S?i polyester, khái ni?m, nh?n bi?t và phân bi?t s?i polyester và các lo?i v?i làm t? s?i polyeste.
Khái ni?m c? b?n v? s?i Polyester:
Polyester là m?t lo?i s?i t?ng h?p có ngu?n g?c t? than ?á, không khí, n??c và d?u m?. ???c phát tri?n trong phòng thí nghi?m t? th? k? 20, s?i polyester ???c hình thành t? ph?n ?ng hóa h?c gi?a acid và r??u. Trong ph?n ?ng này, hai ho?c nhi?u phân t? k?t h?p v?i nhau ?? t?o ra m?t phân t? l?n có c?u trúc l?p ?i l?p l?i trong su?t chi?u dài c?a nó.
Gi?i thi?u
Polyester ???c ?ng d?ng nhi?u trong ngành công nghi?p ?? s?n xu?t các lo?i s?n ph?m nh? qu?n áo, ?? n?i th?t gia d?ng, v?i công nghi?p, máy tính và b?ng ghi âm, v?t li?u cách ?i?n. S?i Polyester có nhi?u ?u th? h?n khi so sánh v?i các lo?i v?i truy?n th?ng nh? bông.
Nó không hút ?m, nh?ng h?p th? d?u.
Chính nh?ng ??c tính này làm cho Polyester tr? thành m?t lo?i v?i hoàn h?o ??i v?i nh?ng ?ng d?ng ch?ng n??c, ch?ng b?i và ch?ng cháy. Kh? n?ng h?p th? th?p c?a Polyester giúp nó t? ch?ng l?i các v?t b?n m?t cách t? nhiên. V?i Polyester không b? co khi gi?t, ch?ng nh?n và ch?ng kéo dãn. Nó c?ng d? dàng ???c nhu?m màu và không b? h?y ho?i b?i n?m m?c. V?i Polyester là v?t li?u cách nhi?t hi?u qu?, do ?ó nó ???c dung ?? s?n xu?t g?i, ch?n, áo khoác ngoài và túi ng?.
L?ch s?
Vào n?m 1926, Công ty EI du Pont de Nemours – M? ?ã b?t ??u nghiên c?u các cao phân t? và s?i t?ng h?p. Nh?ng nghiên c?u ban ??u c?a W.H Carothers t?p trung vào s? hình thành nylon, lo?i s?i t?ng h?p ??u tiên. Ngay sau ?ó, trong nh?ng n?m 1939-1941, m?t s? nhà hóa h?c Anh ?ã chú ý ??n nh?ng nghiên c?u c?a du Pont và ti?n hành các nghiên c?u c?a riêng h? t?i các phòng thí nghi?m c?a Hi?p h?i các nhà in ?n Calico, Ltd. Vi?c này ?ã d?n ??n s? ra ??i c?a s?i polyester ???c bi?t ??n ? Anh nh? Terylene.
N?m 1946, du Pont mua b?n quy?n ?? s?n xu?t s?i polyester t?i M?.
Ti?p theo, Công ty ti?n hành phát tri?n xa h?n n?a, và trong n?m 1951 Công ty ?ã b?t ??u th? tr??ng hoá s?i d??i cái tên Dacron.
Trong nh?ng n?m sau ?ó, m?t s? công ty ?ã r?t quan tâm ??n s?i polyester và t? s?n xu?t các d?ng s?n ph?m cho các ?ng d?ng khác nhau.
Ngày nay, có hai d?ng chính c?a polyester là PET (polyethylene terephthalate) và PCDT (poly-1, 4-cyclohexylene-dimethylene terephthalate). PET là lo?i ph? bi?n h?n, h?u d?ng, ?a d?ng trong các ?ng d?ng. Nó b?n v?ng h?n PCDT, m?c dù PCDT d?o h?n và ?àn h?i h?n. PCDT phù h?p ?? làm rèm c?a và l?p b?c ?? n?i th?t, còn PET có th? ???c s? d?ng ??c l?p ho?c ph?i tr?n v?i các lo?i v?i khác ?? làm cho qu?n áo kh?i nh?n ch?ng b?i b?n và không co dãn.
Nguyên li?u thô
Polyester là m?t thu?t ng? hóa h?c mà trong ?ó Poly có ngh?a là nhi?u và este là m?t h?p ch?t hóa h?c h?u c? c?n b?n. Thành ph?n c?u t?o ??c tr?ng ???c s? d?ng trong s?n xu?t polyester là ethylene có ngu?n g?c t? d?u m?. Quá trình hóa h?c t?o ra các polyester hoàn ch?nh ???c g?i là quá trình trùng h?p.
Quá trình s?n xu?t
1. Quy trình
Polyester ???c s?n xu?t b?i m?t trong nhi?u ph??ng pháp khác nhau. Ph??ng pháp ???c áp d?ng ph? thu?c vào d?ng (lo?i) polyester s? s?n xu?t. Có b?n d?ng s?i polyester c? b?n là s?i filament, x?, s?i thô, và fiberfill.
V?i filament, m?i s?i ??n l? tham gia c?u t?o c?a s?i polyester là dài liên t?c, d?ng s?i này dùng ?? s?n xu?t các lo?i v?i có b? m?t nh?n.
V?i x?, s?i filament ???c c?t ng?n v?i nh?ng ?? dài ??nh tr??c do ?ó có th? d? dàng h?n ?? pha tr?n v?i các lo?i s?i khác. S?i thô là m?t d?ng mà trong ?ó các s?i filament liên ti?p ???c kéo l?ng v?i nhau. Fiberfill là d?ng s?i l?n ???c s? d?ng trong s?n xu?t ch?n, g?i, và áo khoác ngoài. Hai d?ng ???c s? d?ng th??ng xuyên nh?t là s?i filament và x?.
2. S?n xu?t s?i Filament
a) Trùng h?p
* ?? hình thành polyester, dimethy terephthalate ph?n ?ng ??u tiên v?i ethylene glycol v?i s? có m?t c?a ch?t xúc tác ? nhi?t ?? 302- 410 ?? F (150 – 210 ?? C);
* K?t qu? hoá h?c là m?t monomer ???c t?o thành (??n, phân t? không l?p l?i), nó k?t h?p v?i acid terephthalic và ???c t?ng nhi?t ?? t?i 472 ?? F (280 ?? C). Polyester nóng ch?y m?i t?o thành ???c ép ?ùn qua khe thành m?t d?i dài.
b) Làm khô
* Sau khi polyester hình thành t? quá trình trùng h?p, các d?i nóng ch?y dài ???c làm mát cho ??n khi chúng tr? nên giòn. Nguyên li?u ???c c?t thành nh?ng h?t chip nh? và hoàn toàn khô ?? ng?n ng?a s? b?t b?n v?ng.
c) Kéo s?i
* Nh?ng h?t polymer ???c n?u ch?y ? 500-518 ° F (260-270 ° C) ?? t?o thành m?t dung d?ch gi?ng nh? xi-rô. Dung d?ch ???c ??t trong thùng kim lo?i ???c g?i là ? phun s?i và ???c ?ùn ép qua các l? nh? c?a nó, th??ng là tròn nh?ng c?ng có th? là ng? giác ho?c b?t k? hình d?ng nào ?? s?n xu?t s?i ??c bi?t. S? l??ng l? trong ? phun xác ??nh kích c? c?a s?i, các s?i tuôn ra xo?n l?i v?i nhau ?? t?o thành m?t s?i ??n.
* ? giai ?o?n kéo s?i, các hóa ch?t khác có th? ???c thêm vào dung d?ch ?? làm v?t li?u ch?ng cháy, ch?ng tích ?i?n, ho?c d? dàng nhu?m h?n.
d) Kéo c?ng
– Khi polyester hình thành t? ? phun, nó r?t m?m và d? dàng kéo ???c dài t?i n?m l?n chi?u dài ban ??u c?a nó. Tác ??ng kéo c?ng c??ng b?c các phân t? polyester ng?u nhiên s?p x?p th?ng hàng. ?i?u này làm t?ng thêm ?? b?n, ?? dai, và kh? n?ng ?àn h?i c?a s?i. Trong th?i gian này, khi các s?i filament ?ã khô, s?i tr? nên b?n v?ng và dai thay vì d? gãy.
– Các s?i ???c kéo c?ng có th? thay ??i r?t nhi?u v? ???ng kính và ?? dài, tùy thu?c vào các ??c tính mong mu?n c?a thành ph?m. Ngoài ra, gi?ng nh? quá trình kéo c?ng, S?i có th? ???c liên k?t ho?c xo?n ?? t?o ra các lo?i v?i m?m ho?c v?i thô.
e) Cu?n s?i
– Sau khi các s?i polyester ???c kéo c?ng, nó ???c cu?n vào các ?ng s?i l?n ho?c ?óng thùng và s?n sàng ?? ???c d?t thành v?i nguyên li?u.
3. S?n xu?t x? ng?n PSF
Trong khi làm x? ng?n polyester, quá trình trùng h?p, s?y khô, và tuôn s?i (b??c 1-4 trên) r?t gi?ng v?i quá trình s?n xu?t s?i filament. Tuy nhiên, trong quá trình tuôn s?i, thùng tr?n có nhi?u l? h?n khi s?n ph?m là x? ng?n. Các bó s?i polyester hình thành ???c g?i là s?i thô.
a) Kéo c?ng
– S?i m?i hình thành ???c nhanh chóng làm l?nh trong các thùng ch?a các s?i dày. S?i có ?? dài khác nhau ???c t?p trung và kéo c?ng trên các con l?n ???c gia nhi?t ??n ba ho?c b?n l?n chi?u dài ban ??u c?a nó.
b) T?o n?p
– S?i ?ã kéo sau ?ó ???c ??a vào trong các h?p nén ?? t?o n?p g?p nh? ?àn acoc?êông v?i t? l? 9-15 n?p m?i inch (3-6 n?p trên m?i cm). Quá trình này giúp các s?i liên k?t ch?t v?i nhau trong các giai ?o?n s?n xu?t sau này.
c) ??nh hình
– Sau khi s?i ???c g?p n?p, nó ???c gia nhi?t ??n 212 – 302 ?? F (100 – 150 ?? C) ?? làm khô hoàn toàn các s?i và gi? các n?p g?p. M?t s? n?p g?p không gi? ???c s? ???c rút ra kh?i các s?i trong các quá trình ti?p theo.
d) Quá trình c?t
– Ti?p theo gia nhi?t ??nh hình, s?i ???c c?t ng?n h?n. Polyester s? ???c pha tr?n v?i bông và ???c c?t thành các ?o?n 1,25 – 1,50 inch (3,2 – 3,8 cm); ??i v?i h?n h?p x? nhân t?o nó ???c c?t v?i chi?u dài 2 inch (5 cm). ??i v?i các lo?i v?i n?ng h?n, ch?ng h?n nh? th?m, s?i filament t?ng h?p ???c c?t thành 6 inch (15 cm).
Trong t??ng lai
Sau khi ???c gi?i thi?u ? M? n?m 1951, polyester nhanh chóng tr? thành lo?i s?i ???c phát tri?n nhanh nh?t c?a n??c M?, r?t ph? bi?n trong nh?ng n?m 1960. Tuy nhiên, polyester ?ã ph?i tr?i qua m?t “v?n ?? v? quan ni?m” t? th?i ?ó, và qu?n áo làm t? s?i t?ng h?p th??ng b? m?t giá và th?m chí t?y chay.
M?t s? d?ng m?i c?a s?i t?ng h?p ?ã ???c gi?i thi?u vào ??u nh?ng n?m 1990 ?ã có th? giúp khôi ph?c hình ?nh c?a polyester.
D?ng m?i c?a s?i polyester ???c g?i là s?i siêu nh? ?ã ???c gi?i thi?u ??n công chúng vào n?m 1991. Sang tr?ng h?n và linh ho?t h?n polyester truy?n th?ng, các lo?i v?i s?i microfiber t??ng t? v?i l?a.
Các nhà thi?t k? nh? Mary McFadden ?ã t?o ra m?t dòng qu?n áo b?ng cách s? d?ng hình th?c m?i c?a polyester.
Các nhà nghiên c?u d?t may t?i ??i h?c B?c Carolina ?ang phát tri?n m?t hình th?c polyester có th? s? b?n v?ng nh? Kevlar, m?t lo?i v?t li?u superfiber s? d?ng ?? làm áo khoác ch?ng ??n. Lo?i polyester này có th? ???c s? d?ng nh? v?t li?u composite cho xe ô tô và máy bay.