بیش از 60 میلیون تن متریک پلی استر هر سال تولید می شود و تقریباً هر رشته، هر بطری، هر فیلم به همان صورت شروع می شود - مانند گلوله های ریز و نیمه شفاف به نام تراشه های پلی استر. این گرانولها بلوک ساختمانی دنیای پلی استر هستند و دارای امضای شیمیایی هستند که تعیین میکند آیا نخ عمیق رنگ میشود، بطری فشار را نگه میدارد یا یک فیلم بدون پارگی کشیده میشود.
یک تراشه پلی استر در اصل یک تکه یا گلوله پلی اتیلن ترفتالات (PET) خاموش شده با مذاب هستند. ویسکوزیته ذاتی آن (IV)، گروه های انتهایی کربوکسیل، محتوای دی اتیلن گلیکول و کریستالینی بودن آن همه به تراشه بازمی گردد. تراشه را اشتباه بگیرید و پردازش پایین دستی به یک مشکل بسیار گران تبدیل می شود.
تراشه های پلی استر گلوله های جامد و نیمه کریستالی هستند که از پلیمریزاسیون اسید ترفتالیک خالص شده (PTA) با مونواتیلن گلیکول (MEG) تولید می شوند. واکنش فاز مذاب پیوسته یا دسته ای یک پلیمر آمورف تولید می کند که اکسترود شده، خنک می شود و به صورت دانه های یکنواخت - معمولاً به اندازه 2-4 میلی متر - بریده می شود. این تراشهها سپس خشک میشوند و به فرآیندهای پایین دستی مانند ریسندگی مذاب، قالبگیری با ضربه کششی تزریقی یا اکستروژن فیلم وارد میشوند.
وزن مولکولی پلیمر به صورت ویسکوزیته ذاتی (IV، اندازه گیری شده بر حسب دسی لیتر بر گرم) بیان می شود. IV بالاتر به معنی زنجیره های پلیمری طولانی تر است که به معنی استحکام مذاب بالاتر، مقاومت بهتر و اغلب شفافیت بهتر در رزین بطری است. یک تراشه درجه نساجی ممکن است در IV 0.62-0.68 کار کند، در حالی که یک پیشفرم بطری آب چیزی نزدیکتر به 0.80 نیاز دارد. تراشه فقط یک ماده اولیه نیست. این یک مشخصات است
همه تراشه های پلی استر قابل تعویض نیستند. مورفولوژی، سیستم کاتالیزور، مواد افزودنی و IV آنها برای نتایج خاص تنظیم شده است. خانواده ها به سه گروه بزرگ تقسیم می شوند - عادی، بازیافتی، و تخصصی - با ده ها زیرگروه زیر هر کدام.
تراشه های معمولی یا استاندارد بخش عمده ای از بازار را تشکیل می دهند. آنها از PTA و MEG باکره با استفاده از کاتالیزورهای مبتنی بر آنتیموان تولید می شوند و می توانند توسط درخشندگی تقسیم شوند:
زیرمجموعهای از تراشههای معمولی، تراشههای بازیافتی در بطری نساجی (TBR) هستند که خرد کردن مجدد پس از مصرف را با مواد بکر ترکیب میکنند. برای مشاهده کامل محدوده استاندارد، کاوش کنید تراشه های پلی استر معمولی .
تراشه های پلی استر بازیافتی از آسیاب کردن، شستن و اکسترود مجدد بطری های PET پس از مصرف یا زباله های پسا صنعتی ساخته می شوند. فرآیند بازیافت مکانیکی ناگزیر IV را کاهش می دهد. تراشه بطری بکر ممکن است 0.80 باشد، اما تکه های بازیافتی اغلب به 0.72-0.76 کاهش می یابد. پلیمریزاسیون حالت جامد (SSP) می تواند IV را بازسازی کند، اما مدیریت گروه های انتهایی کربوکسیل و زردی همچنان یک نبرد روزانه است. با این حال، یک تراشه بازیافتی خوب پردازش شده، ردپای کربن را تا 50 درصد در مقایسه با مواد اولیه کاهش میدهد. جزئیات در مورد مواد اولیه پایدار وجود دارد تراشه های پلی استر بازیافتی .
این تراشه ها دارای یک کومونومر سولفونات - معمولاً سولفو ایزوفتالات سدیم - هستند که محل های رنگ را برای رنگ های پایه (کاتیونی) باز می کند. نتیجه: سایههای عمیق و درخشان در جوش اتمسفر بدون حامل، برای ترکیبهای پلی استر-پنبه و لباسهای فعال مد روز بسیار مهم است. تراشه های CD نیاز به کنترل شدیدتری از دی اتیلن گلیکول و IV دارند زیرا کومونومر یونی می تواند تجزیه حرارتی را در طول چرخش تسریع کند.
نمرات تخصصی فراتر از دستور العمل های استاندارد است. تراشه های High-IV (0.90-1.20) وارد نخ های صنعتی و طناب لاستیک می شوند. تراشه های کم IV (0.48-0.55) برنامه های مستربچ و پوشش را تغذیه می کنند. نمونه های دیگر عبارتند از تراشه های مقاوم در برابر شعله (بر پایه فسفر)، تراشه های بدون آنتیموان برای تماس با مواد غذایی، تراشه های مات، و تراشه های با ذوب کم برای اتصال غیر بافته. بسته های افزودنی اختصاصی به این معنی است که هر گرید در سیلو خود زندگی می کند. طیف گسترده ای در زیر موجود است تراشه های پلی استر ویژه .
این فرآیند با دوغاب PTA و MEG - مخلوط شده با نسبت مولی در حدود 1:1.15 - شروع می شود که وارد یک راکتور استریفیکاسیون مداوم می شود. دمای 260 تا 280 درجه سانتی گراد آب را خارج می کند و بیس (2-هیدروکسی اتیل) ترفتالات (BHET) و الیگومرهای آن را تشکیل می دهد. مذاب سپس یک قطار چند تراکمی را تغذیه می کند، جایی که خلاء و سطح بالا اتیلن گلیکول را از بین می برد و واکنش را به سمت هدف IV سوق می دهد.
برای کاربردهای درجه بطری و IV بالا، تراشه های آمورف تحت پلیمریزاسیون حالت جامد (SSP) قرار می گیرند. در خلاء و غلتیدن مداوم، تراشه ها درست زیر نقطه ذوب خود گرم می شوند و باعث گسترش زنجیره بدون ذوب می شوند. SSP می تواند ویسکوزیته ذاتی را 0.15-0.25 دسی لیتر بر گرم افزایش دهد در حالی که سطوح استالدئید و الیگومر را به مشخصات تماس با غذا کاهش می دهد.
انتخاب یک تراشه پلی استر یک بهینه سازی چند متغیره است. را ویسکوزیته ذاتی ویسکوزیته مذاب و استحکام نهایی را کنترل می کند: خیلی کم است و رشته ها در گودت می شکند. بیش از حد بالا و فشار اکسترودر افزایش می یابد. را نقطه ذوب (معمولاً 245-265 درجه سانتیگراد) با محتوای کوپلیمر تغییر می کند. تراشه های سی دی کمتر ذوب می شوند، در حالی که تراشه های بطری دمای 253 تا 256 درجه سانتی گراد را هدف قرار می دهند. گروه های انتهایی کربوکسیل (CEG) بالاتر از 30 meq/kg تجزیه هیدرولیتیک را در محیط های گرم و مرطوب تسریع می کند. دی اتیلن گلیکول (DEG) محتوا، یک محصول جانبی طبیعی، بر جذب رنگ و پایداری حرارتی تأثیر می گذارد - حد استاندارد 0.7-1.5٪ است. رنگ اندازه گیری به عنوان مقادیر L* و b* نشان دهنده تاریخچه حرارتی است. b* زیر 2.0 برای تراشه روشن انتظار می رود.
| برنامه | IV (dL/g) | نقطه ذوب (درجه سانتیگراد) | درجه (%) | TiO2 (%) |
|---|---|---|---|---|
| فیلامنت نساجی (POY) | 0.62-0.68 | 256-260 | 0.7-1.2 | 0.3 (SD) |
| فیبر منگنه | 0.58-0.64 | 256-260 | 0.8-1.3 | 0.4–0.5 (SD) |
| رزین بطری | 0.78-0.85 | 248-253 | 0.9-1.5 | 0 |
| فیلم BOPET | 0.60-0.65 | 255-262 | 0.7-1.1 | 0 یا پایین |
تراشه اشتباهی را انتخاب کنید و کل خط دچار مشکل می شود. برای چرخش POY با سرعت بالای 3000 متر در دقیقه، تراشه باید دارای توزیع IV محکم (0.01 dL/g) و ریزش بسیار کم باشد - هر چیزی کمتر از 0.5 میلیمتر به سرعت فیلترها را مسدود میکند. FDY برای بافندگی تار نیاز به پراکندگی ثابت TiO2 دارد تا از رشته های شکسته در پوشش اندازه جلوگیری کند. قالب گیری تزریقی پریفرم بطری به پایداری IV از طریق خشک کن و سطح استالدئید زیر 1 پی پی ام نیاز دارد. لایه های فیلم کواکسترود شده اغلب نیاز به یک تراشه کم IV دارند که به طور یکنواخت بدون تخریب ذوب می شود.
آزمایشی آزمایشی را در هر لات جدید اجرا کنید. افت IV را پس از 4 ساعت خشک شدن در دمای 170 درجه سانتیگراد بررسی کنید. شکاف بزرگتر از 0.03 دسی لیتر بر گرم نشان دهنده ثبات حرارتی ناکافی است. همیشه پس از 24 ساعت یک نمونه رنگ را از بسته فیلتر مذاب بیرون بکشید - تغییر در b* بیشتر از هر گواهی آنالیز در مورد تراشه به شما می گوید.
فشار به سمت دایره بودن بازنویسی مشخصات تراشه است. بازیافت مکانیکی یک تراشه را تحویل میدهد، اما بازیافت شیمیایی - گلیکولیز، متانولیز، هیدرولیز آنزیمی - هدف از پلیمریزاسیون PET به مونومرها است. در تئوری، شما یک تراشه معادل باکره را بدون افت IV دریافت می کنید. در حال حاضر، تراشه بازیافت شده مکانیکی هنوز بار را حمل میکند، و ترکیب آن با مواد بکر در 20 تا 50 درصد نقطه شیرین عملی برای حفظ خواص مکانیکی در حین رسیدن به اهداف محتوای بازیافتی است.
همانطور که جریان های پس از مصرف کننده پاکسازی و فناوری مرتب سازی بهبود می یابد، شکاف کیفیت بین تراشه های بکر و بازیافتی کاهش می یابد. برندهایی که 100% محتوای بازیافتی را درخواست می کنند، در حال حاضر برگه های مشخصات را مجبور به همگرایی می کنند، و تراشه ای که برنده می شود، تراشه ای خواهد بود که کیفیت ثابت را با زنجیره شفاف نگهبانی تطبیق می دهد.