پلی‌استر

بنیاد

پلی استر یک الیاف مصنوعی است که از زغال سنگ، هوا، آب و نفت به دست می آید. رشته‌های پلی استر که در یک مرکز تحقیقاتی قرن بیستم ایجاد شده‌اند، از واکنش مصنوعی بین ماده خورنده و مشروب شکل گرفته‌اند. در این پاسخ، حداقل دو ذره به هم می پیوندند تا یک اتم عظیم را بسازند که ساختار آن در تمام طول آن دوباره تکرار می شود. رشته های پلی استر می توانند ذرات بسیار یونی را شکل دهند که واقعاً ثابت و جامد هستند.

پلی استر در مونتاژ اقلام متعددی از جمله پوشاک، کالاهای خانگی، بافت های مدرن، رایانه شخصی و نوارهای ضبط و حفاظت الکتریکی استفاده می شود. پلی استر شرایط مطلوبی نسبت به بافت های معمولی دارد، به عنوان مثال، پنبه. رطوبت را حفظ نمی کند، اما روغن را جذب می کند. این کیفیت باعث می شود پلی استر بافت ایده آلی برای استفاده از قطعات ضد آب، خاک و حرارت باشد. اسفنجی کم آن نیز به طور معمول در برابر لکه ها غیر قابل نفوذ است. لباس پلی استر را می توان در مرحله تکمیل از قبل چروک کرد و از آن نقطه بافت مخالف انقباض است و زنگ زده نمی شود. بافت به طور موثر قابل رنگ شدن است و در اثر تجمع آسیبی نمی بیند. رشته های پلی استر تمام شده یک پوشش مقاوم و بدون حساسیت هستند، بنابراین از این ماده برای پر کردن پدها، دوخت، لباس های بیرونی و تخت خواب استفاده می شود.

تاریخچه

در سال 1926، E.I. مستقر در ایالات متحده. du Pont de Nemours و شرکت تحقیقاتی را در مورد ذرات فوق العاده عظیم و رشته های مصنوعی آغاز کردند. این بررسی اولیه، به سرپرستی W.H. Carothers، بر آنچه که به سمت تبدیل شدن به نایلون، اولین الیاف مصنوعی حرکت کرد، تمرکز کرد. خیلی زود، در سال های 1939-1941، فیزیکدانان پژوهشگر بریتانیایی افکار دوپونت را بررسی کردند و در تاسیسات تحقیقاتی انجمن چاپگرهای کالیکو، با مسئولیت محدود، تحقیقات خود را در مورد آن انجام دادند.

در سال 1946 دو پونت امتیاز ساخت این الیاف پلی استر را در ایالات متحده به دست آورد. این سازمان کارهای سازنده دیگری را هدایت کرد، علاوه بر این، در سال 1951 شروع به تبلیغ فیبر تحت نام داکرون کرد. در طول سال‌های بعد، تعداد کمی از سازمان‌ها به رشته‌های پلی استر علاقه نشان دادند و انواع خود را برای مشاغل مختلف ارائه کردند. امروزه، دو نوع ضروری پلی استر وجود دارد، PET (پلی اتیلن ترفتالات) و بیشتر، PCDT (پلی-1، 4-سیکلوهگزیلن-دی متیلن ترفتالات). PET، گونه‌ای که به طور فزاینده‌ای برجسته است، برای مجموعه گسترده‌تری از مشاغل مهم است. نسبت به PCDT زمینی تر است، با این حال PCDT به تدریج همه کاره و انعطاف پذیر است. PCDT برای مشتریان سنگین‌تر مناسب است، به عنوان مثال، پارچه‌ها و روکش‌های مبلمان. PET را می توان به تنهایی یا مخلوط با بافت های مختلف برای ساخت لباس هایی که دارای چروک و رنگ آمیزی ایمن هستند و شکل خود را حفظ می کنند، استفاده کرد.

مواد خام

پلی استر یک اصطلاح ماده ای است که می توان آن را شکست پلی،, که به معنی بسیاری، و استر،, یک ترکیب شیمیایی آلی ضروری قاعده ای که در تولید پلی استر استفاده می شود اتیلن است که از روغن به دست می آید. در این روش، اتیلن پلیمر، ساختار مصنوعی پلی استر مربع است، و روش ترکیبی که پلی استر تکمیل شده را تحویل می دهد، پلیمریزاسیون نامیده می شود.

تولید
رویه

پلی استر با یکی از چند تکنیک ساخته می شود. نوع مورد استفاده بستگی به ساختاری دارد که پلی استر تکمیل شده خواهد گرفت. چهار ساختار ضروری عبارتند از الیاف، منگنه، یدک کش و فیبرپر. در ساختار الیاف، هر رشته منفرد از الیاف پلی استر طول ثابتی دارد و بافت هایی با سطح صاف ایجاد می کند. در ساختار منگنه، الیاف به طول های کوتاه و از پیش تعیین شده بریده می شوند. در این ساختار پلی استر به راحتی با رشته های مختلف مخلوط می شود. بکسل ساختاری است که در آن الیاف ثابت آزادانه به هم کشیده می شوند. Fiberfill ساختار حجیمی است که در مونتاژ پتوها، کوسن ها و لباس های بیرونی استفاده می شود. دو ساختاری که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند، فیبر و منگنه هستند.

مونتاژ نخ رشته ای

پلیمریزاسیون

• 1 برای قاب پلی استر، دی متیل ترفتالات ابتدا با اتیلن گلیکول در دمای 302-410 درجه فارنهایت (150-210 درجه سانتیگراد) در معرض دید یک انگیزه پاسخ داده می شود.
• 2 ترکیب بعدی، یک لیکور مونومر (مولکول منفرد و بدون بازجوش)، با خورنده ترفتالیک متصل شده و تا دمای 472 درجه فارنهایت (280 درجه سانتیگراد) افزایش می یابد. پلی استر تازه شکل گرفته که شفاف و مایع است از طریق یک دهانه خارج می شود تا نوارهای بلند شکل بگیرد.

خشک کردن

• 3 پس از اینکه پلی استر از پلیمریزاسیون خارج شد، به نوارهای مایع طولانی اجازه داده می شود تا خنک شوند تا ضعیف شوند. این مواد به صورت تراشه های کوچک بریده شده و کاملاً خشک می شوند تا از ناهماهنگی در قوام جلوگیری شود.

تراشکاری مایع

• 4 تراشه های پلیمری در دمای 500-518 درجه فارنهایت (260-270 درجه سانتیگراد) مایع می شوند تا آرایشی شربت مانند شکل دهند. این چیدمان در یک نگهدارنده فلزی به نام اسپینر قرار می گیرد و از طریق شکاف های کوچک آن که معمولاً گرد هستند، محدود می شود، اما ممکن است پنج ضلعی یا شکل دیگری برای ایجاد رشته های استثنایی باشد. تعداد شکاف‌های نخ ریسی، اندازه نخ را تعیین می‌کند، زیرا رشته‌های بالارونده برای قاب کردن یک رشته منفرد متحد می‌شوند.
• 5 در مرحله چرخش، ترکیبات مصنوعی مختلف ممکن است به پاسخ اضافه شود تا مواد بعدی مقاوم در برابر آتش، ضد الکتریسیته ساکن، یا رنگ ساده تر شوند.

کشیدن فیبر

• 6 وقتی پلی استر از نخ ریسی بلند می شود، ظریف است و به طور موثر تا چندین برابر طول منحصر به فرد خود کشیده می شود. گسترش دهنده اتم های پلی استر دلخواه را قادر می سازد تا در یک آرایش موازی تنظیم شوند. این باعث افزایش کیفیت، دقت و استحکام فیبر می شود. این بار، هنگامی که الیاف خشک می شوند، رشته ها قوی و محکم و شکننده می شوند.
• 7 رشته‌های کشیده‌شده ممکن است از نظر فاصله و طول به‌طور باورنکردنی متفاوت باشند، مشروط به ویژگی‌های مورد نظر مواد تکمیل‌شده. علاوه بر این، همانطور که رشته‌ها کشیده می‌شوند، ممکن است برای ایجاد بافت‌های ملایم‌تر یا صاف‌تر، تکمیل یا منقبض شوند.

سیم پیچ

• 8 پس از کشیده شدن نخ پلی استر، آن را روی بوبین های بزرگ یا دسته های آسیب سطحی می پیچند و آماده می شوند تا در مواد بافته شوند.

مونتاژ فیبر منگنه

در ساخت الیاف اصلی پلی استر، پلیمریزاسیون، خشک کردن و تراشکاری حل شونده (مرحله 1-4 بالا) بسیار معادل در تولید نخ الیافی است. به هر حال، در فرآیند چرخش مایع، هنگامی که کالا از الیاف اصلی استفاده می‌کند، اسپینر بازشوهای بیشتری دارد. گروه های طناب مانند پلی استر که ایجاد می شوند یدک کش نامیده می شوند.

بکسل کشیدن

• 1 بکسل تازه شکل بلافاصله در کوزه هایی خنک می شود که رشته های ضخیم را جمع می کنند. چند طول یدک‌کش جمع می‌شود و پس از آن روی غلتک‌های گرم شده به سه یا چند برابر طول منحصربه‌فرد آنها کشیده می‌شود.

پلیسه کردن

• 2 یدک کش کشیده شده سپس در جعبه های فشار نگه داشته می شود، که رشته ها را قادر می سازد تا مانند آکاردئون روی هم قرار گیرند، با سرعت 9-15 چین برای هر اینچ (3-6 برای هر سانتی متر). این روش فیبر را قادر می سازد تا در مراحل بعدی مونتاژ در کنار هم بماند.

تنظیم

• 3 پس از چروک شدن بکسل، آن را در دمای 212-302 درجه فارنهایت (100-150 درجه سانتیگراد) گرم می کنند تا رشته ها کاملاً خشک شوند و پلیسه ثابت شود. برخی از چین‌خوردگی‌ها به‌طور اجتناب‌ناپذیری در طی مراحل زیر از رشته‌ها خارج می‌شوند.

برش

• 4 پس از تنظیم گرما، یدک کش به طول های کوتاه تر بریده می شود. پلی استری که قرار است با پنبه مخلوط شود به قطعات 1.25-1.50 اینچی (3.2-3.8 سانتی متر) بریده می شود. برای مخلوط های ابریشم مصنوعی، طول 2 اینچ (5 سانتی متر) برش داده می شود. برای بافت های سنگین تر، مانند پوشش،, الیاف پلی استر به طول 6 اینچ (15 سانتی متر) بریده می شوند.

آینده

پس از اولین تجربه با ایالات متحده در سال 1951، پلی استر به سرعت به سریع ترین الیاف در حال توسعه کشور تبدیل شد. ملاحظات ساده بافت پرس دائمی باعث شد که در اواخر دهه 1960 دو بافت پلی استر بسیار برجسته شود. به هر حال، پلی استر از آن زمان تاکنون با یک “مشکل تصویری” مواجه بوده است و لباس های ساخته شده از پلی استر اغلب تحقیر شده و حتی مورد تمسخر قرار می گرفتند. چند نوع جدید پلی استر ارائه شده در اواسط دهه 1990 ممکن است به جوانسازی تصویر پلی استر کمک کند. نوع دیگری از الیاف پلی استر، به نام میکروفیبر، در سال 1991 با اپن آشنا شد. بافت های میکروفیبر غنی تر و انعطاف پذیرتر از پلی استر معمولی، به سختی از بافت های ابریشمی متمایز می شوند. برای مثال، طراحان لباس، مری مک فادن، خطی از لباس ها را با استفاده از این نوع جدید پلی استر ساخته اند. متخصصان مواد در کالج ایالتی کارولینای شمالی در حال ساخت نوعی پلی استر هستند که ممکن است به جامد کولار باشد، یک ماده ابرالیافی که برای ساخت جلیقه های غیر قابل نفوذ استفاده می شود. این نوع پلی استر ممکن است در نهایت به عنوان مواد کامپوزیتی برای خودروها و هواپیماها مورد استفاده قرار گیرد.