يتم إنتاج أكثر من 60 مليون طن متري من البوليستر كل عام، وتبدأ كل حبلا وكل زجاجة وكل فيلم تقريبًا بنفس الطريقة - ككريات صغيرة شفافة تسمى رقائق البوليستر. هذه الحبيبات هي لبنة بناء عالم البوليستر، وتحمل التوقيع الكيميائي الذي يحدد ما إذا كان الخيط يصبغ بعمق، أو الزجاجة تتحمل الضغط، أو الفيلم يتمدد دون تمزق.
شريحة بوليستر هي في الأساس رقائق أو حبيبات من مادة البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET). اللزوجة الجوهرية (IV)، ومجموعات نهاية الكربوكسيل، ومحتوى ثنائي إيثيلين جلايكول، والبلورة، كلها تعود إلى الشريحة. أخطأ في فهم الشريحة وتتحول المعالجة النهائية إلى مشكلة مكلفة للغاية.
رقائق البوليستر عبارة عن كريات صلبة شبه بلورية يتم إنتاجها عن طريق بلمرة حمض التريفثاليك المنقى (PTA) مع أحادي إيثيلين جلايكول (MEG). ينتج عن تفاعل طور الذوبان المستمر أو الدفعي بوليمر غير متبلور يتم بثقه وتبريده وتقطيعه إلى حبيبات موحدة - حجمها عادةً 2-4 مم. يتم بعد ذلك تجفيف هذه الرقائق وإدخالها في العمليات النهائية مثل غزل الذوبان أو التشكيل بالنفخ أو التمدد بالحقن أو بثق الفيلم.
يتم التعبير عن الوزن الجزيئي للبوليمر باللزوجة الجوهرية (IV، مقاسة بـ dL/g). ويعني المستوى الرابع الأعلى سلاسل بوليمر أطول، وهو ما يترجم إلى قوة ذوبان أعلى، ومثابرة أفضل، ووضوح أفضل في كثير من الأحيان في راتنج الزجاجة. قد تعمل شريحة من فئة النسيج عند مستوى IV يتراوح بين 0.62 و0.68، في حين أن قالب زجاجة المياه يتطلب شيئًا أقرب إلى 0.80. الرقاقة ليست مجرد مادة خام؛ إنها مواصفات.
ليست كل رقائق البوليستر قابلة للتبديل. يتم ضبط مورفولوجيتها، ونظام المحفز، والمواد المضافة، والرابع لتحقيق نتائج محددة. تنقسم العائلات إلى ثلاث مجموعات واسعة - عادية، ومعاد تدويرها، ومتخصصة - مع عشرات الأصناف الفرعية تحت كل منها.
تشكل الرقائق العادية أو القياسية الجزء الأكبر من السوق. يتم إنتاجها من PTA وMEG البكر باستخدام محفزات أساسها الأنتيمون ويمكن تقسيمها بالبريق:
مجموعة فرعية من الرقائق العادية هي رقائق النسيج المُعاد تدويرها (TBR)، والتي تمزج بين إعادة الطحن بعد الاستهلاك والمواد الخام. لإلقاء نظرة كاملة على النطاق القياسي، استكشف رقائق البوليستر العادية .
يتم تصنيع رقائق البوليستر المعاد تدويرها عن طريق طحن وغسل وإعادة بثق زجاجات PET بعد الاستهلاك أو نفايات ما بعد الصناعة. عملية إعادة التدوير الميكانيكية تقلل حتما من IV؛ قد تكون شريحة الزجاجة الأصلية 0.80، لكن الرقائق المعاد تدويرها غالبًا ما تنخفض إلى 0.72-0.76. يمكن لبلمرة الحالة الصلبة (SSP) إعادة بناء الوريد، إلا أن إدارة مجموعات نهاية الكربوكسيل والاصفرار تظل معركة يومية. ومع ذلك، فإن الرقاقة المُعاد تدويرها والمعالجة جيدًا تقلل من البصمة الكربونية بنسبة تصل إلى 50% مقارنةً بالمواد الخام. التفاصيل حول المواد الأولية المستدامة موجودة رقائق البوليستر المعاد تدويرها .
تشتمل هذه الرقائق على مونومر سلفونات - عادةً سلفويسوفثالات الصوديوم - الذي يفتح مواقع الصبغ للأصباغ الأساسية (الكاتيونية). النتيجة: ظلال عميقة ورائعة عند غليان الغلاف الجوي بدون حاملات، وهو أمر بالغ الأهمية لمزيج القطن والبوليستر والملابس الرياضية ذات الموضة الراقية. تتطلب رقائق الأقراص المضغوطة تحكمًا أكثر صرامة في ثنائي إيثيلين جلايكول والرابع لأن المونومر الأيوني يمكنه تسريع التدهور الحراري أثناء الدوران.
درجات التخصص تتجاوز الوصفات القياسية. تدخل رقائق High-IV (0.90-1.20) في الخيوط الصناعية وأسلاك الإطارات؛ رقائق IV منخفضة (0.48-0.55) تغذي تطبيقات الأصبغة والطلاء. تشمل الأمثلة المتخصصة الأخرى الرقائق المقاومة للهب (القائمة على الفوسفور)، والرقائق الخالية من الأنتيمون لملامسة الطعام، والرقائق غير اللامعة، والرقائق منخفضة الذوبان للربط غير المنسوج. الحزم المضافة الخاصة تعني أن كل درجة تعيش في صومعة خاصة بها. مجموعة واسعة متاحة تحت رقائق البوليستر الخاصة .
تبدأ العملية بملاط من PTA وMEG — ممزوجًا بنسبة مولية حوالي 1:1.15 — يدخل مفاعل الأسترة المستمر. تؤدي درجات الحرارة التي تتراوح بين 260 إلى 280 درجة مئوية إلى طرد الماء وتكوين ثنائي (2-هيدروكسي إيثيل) تيريفثاليت (BHET) وأوليجومراته. يقوم المصهور بعد ذلك بتغذية قطار التكثيف المتعدد، حيث يقوم الفراغ ومساحة السطح العالية بإزالة جلايكول الإثيلين، مما يدفع التفاعل إلى الهدف IV.
بالنسبة لتطبيقات الزجاجة والتطبيقات ذات المستوى الرابع العالي، تخضع الرقائق غير المتبلورة لبلمرة الحالة الصلبة (SSP). في ظل الفراغ والتقلب المستمر، يتم تسخين الرقائق إلى ما دون نقطة انصهارها مباشرة، مما يؤدي إلى تمديد السلسلة دون ذوبان. يمكن لـ SSP رفع اللزوجة الجوهرية بمقدار 0.15-0.25 ديسيلتر / جم مع خفض مستويات الأسيتالديهيد والأوليجومر إلى مواصفات ملامسة الطعام.
يعد اختيار شريحة البوليستر بمثابة تحسين متعدد المتغيرات. ال اللزوجة الجوهرية يتحكم في لزوجة الذوبان والقوة النهائية: منخفضة جدًا، وتنكسر الخيوط عند جوديت؛ مرتفع جدًا، ويؤدي إلى ارتفاع ضغط الطارد. ال نقطة الانصهار (عادة 245-265 درجة مئوية) يتحول مع محتوى البوليمر المشترك؛ تذوب رقائق الأقراص المضغوطة إلى درجة أقل، في حين تهدف رقائق الزجاجات إلى 253-256 درجة مئوية. مجموعات نهاية الكربوكسيل (CEG) أعلى من 30 ميجا مكافئ / كجم يسرع التحلل المائي في البيئات الحارة والرطبة. ثنائي إيثيلين جلايكول (DEG) يؤثر المحتوى، وهو منتج ثانوي طبيعي، على امتصاص الصبغة والثبات الحراري - الحدود القياسية هي 0.7-1.5%. اللون وتقاس بقيم L* وb* وتعكس التاريخ الحراري؛ من المتوقع أن يكون b* أقل من 2.0 بالنسبة للرقاقة الساطعة.
| التطبيق | الرابع (ديسيلتر / ز) | نقطة الانصهار (درجة مئوية) | درجة (٪) | تيو₂ (%) |
|---|---|---|---|---|
| خيوط النسيج (POY) | 0.62-0.68 | 256-260 | 0.7-1.2 | 0.3 (SD) |
| الألياف الأساسية | 0.58-0.64 | 256-260 | 0.8-1.3 | 0.4-0.5 (SD) |
| راتنج الزجاجة | 0.78-0.85 | 248-253 | 0.9-1.5 | 0 |
| فيلم بوبت | 0.60-0.65 | 255-262 | 0.7-1.1 | 0 أو منخفض |
اختر الشريحة الخاطئة وسيتعثر الخط بأكمله. بالنسبة إلى دوران POY عالي السرعة أعلى من 3000 م/دقيقة، يجب أن يكون للرقاقة توزيع IV محكم (±0.01 ديسيلتر/جم) وغرامات منخفضة للغاية - أي شيء أقل من 0.5 مم يتم ترشيح السدادات بسرعة. يتطلب FDY لحياكة السداة تشتتًا ثابتًا لـ TiO₂ لتجنب كسر الخيوط في حجم الطلاء. يحتاج صب حقن الزجاجة إلى الاستقرار الوريدي من خلال المجفف ومستوى الأسيتالديهيد أقل من 1 جزء في المليون. غالبًا ما تتطلب طبقات الأفلام ذات البثق المشترك شريحة IV منخفضة تندمج بالتساوي دون أن تتحلل.
قم بإجراء تجربة تجريبية على أي قطعة أرض جديدة. تحقق من القطرة الوريدية بعد التجفيف لمدة 4 ساعات عند 170 درجة مئوية؛ وتشير الفجوة الأكبر من 0.03 ديسيلتر/جرام إلى عدم كفاية الاستقرار الحراري. اسحب دائمًا عينة ألوان من حزمة مرشح الذوبان بعد 24 ساعة - يخبرك التحول في b* بالمزيد عن الشريحة أكثر من أي شهادة تحليل.
إن التوجه نحو الدائرية يؤدي إلى إعادة كتابة مواصفات الرقاقة. توفر إعادة التدوير الميكانيكية شريحة، لكن إعادة التدوير الكيميائي - تحلل السكر، وتحلل الميثان، والتحلل المائي الأنزيمي - تهدف إلى إزالة بلمرة PET وإعادتها إلى المونومرات. من الناحية النظرية، يمكنك الحصول على شريحة مكافئة دون الحاجة إلى الحقن الوريدي. في الوقت الحالي، لا تزال الرقاقة المُعاد تدويرها ميكانيكيًا تحمل العبء، ويُعد مزجها مع مادة عذراء بنسبة 20-50% بمثابة النقطة المثالية العملية للحفاظ على الخواص الميكانيكية مع تحقيق أهداف المحتوى المعاد تدويره.
مع تحسن تكنولوجيات التنظيف والفرز في تدفقات ما بعد الاستهلاك، ستتقلص فجوة الجودة بين الرقائق الخام والرقائق المعاد تدويرها. العلامات التجارية التي تطلب محتوى معاد تدويره بنسبة 100% تجبر بالفعل أوراق المواصفات على التقارب، وستكون الشريحة التي تفوز هي الشريحة التي تجمع بين الجودة المتسقة وسلسلة الحفظ الشفافة.