راه های تولید پلی اتیلن ترفتالات (PET )

پلی استرها توسط واکنش دو عاملی اسیدها و الکل ها در حضور یک کاتالیست فلزی تولید می شوند. مرحله پلیمریزاسیون کلیدی به عنوان یک واکنش تغلیظ ، که مولکولها واکنش داده و آب آزاد می شود ، شناخته شده است که این توسط واکنش دوم پلیمریزاسیون که در فاز جامد رخ می دهد دنبال می شود.

واسطه های کاربردی در تولید PET ، ترفتالیک اسید خالص و اتیلن گلیکول میباشند که از مشتقات نفت خام هستند. در زمان حرارت دادن مواد با یکدیگر، اولین محصولی که تولید می شود منومر است ( بیس هیدروکسی اتیل ترفتالات ) که با پلیمرهای با وزن مولکولی پایین مخلوط شده ( الیگومر) سپس مخلوط واکنش داده و اتیلن گلایکول مازاد به صورت تقطیری خارج و PETتشکیل می شود.

PET در این مرحله به صورت یک مایع ویسکوز مذاب است که با فشار خارج شده و توسط آب خنک شده و به فرم مواد بی شکل شیشه ای در می آید. گاهی PET بر مبنای دی متیل استر از فتالیک اسید نیز تولید میشود. PET با وزن مولکولی بالا توسط مرحله دوم پلیمریزاسیون به صورت جامد در دمای پایین تولید میشود. این روش باعث از بین رفتن تمام ناخالصی های فرار نظیر استالدهید ، گلیکول آزاد و آب میشود. در تهیه PET رسیدن به وزن مولکولی بالا برای ایجاد خصوصیات میکانیکی ، سختی و مقاومت خزشی ضروری است تا انعطاف کافی در برابر شکستن داشته باشد.

خالص سازی پلیمر تشکیل شده خیلی مشکل می باشد به همین دلیل مواد اولیه رمز دستیابی به کیفیت بالای پلیمر برای بسته بندی مواد غذایی است. اتیلن گلایکول به راحتی توسط تقطیر خلاء و اسید توسط تکرار بلورینگی از حلال خالص سازی می شود.چنین موادی با خلوص و وزن مولکولی بالا برای بسته بندی کاربردی مواد غذایی لازم اند.

کاتالیزورها در غلظت های خیلی کم به منظور توسعه واکنشها و تضمین کاربری اقتصادی استفاده می شوند. عمومی ترین کاتالیزور تری اکسید آنتیمونی است اما نمک های از تیتانیوم ، ژرمنیوم ، کبالت ، منگنز ، منیزیم و روی هم گاهی استفاده می شود که مقدار ناچیزی از آن در درون قالب پلیمر یا در خود زنجیره پلیمر باقی می ماند.

PET به عنوان یک پلیمر semi – crystalline طبقه بندی شده و زمانیکه حرارت داده می شود در دمای بالاتر از ۷۲C از حالت سخت شیشه ای به فرم الاستیکی تغیر پیدا می کند.زمانیکه زنجیره های مولکولی پلیمر کشیده شده و در یک راستا قرار می گیرند به فرم رشته ها و یا در دو جهت به شکل فیلم ها و ورقه ها در می آیند.

اگر مواد مذاب سریعا سرد شوند در حالیکه همچنان در حالت کشش نگه داشته شوند.زنجیره ها به صورت جهت دار منجمد شده و سالم باقی می مانند. قرار گرفتن در حالت کشش باعث بروز خصوصیت استحکام می شود. ( خصوصیاتی که در بطری های PET مشاهده می شود. )

اگر PETدر فرم کشیده شده در دمای ۷۲C نگه داشته شود و به آهستگی بلورینه شود مواد رو به مات شدن میل میکنند ،در نتیجه سختی بیشتر و انعطاف کمتر حاصل میشود.(بعدها آن به عنوان crystalline PET شناخته شد) این فرم قادر است دماهای بالاتر را تحمل کند ومی تواند در تولید سینی و ظروف با تحمل درجه حرارت ملایم گاز استفاده شود. این تکنیک heat setting می باشد که اغلب خصوصیت مقاومت شستشو و چروک منسوجات پلی استر را بهبود می بخشند.
اصلاح ما بین هر یک از این فرم ها یک محدوده وسیع از محصولات متفاوت را تولید می کند که تمام گونه ها از همان فرمول شیمیایی اصلی PET اند.