بدأت الأبحاث حول ألياف البوليستر في ثلاثينيات القرن العشرين، والتي اخترعها بريطانيون مثل وينفيلد وديكسون. تم تصنيعه في بريطانيا عام 1949 وفي الولايات المتحدة عام 1953. وهو منتج لأنواع كبيرة من الألياف الاصطناعية التي تطورت لاحقًا، ولكنها تطورت بسرعة.
الوزن الجزيئي للبوليستر هو 18000-25000، ودرجة البلمرة هي 100-140. تحتوي الجزيئات الكبيرة على هياكل كيميائية متناظرة، وفي ظل ظروف مناسبة، تكون عرضة لتكوين بلورات ولها بنية ألياف مدمجة. تحتوي جزيئات البوليستر الكبيرة على حلقات بنزين، وهي في الأساس جزيئات كبيرة صلبة، بينما تحتوي أيضًا على سلاسل هيدروكربون أليفاتية، مما يمنح الجزيئات درجة معينة من المرونة. لا توجد مجموعات قطبية أخرى في الجزيئات الكبيرة باستثناء وجود مجموعتين طرفيتين من هيدروكسيل الكحول. مع محتوى الإستر العالي، سيحدث التحلل المائي والتحلل الحراري عند درجة حرارة عالية. يتم غزل البوليستر بالذوبان. مقطعها العرضي مستدير، وشكلها الطولي عبارة عن قضيب زجاجي. إنه مستقيم وناعم، وكثافته 1.38 ~ 1.40 جم / سم 3.
في الصين، تسمى الألياف التي تحتوي على محتوى بولي إيثيلين تيريفثاليت بنسبة تزيد عن 85% بوليستر باختصار، والمعروفة باسم "داكرون". وهناك العديد من أسماء المنتجات الأجنبية، مثل "داكرون" في الولايات المتحدة، و"تيتورون" في اليابان، و"تيرلينكا" في المملكة المتحدة، و"لافسان" في الاتحاد السوفييتي السابق.
ألياف البوليستر الكاتيونية القابلة للصبغ (CDP).
من خلال إدخال مجموعات حمضية يمكنها ربط الأصباغ الكاتيونية في السلسلة الجزيئية PET، يمكن تحضير البوليستر المعدل (CDP) الذي يمكن صبغه بالأصباغ الكاتيونية. تم تطوير CDP لأول مرة بواسطة شركة DuPont في الولايات المتحدة، وكان إنتاجها يمثل 1/6 من إجمالي إنتاج ألياف PET بحلول نهاية القرن العشرين. وتشمل أصنافها النموذجية Dacron T64، وDacron T65، وما إلى ذلك. لا يتمتع CDP بأداء صباغة جيد فحسب، بل يمكن أيضًا صبغه بألياف طبيعية مثل الصوف في نفس الحمام، مما يجعل من السهل تبسيط عملية الصباغة للأقمشة المخلوطة. إذا تم مزجه أو تشابكه مع البوليستر العادي، فإنه يمكن أيضًا أن ينتج تأثيرًا لونيًا مختلفًا في نفس الحمام، مما يؤدي إلى إثراء لون القماش بشكل كبير. لذلك، أصبح CDP أحد الأنواع سريعة التطور في البوليستر المعدل. يتم تحضير CDP بشكل أساسي عن طريق إضافة مونومر ثالث أو مونومر رابع، مثل حمض إيزوفثاليك ثنائي ميثيل سلفونات الصوديوم (SIPM)، إلى سلسلة الجزيئات الكبيرة PET عن طريق البلمرة المشتركة، والبلمرة المشتركة للكسب غير المشروع وطرق أخرى. بسبب إضافة مجموعات حمض السلفونيك سالبة الشحنة على السلسلة الجزيئية CDP، فإن الأيونات المعدنية الموجودة في مجموعة حمض السلفونيك سوف تتبادل مع الكاتيونات في الصبغة أثناء الصباغة. لذلك، يتم تثبيت أيونات الصبغة على سلسلة الجزيئات CDP، وتتم إزالة الأملاح المتولدة أثناء الصباغة بشكل مستمر في محلول مائي، مما يؤدي إلى تفاعل مستمر وتحقيق تأثير الصباغة في النهاية.
تشبه عملية إنتاج CDP عملية إنتاج PET، مع عمليات مستمرة ومتقطعة. ومع ذلك، نظرًا لاختلاف مصادر المواد الخام، يمكن تقسيمها إلى طريق DMT وطريق PTA. يدمر CDP البنية الأصلية للألياف عن طريق إضافة مجموعات وظيفية جديدة إلى السلسلة الجزيئية، مما يؤدي إلى انخفاض في نقطة الانصهار ودرجة حرارة التزجج وبلورة الألياف. في المنطقة غير المتبلورة، تعمل الزيادة في الفجوات بين الجزيئات على تسهيل اختراق جزيئات الصبغة إلى داخل الألياف. يتميز CDP بانخفاض في القوة مقارنةً بالبوليستر العادي، ولكنه يحسن خصائص مقاومة التكديس والتكديس للنسيج، مما يجعله ناعمًا وممتلئًا بالملمس، مما يجعله مناسبًا لإنتاج منتجات صوفية راقية. لا تزال صباغة CDP العادية تتطلب درجة حرارة عالية (120-140 درجة) وضغطًا عاليًا أو بشرط إضافة مادة حاملة، من أجل الحصول على أداء صباغة جيد. لذلك، عند اختيار الأصباغ، من الضروري الانتباه إلى الاستقرار الحراري الجيد للأصباغ المختارة.
ألياف البوليستر القابلة للصبغ بدرجة حرارة الغرفة والضغط الجوي
في عملية بلمرة PET العادية، يمكن أن تؤدي إضافة كمية صغيرة من المونومر الرابع إلى إنتاج بوليستر ECDP قابل للصبغ بدرجة حرارة الغرفة والضغط الجوي. ويرجع ذلك أساسًا إلى إدخال الجزء المرن من البولي إيثيلين جلايكول في سلسلة الجزيئات الكبيرة من PET، مما يجعل التركيب الجزيئي للألياف أكثر فضفاضة والمنطقة غير المتبلورة أكبر، وهو أكثر ملاءمة للأصباغ الكاتيونية التي تدخل داخل الألياف وتتحد مع المزيد المجموعات السلفونية، لذلك يمكن صبغه تحت ظروف الصباغة بالغليان بالضغط العادي. تتمتع ألياف ECDP بملمس أكثر نعومة وأداء أفضل عند الارتداء من ألياف CDP وPET. ومع ذلك، نظرًا لانخفاض طاقة الرابطة في الجزء الرابع من المونومر من البولي إيثيلين جلايكول، ينخفض الثبات الحراري لألياف ECDP، ويصل فقدان قوة ألياف ECDP إلى أكثر من 30% عند درجة حرارة كي تبلغ 180 درجة. لذلك، تتطلب الأقمشة المصنوعة من ألياف ECDP اهتمامًا خاصًا عند التشطيب والغسيل والكي.
ألياف باور بوينت
ألياف PPT هي اختصار لألياف البولي بروبيلين تيريفثالات. يشير بعض الأشخاص في الخارج إلى PPT على أنها ألياف كبيرة من القرن الحادي والعشرين، واسم منتجها هو "Cortera".
تنتمي PPT وPET وPBT إلى عائلة البوليستر ولها خصائص مماثلة. تتميز ألياف PPT بخصائص كل من البوليستر والنايلون. من السهل غسله وتجفيفه مثل البوليستر، ويتميز بمرونة جيدة ومقاوم للتجاعيد، كما أنه يتمتع بمقاومة جيدة للبقع، ومقاوم لأشعة الشمس، وملمس يدوي. يتميز بأداء صباغة أفضل من البوليستر ويمكن صبغه تحت الضغط العادي. في ظل نفس الظروف، يكون تغلغل الصبغة في ألياف PPT أعلى من تغلغل PET، وتكون الصباغة موحدة ولها ثبات لون جيد. بالمقارنة مع النايلون، تتمتع ألياف PPT أيضًا بمقاومة أفضل للتآكل واستعادة الشد، وتتميز بخصائص المرونة العالية والانتفاخ الجيد، مما يجعلها أكثر ملاءمة لصنع مواد مثل السجاد.
ألياف PBT
ألياف PBT هي اختصار لألياف البولي بيوتيلين تيريفثالات. يتم تشكيل ألياف PBT عن طريق تكثيف ثنائي ميثيل تيريفثاليت (DMT) أو حمض تيريفثاليك (TPA)، المادة الخام الرئيسية للبوليستر، مع 1,4- بيوتانيديول. باستخدام DMT و1،{3}} بوتانيديول عند درجة حرارة عالية وفراغ، تم إجراء تفاعل تكثيف متعدد باستخدام مركبات التيتانيوم أو القصدير العضوية وتيترابوتيل تيتانات كعوامل محفزة، ثم تم تحضير ألياف PBT عن طريق الغزل المصهور. إن عمليات ومعدات البلمرة والغزل وما بعد المعالجة لألياف PBT هي في الأساس نفس تلك الخاصة بالبوليستر.
تتميز ألياف PBT بخصائص القوة الجيدة وسهولة الغسيل والتجفيف السريع والحجم المستقر والاحتفاظ بالشكل الجيد مقارنة بالبوليستر. الشيء الأكثر أهمية هو أن الجزء المرن من سلسلته الجزيئية أطول، لذا فهو ينكسر ويمتد لفترة طويلة، مع مرونة جيدة. بعد التسخين، تتغير المرونة قليلاً، ويصبح الملمس ناعمًا. ميزة أخرى لألياف PBT هي خصائص الصباغة الأفضل من البوليستر. يمكن صبغ نسيج PBT بصبغة مشتتة تحت ظروف الصباغة المغلية بالضغط العادي للحصول على نتائج صباغة مرضية. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع ألياف PBT بمقاومة جيدة للشيخوخة والمقاومة الكيميائية ومقاومة الحرارة. تتمتع ألياف PBT بمجموعة واسعة من التطبيقات في مجال اللدائن الهندسية وأغلفة الأجهزة المنزلية وقطع غيار الآلات.
ألياف القلم
PEN Fiber هو اختصار لألياف البولي إيثيلين نفثالات. مثل البوليستر، فإن ألياف PEN عبارة عن مادة بوليستر لدن بالحرارة شبه بلورية، تم تقديمها في البداية بواسطة شركة KASA في الولايات المتحدة. يتم الحصول على عملية إنتاجه عن طريق تبادل الإستر بين 2،6- إستر ثنائي ميثيل حمض النفثالين ثنائي الكربوكسيل (NDC) وإيثيلين جلايكول (EG)، تليها بلمرة التكثيف؛ هناك طريقة أخرى تتمثل في الأسترة المباشرة 2،6-حمض النفثالين ثنائي الكربوكسيل (NDCA) مع جلايكول الإثيلين (EG)، ومن ثم الحصول عليه من خلال بلمرة التكثيف. إذا تمت إضافة كمية صغيرة من المركبات التي تحتوي على الأمينات العضوية والفوسفات العضوية، فيمكن تحسين الاستقرار الحراري لـ PEN.
تشبه عملية غزل ألياف PEN عملية غزل البوليستر، مع تدفق عملية تجفيف الرقائق، والغزل عالي السرعة، والصياغة. نظرًا لارتفاع درجة حرارة التزجج لألياف PEN مقارنة بألياف البوليستر، يجب تغيير عملية الصياغة وفقًا لذلك. يجب استخدام مسودات متعددة ويجب زيادة درجة حرارة الصياغة لتجنب التأثير على جودة الألياف بسبب بطء سرعة التوجيه الجزيئي. بالمقارنة مع البوليستر التقليدي، تتمتع ألياف PEN بخصائص ميكانيكية وحرارية أفضل، مثل القوة العالية، والمعامل العالي، ومقاومة الشد الجيدة، والصلابة العالية؛ مقاومة جيدة للحرارة، حجم ثابت، لا يتشوه بسهولة، وله مثبطات جيدة للهب؛ مقاومة كيميائية جيدة ومقاومة التحلل المائي. مقاومة للأشعة فوق البنفسجية ومقاومة للشيخوخة.
خيوط بوليستر موصلة للرطوبة وجافة
من خلال تغيير الشكل المقطعي للألياف، يتم زيادة الفجوة بين الألياف الفردية، وزيادة مساحة السطح المحددة، ويحسن التأثير الشعري بشكل كبير من موصلية الرطوبة، مما يؤدي إلى إنتاج خيوط بوليستر موصلة للرطوبة وجافة.
يتميز نسيج الألياف هذا بموصلية رطوبة ممتازة وأداء نشر الرطوبة. إنه متطابق مع ألياف القطن والألياف الأخرى مع امتصاص جيد للرطوبة. مع الهيكل التنظيمي المعقول، يكون التأثير أفضل. الملابس المصنوعة من نسيج الألياف هذا جافة وباردة ومريحة. إنها مناسبة لحياكة الملابس الرياضية والقمصان المنسوجة وأقمشة الملابس الصيفية وجوارب البوليستر وما إلى ذلك.
ألياف بوليستر عالية الجفاف بأربع قنوات
قامت شركة Du Pont بتطوير ألياف بوليستر ذات أربع قنوات (Tefra - Channel) ذات قدرة امتصاص ممتازة. إنها ألياف عالية التوصيل للرطوبة مصنوعة من ألياف صناعية كارهة للماء، والتي يمكنها امتصاص العرق على الجلد شديد التعرق إلى سطح القماش من أجل التبريد التبخيري. أظهرت الأبحاث أنه بعد 30 دقيقة، تبلغ نسبة إزالة الرطوبة لألياف القطن 52%، بينما تبلغ نسبة إزالة الرطوبة لألياف البوليستر ذات الأربع قنوات 95%. هذا النوع من الألياف فعال بشكل خاص في الملابس الرياضية والملابس الداخلية الحرارية العسكرية خفيفة الوزن، والتي يمكن أن تبقي الجلد جافًا ومريحًا، وله وظائف عزل دافئة وباردة ممتازة.
المصدر:https://mp.weixin.qq.com/s/Ixj6M7xgSDUhhunGEUn-5w