Poliesteris yra svarbi sintetinio pluošto medžiaga, kurios pagrindinis gamybos proceso etapas yra polikondensacijos reakcija. Polikondensacija yra procesas, kurio metu monomerų molekulės reaguoja sudarydamos polimerus ir mažų molekulių šalutinius produktus (dažniausiai vandenį arba metanolį). Poliesterio sintezei dažniausiai naudojami monomerai yra tereftalio rūgštis (PTA) arba dimetiltereftalatas (DMT) ir etilenglikolis (EG).
Reakcijos žingsniai:
- Peresterinimo reakcija(jei naudojamas DMT): Pirma, DMT reaguoja su etilenglikoliu peresterinimo reakcijoje, kad susidarytų monomeras bis(hidroksietil) tereftalatas (BHET) ir metanolis. Ši reakcija paprastai vyksta esant 200-250 laipsniui ir reikalauja katalizatoriaus (pvz., stibio junginių).
- Polikondensacijos reakcija: Tada BHET toliau vyksta polikondensacija, kad susidarytų ilgos grandinės poli(etileno tereftalatas) (PET) ir vanduo kaip šalutinis produktas. Ši reakcija paprastai vyksta aukštoje 250-280 laipsnių temperatūroje ir vakuume arba inertinių dujų atmosferoje, kad būtų pašalintas susidaręs vanduo, o tai skatina reakciją į didesnės molekulinės masės polimerus.
Reakcijos mechanizmas:
Polikondensacijos reakcijoje hidroksilo (-OH) ir karboksilo (-COOH) arba esterio (-COOR) grupės vyksta dehidratacijos arba alkoholio pašalinimo reakcijos, kad susidarytų esterinės jungtys (-COO-). Šio proceso metu monomerai palaipsniui susijungia į grandines, sudarydami linijinius polimerus.
Reakcijos valdymas:
Polikondensacijos reakcijos kontrolė yra labai svarbi galutinio produkto savybėms. Reakcijos temperatūra, laikas, katalizatoriaus kiekis ir sąlygos (pavyzdžiui, vakuumo lygis arba azoto srautas) turi įtakos poliesterio molekulinei masei ir fizinėms savybėms. Pavyzdžiui, aukštesnė reakcijos temperatūra ir ilgesnis reakcijos laikas padeda formuotis didesnės molekulinės masės poliesteriui, tačiau taip pat gali sukelti skilimą ir šalutines reakcijas.
Pramonės pritaikymas:
Kontroliuojant polikondensacijos reakciją, gali būti gaminamos skirtingų savybių turinčios poliesterio medžiagos, kad atitiktų įvairius taikymo poreikius. Pavyzdžiui, didelės molekulinės masės poliesteris paprastai naudojamas gaminiams, kuriems reikalingas didelis tvirtumas ir tvirtumas, pavyzdžiui, plastikiniams buteliams ir inžineriniam plastikui, o mažos molekulinės masės poliesteris naudojamas pluoštams ir plėvelėms gaminti.
