Badania nad włóknem poliestrowym rozpoczęły się w latach trzydziestych XX wieku i zostały wynalezione przez Brytyjczyków, takich jak Whinfield i Dickson. Został uprzemysłowiony w Wielkiej Brytanii w 1949 r. i w Stanach Zjednoczonych w 1953 r. Jest produktem dużych odmian włókien syntetycznych, które rozwinęły się później, ale rozwinęły się szybko.
Masa cząsteczkowa poliestru wynosi 18000-25000, a stopień polimeryzacji wynosi 100-140. Makrocząsteczki mają symetryczną budowę chemiczną, w odpowiednich warunkach mają skłonność do tworzenia kryształów i mają zwartą strukturę włókien. Makrocząsteczki poliestrowe zawierają pierścienie benzenowe, które są zasadniczo sztywnymi makrocząsteczkami, a jednocześnie zawierają alifatyczne łańcuchy węglowodorowe, nadające cząsteczkom pewien stopień elastyczności. W makrocząsteczkach nie ma innych grup polarnych, z wyjątkiem obecności dwóch końcowych grup hydroksylowych alkoholu. Przy wysokiej zawartości estrów hydroliza i piroliza będą zachodzić w wysokiej temperaturze. Poliester jest przędzony przez stopienie. Jego przekrój poprzeczny jest okrągły, a kształt podłużny to pręt szklany. Jest prosty i gładki, a jego gęstość wynosi 1,38 ~ 1,40 g/cm3.
W Chinach włókno o zawartości politereftalanu etylenu przekraczającej 85% nazywane jest w skrócie poliestrem, powszechnie znanym jako „Dacron”. Istnieje wiele zagranicznych nazw produktów, takich jak „Dacron” w Stanach Zjednoczonych, „Tetoron” w Japonii, „Terlenka” w Wielkiej Brytanii i „Lavsan” w byłym Związku Radzieckim.
Kationowe, barwione włókno poliestrowe (CDP).
Wprowadzając grupy kwasowe, które mogą wiązać barwniki kationowe do łańcucha molekularnego PET, można wytworzyć modyfikowany poliester (CDP), który można barwić barwnikami kationowymi. CDP został po raz pierwszy opracowany przez firmę DuPont w Stanach Zjednoczonych, a jego produkcja stanowiła 1/6 całkowitej produkcji włókien PET pod koniec XX wieku. Jego typowe odmiany to Dacron T64, Dacron T65 i tak dalej. CDP ma nie tylko dobre właściwości barwiące, ale można go także farbować włóknami naturalnymi, takimi jak wełna, w tej samej kąpieli, co ułatwia proces barwienia tkanin mieszanych. Zmieszany lub przepleciony ze zwykłym poliestrem może w tej samej kąpieli uzyskać inny efekt kolorystyczny, znacznie wzbogacając kolor tkaniny. Dlatego CDP stał się szybko rozwijającą się odmianą modyfikowanego poliestru. CDP wytwarza się głównie przez dodanie trzeciego monomeru lub czwartego monomeru, takiego jak dimetylosulfonian sodu, kwas izoftalowy (SIPM), do łańcucha makrocząsteczkowego PET metodą kopolimeryzacji, kopolimeryzacji szczepionej i innymi metodami. Dzięki dodaniu ujemnie naładowanych grup kwasu sulfonowego do łańcucha molekularnego CDP, jony metali w grupie kwasu sulfonowego będą wymieniać się z kationami zawartymi w barwniku podczas barwienia. Dlatego jony barwnika są utrwalone na łańcuchu makrocząsteczkowym CDP, a sole powstałe podczas barwienia są w sposób ciągły usuwane w roztworze wodnym, co skutkuje ciągłą reakcją i ostatecznie osiągnięciem efektu barwienia.
Proces produkcji CDP jest podobny do PET, z procesami ciągłymi i przerywanymi. Jednak ze względu na różne źródła surowców można je podzielić na drogę DMT i drogę PTA. CDP niszczy pierwotną strukturę włókna poprzez dodanie nowych grup funkcyjnych do łańcucha makrocząsteczkowego, co powoduje obniżenie temperatury topnienia, temperatury zeszklenia i krystaliczności włókna. W obszarze amorficznym zwiększenie szczelin międzycząsteczkowych ułatwia wnikanie cząsteczek barwnika do wnętrza włókna. CDP ma mniejszą wytrzymałość w porównaniu ze zwykłym poliestrem, ale poprawia właściwości przeciwpilingowe i mechaczące się tkaniny, czyniąc ją miękką i pełną w dotyku, dzięki czemu nadaje się do produkcji wysokiej jakości wyrobów wełnianych. Barwienie zwykłego CDP nadal wymaga wysokiej temperatury (120-140 stopnia) i wysokiego ciśnienia lub pod warunkiem dodania nośnika, aby uzyskać dobrą skuteczność barwienia. Dlatego przy doborze barwników należy zwrócić uwagę na dobrą stabilność termiczną wybranych barwników.
Włókno poliestrowe (ECDP) barwione w temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem atmosferycznym
W zwykłym procesie polimeryzacji PET dodanie małej ilości czwartego monomeru może spowodować wytworzenie poliestru ECDP nadającego się do barwienia w temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem atmosferycznym. Dzieje się tak głównie na skutek wprowadzenia elastycznego segmentu glikolu polietylenowego do łańcucha makrocząsteczkowego PET, co powoduje, że struktura molekularna włókna jest bardziej luźna, a obszar amorficzny większy, co bardziej sprzyja przedostawaniu się barwników kationowych do wnętrza włókna i łączeniu się z większą ilością grupy sulfonowe, dzięki czemu można go barwić w warunkach wrzenia w normalnych warunkach. Włókna ECDP są bardziej miękkie w dotyku i mają lepszą odporność na zużycie niż włókna CDP i PET. Jednakże, ze względu na niską energię wiązania czwartego segmentu monomeru glikolu polietylenowego, stabilność termiczna włókien ECDP maleje, a utrata wytrzymałości włókien ECDP osiąga ponad 30% przy temperaturze prasowania 180 stopni. Dlatego tkaniny wykonane z włókien ECDP wymagają szczególnej uwagi podczas wykańczania, prania i prasowania.
Włókno PPT
Włókno PPT to skrót oznaczający włókno polipropylenowo-tereftalowe. Niektórzy za granicą nazywają PPT dużym włóknem XXI wieku, a jego nazwa produktu to „Cortera”.
PPT, PET i PBT należą do rodziny poliestrów i mają podobne właściwości. Włókno PPT ma właściwości zarówno poliestru, jak i nylonu. Jest łatwy do prania i suszenia jak poliester, dobrze odzyskuje elastyczność i jest odporny na zmarszczki, a także ma dobrą odporność na plamy, odporność na światło słoneczne i wyczucie dłoni. Ma lepszą skuteczność barwienia niż poliester i można go farbować pod normalnym ciśnieniem. W tych samych warunkach penetracja barwnika do włókien PPT jest większa niż w przypadku PET, a barwienie jest jednolite i ma dobrą trwałość koloru. W porównaniu z nylonem włókno PPT ma również lepszą odporność na zużycie i odzyskiwanie przy rozciąganiu, a także charakteryzuje się wysoką elastycznością i dobrą puszystością, dzięki czemu jest bardziej odpowiednie do wytwarzania materiałów takich jak dywany.
Włókno PBT
Włókno PBT to skrót od włókna politereftalanu butylenu. Włókno PBT powstaje w wyniku kondensacji tereftalanu dimetylu (DMT) lub kwasu tereftalowego (TPA), głównego surowca poliestru, z 1,4-butanodiolem. Stosując DMT i 1,4-butanodiol w wysokiej temperaturze i próżni, przeprowadzono reakcję polikondensacji z użyciem organicznych związków tytanu lub cyny i tytanianu tetrabutylu jako katalizatorów, a następnie przygotowano włókna PBT metodą przędzenia ze stopu. Procesy polimeryzacji, przędzenia i obróbki końcowej oraz wyposażenie włókien PBT są zasadniczo takie same jak w przypadku poliestru.
Włókno PBT charakteryzuje się dobrą wytrzymałością, łatwym praniem i szybkim suszeniem, stabilnym rozmiarem i dobrym zachowaniem kształtu w porównaniu z poliestrem. Najważniejsze jest to, że elastyczna część jego makrocząsteczkowego łańcucha jest dłuższa, dzięki czemu pęka i rozciąga się długo, z dobrą elastycznością. Po podgrzaniu elastyczność niewiele się zmienia, a w dotyku jest miękka. Kolejną zaletą włókna PBT są jego lepsze właściwości barwiące niż poliester. Tkaninę PBT można barwić barwnikiem dyspersyjnym w warunkach barwienia wrzącego pod normalnym ciśnieniem, aby uzyskać zadowalające wyniki barwienia. Ponadto włókno PBT ma dobrą odporność na starzenie, odporność chemiczną i odporność na ciepło. Włókna PBT mają szeroki zakres zastosowań w tworzywach konstrukcyjnych, obudowach urządzeń gospodarstwa domowego i częściach maszyn.
Włókno PEN
Włókno PEN to skrót oznaczający włókno polietylenonaftalanu. Podobnie jak poliester, włókno PEN jest półkrystalicznym termoplastycznym materiałem poliestrowym, wprowadzonym początkowo przez firmę KASA w Stanach Zjednoczonych. Proces jego produkcji polega na wymianie estrów pomiędzy estrem dimetylowym kwasu 2,6-naftalenodikarboksylowego (NDC) i glikolem etylenowym (EG), a następnie polimeryzacji kondensacyjnej; Inną metodą jest bezpośrednia estryfikacja kwasu 2,6-naftalenodikarboksylowego (NDCA) glikolem etylenowym (EG), a następnie otrzymanie go poprzez polimeryzację kondensacyjną. Jeśli doda się niewielką ilość związków zawierających aminy organiczne i fosforany organiczne, można poprawić stabilność termiczną PEN.
Proces przędzenia włókna PEN jest podobny do procesu przędzenia poliestru, z przebiegiem procesu obejmującym suszenie wiórów, przędzenie z dużą prędkością i przeciąganie. Ze względu na wyższą temperaturę zeszklenia włókien PEN w porównaniu do włókien poliestrowych, należy odpowiednio zmienić proces ciągnienia. Należy zastosować wielokrotne przeciągi i zwiększyć temperaturę przeciągania, aby uniknąć wpływu na jakość włókien ze względu na małą prędkość orientacji molekularnej. W porównaniu z konwencjonalnym poliestrem włókno PEN ma lepsze właściwości mechaniczne i termiczne, takie jak wysoka wytrzymałość, wysoki moduł, dobra odporność na rozciąganie i wysoka sztywność; Dobra odporność na ciepło, stabilny rozmiar, niełatwo odkształcany i ma dobrą ognioodporność; Dobra odporność chemiczna i odporność na hydrolizę; Odporny na promieniowanie UV i odporny na starzenie.
Przewodzący wilgoć i suchy włókno poliestrowe
Zmieniając kształt przekroju włókien, zwiększa się odstęp między poszczególnymi włóknami, zwiększa się powierzchnia właściwa, a efekt kapilarny znacznie poprawia przewodność wilgoci, w wyniku czego powstaje przewodzący wilgoć i suchy włókno poliestrowe.
Ta tkanina włóknista ma doskonałą przewodność wilgoci i zdolność dyfuzji wilgoci. Łączy się z włóknem bawełnianym i innymi włóknami dobrze wchłaniającymi wilgoć. Przy rozsądnej strukturze organizacyjnej efekt jest lepszy. Ubrania wykonane z tego włókna są suche, chłodne i wygodne. Nadaje się do dziania odzieży sportowej, tkanych koszul, tkanin odzieżowych na lato, pończoch poliestrowych itp.
Czterokanałowe włókno poliestrowe o wysokim stopniu osuszania
Du Pont opracował czterokanałowe (Tefra - Channel) włókno poliestrowe o doskonałej zdolności odprowadzania wilgoci. Jest to włókno o wysokiej przewodności wilgoci, wykonane z hydrofobowego włókna syntetycznego, które może odprowadzać pot z bardzo spoconej skóry na powierzchnię tkaniny w celu chłodzenia wyparnego. Badania wykazały, że po 30 minutach stopień usunięcia wilgoci dla włókna bawełnianego wynosi 52%, podczas gdy dla czterokanałowego włókna poliestrowego wynosi 95%. Ten rodzaj włókien jest szczególnie skuteczny w odzieży sportowej i lekkiej wojskowej bieliźnie termicznej, która zapewnia skórze suchość i wygodę oraz ma doskonałe właściwości izolacyjne przed ciepłem i zimnem.
źródło: https://mp.weixin.qq.com/s/Ixj6M7xgSDUhhunGEUn-5w