مربع التركيب الصناعي للبوليستر، ويسمى إجراء الخلط الذي يقدم البوليستر المكتمل بالبلمرة.

التصنيع
الإجراءات

يُصنع البوليستر بواحدة من عدة تقنيات. تعتمد التقنية المستخدمة على الهيكل الذي سيتخذه البوليستر المكتمل. الهياكل الأربعة الأساسية هي الألياف والتيلة والسحب والحشو الليفي. في بنية الألياف، تكون كل خصلة من ألياف البوليستر طويلة بشكل ثابت، مما يوفر نسيجًا ناعمًا ناعم السطح. في بنية التيلة، يتم تقطيع الألياف إلى أطوال قصيرة محددة مسبقًا. في هذا الهيكل يكون البوليستر أسهل في الخلط مع خيوط مختلفة. السحب هو هيكل يتم فيه سحب الألياف الثابتة معًا بحرية. الحشو الليفي هو الهيكل الضخم المستخدم في تجميع البطانيات والوسائد والملابس الخارجية. والهيكلان الأكثر استخدامًا في العادة هما الألياف والخيوط الأساسية.

تجميع خيوط الخيوط الخيطية

البلمرة

• 1 لوضع إطار من البوليستر، يتم أولاً استجابة ثنائي ميثيل تيريفثالات ثنائي الميثيل مع جلايكول الإيثيلين في مشهد قوة دافعة عند درجة حرارة 302-410 درجة فهرنهايت (150-210 درجة مئوية).
• 2 يتم ربط المركب اللاحق، وهو سائل مونومر (جزيء واحد غير قابل لإعادة التجزئة) مع مادة التيريفثاليك المتآكلة ورفعها إلى درجة حرارة 472 درجة فهرنهايت (280 درجة مئوية). يتم طرد البوليستر الذي تم تشكيله مؤخراً، وهو شفاف وسائل، من خلال فتحة لتشكيل شرائط طويلة.

التجفيف

• 3 بعد أن يرتفع البوليستر من البلمرة، يتم ترك الشرائط السائلة الطويلة لتبرد حتى تصبح ضعيفة. يتم تقطيع المادة إلى رقائق صغيرة وتجفيفها بالكامل لمنع التناقضات في التناسق.

دوران السيولة

• 4 يتم تسييل رقائق البوليمر عند درجة حرارة 500-518 درجة فهرنهايت (260-270 درجة مئوية) لتشكيل ترتيب يشبه الشراب. يتم وضع الترتيب في حامل معدني يسمى المغزل ويتم تقييده من خلال فجواته الصغيرة، والتي عادة ما تكون مستديرة، ومع ذلك، قد تكون خماسية الشكل أو أي شكل آخر لإنشاء خيوط استثنائية. ويحدد عدد الفجوات في المغزل حجم الخيوط، حيث تتحد الخيوط الصاعدة لتكوين خيط منفرد.
• 5 في مرحلة التحويل، يمكن إضافة تركيبات اصطناعية مختلفة إلى الإجابة لجعل المادة اللاحقة مقاومة للحريق أو مضادة للكهرباء الساكنة أو أسهل في التلوين.

رسم الألياف

• 6 عندما يرتفع البوليستر من المغزل، يكون البوليستر دقيقًا وممتدًا بشكل فعال إلى أضعاف طوله الفريد. ويؤدي هذا التمدد إلى تمكين ذرات البوليستر التعسفية من التكيف في ترتيب متوازي. ويؤدي ذلك إلى توسيع جودة الألياف واجتهادها وقوتها. وفي هذه المرة، عندما تجف الألياف، تصبح الخيوط قوية وصلبة من الهشاشة.
• 7 قد تختلف الخيوط المسحوبة بشكل لا يصدق من حيث المسافة والطول، ويتوقف ذلك على السمات المطلوبة للمادة المكتملة. بالإضافة إلى ذلك، عندما يتم رسم الخيوط، قد يتم تشطيبها أو تشويهها لصنع خيوط أكثر اعتدالاً أو أكثر حدة.

اللف

• 8 بعد أن يتم سحب خيوط البوليستر، يتم لفها على بكرات ضخمة أو حزم إصابات مستوية، تمهيدًا لنسجها في خيوط.

تجميع الألياف الأساسية

في صنع ألياف البوليستر الأساسية، تكون البلمرة والتجفيف والخراطة المسيلة (المراحل من 1 إلى 4 أعلاه) مكافئة إلى حد كبير في إنتاج خيوط الألياف. ومهما يكن الأمر، ففي عملية الخراطة المسيلة يكون للمغزل فتحات أكثر بكثير عندما يكون العنصر عبارة عن ألياف تيلة. وتسمى مجموعات البوليستر الشبيهة بالحبل التي تتطور باسم السحب.

سحب السحب

• 1 يتم تبريد السحب حديث الشكل على الفور في أوعية تتراكم فيها الخيوط السميكة. يتم تجميع بضعة أطوال من السحب وبعد ذلك يتم سحبها على بكرات دافئة إلى ثلاثة أو عدة أضعاف طولها الفريد.

الطيّ

• 2 ثم يتم بعد ذلك استدامة السحب المسحوب في صناديق الضغط، والتي تعمل على تشغيل الخيوط لتتراكب مثل الأكورديون، بوتيرة تتراوح بين 9-15 تجاعيد لكل بوصة (3-6 لكل سم). يمكّن هذا الإجراء الألياف من التماسك خلال مراحل التجميع اللاحقة.

الإعداد

• 3 بعد تجعيد السحب، يتم تدفئته عند درجة حرارة 212-302 درجة فهرنهايت (100-150 درجة مئوية) لتجفيف الخيوط تماماً وتثبيت الطية. سيتم حتماً سحب بعض الطيات من الخيوط أثناء الإجراءات التالية.

القطع

• 4 بعد ضبط الدفء، يتم تقطيع السحب إلى أطوال أقصر. يتم تقطيع البوليستر المخصص لخلطه مع القطن إلى قطع طولها 1.25-1.50 بوصة (3.2 - 3.8 سم)؛ وبالنسبة لمزيج الحرير الصناعي يتم تقطيعه إلى أطوال 2 بوصة (5 سم). بالنسبة للأنسجة الأثقل، مثل الغطاء, يتم تقطيع ألياف البوليستر إلى أطوال 6 بوصة (15 سم).

المستقبل

بعد أول تجربة في الولايات المتحدة الأمريكية في عام 1951، تحول البوليستر بسرعة إلى أسرع الألياف تطوراً في البلاد. وقد أدى الاعتبار البسيط لنسيج الضغط الدائم إلى جعل نسيج البوليستر المزدوج بارزًا جدًا في أواخر الستينيات. ومهما يكن من أمر، فقد عانى البوليستر من "مشكلة الصورة" منذ ذلك الوقت، وكثيرًا ما كانت الملابس المصنوعة من البوليستر تتعرض للتشويه وحتى السخرية. قد تساعد بعض الأنواع الجديدة من البوليستر التي تم تقديمها في منتصف التسعينيات في تجديد صورة البوليستر. تم التعرف على نوع آخر من ألياف البوليستر، يسمى الألياف الدقيقة، في عام 1991. وهو أكثر ثراءً ومرونة من البوليستر التقليدي، ويصعب التفريق بين نسيج الألياف الدقيقة ونسيج الحرير. فعلى سبيل المثال، صنعت شركة ماري مكفادن لمصممي الملابس، على سبيل المثال، مجموعة من الملابس باستخدام هذا النوع الجديد من البوليستر. يعمل أخصائيو المواد في كلية ولاية كارولينا الشمالية على بناء نوع من البوليستر قد يكون صلبًا مثل كيفلر، وهي مادة فائقة الألياف تستخدم في صناعة سترات واقية لا يمكن اختراقها. يمكن استخدام هذا النوع من البوليستر في النهاية كمواد مركبة للسيارات والطائرات.