Struktur Kimia Poliester: C10H8O4, Ikatan Ester dan Mengapa Penting

Satu unit berulang poliester yang digunakan dalam tekstil mengandung sepuluh atom karbon, delapan atom hidrogen, dan empat atom oksigen: C10H8O4, sekitar 192 g/mol. Hampir 46 persen massa tersebut berada di dalam dua gugus ester, yaitu ikatan -COO- yang menyatukan rantai. Fakta tersebut menjelaskan mengapa PET meleleh pada suhu mendekati 255 C, mengapa ia hanya menyerap sekitar 0,4 persen kelembapan, mengapa ia harus diwarnai pada suhu 130 C di bawah tekanan, dan mengapa soda kaustik panas dapat melarutkannya.

Tulang punggung yang sama dijalankan melalui benang DTY 75D/72F pada mesin rajut bundar, chip tingkat botol dengan viskositas intrinsik 0,80 dl/g, dan filamen daur ulang yang dibangun kembali dari glikolisis. Baca dari unit pengulangan ke atas, kimianya tetap sederhana. Konsekuensi komersialnya tidak demikian.

Apa Sebenarnya Struktur Kimia Poliester Itu

Poliester adalah polimer apa pun yang unit berulangnya disatukan melalui ikatan ester, dan poliester di balik hampir setiap label tekstil adalah poli(etilen tereftalat), disingkat PET.

Dua monomer membentuk PET. Asam tereftalat menyuplai dua gugus -COOH pada cincin benzena tersubstitusi para, dan etilen glikol menyuplai dua gugus -OH. Asam bertemu alkohol, satu molekul air keluar, satu ikatan ester terbentuk, dan urutannya berulang di kedua arah.

Unit berulang -[O-CH2-CH2-O-CO-C6H4-CO]- adalah sandwich dari dua segmen etilen, satu cincin aromatik, dan dua karbon karbonil dengan oksigen esternya. Penempatan para pada cincin lebih penting daripada ukurannya: hal ini menjaga rantai tetap lurus, sehingga PET terbungkus menjadi kristalit dan meleleh mendekati suhu 255 C. Tukar dengan rantai alifatik yang fleksibel, seperti pada poli(etilen adipat), dan titik lelehnya turun menjadi sekitar 50-60 C.

Bagaimana Hubungan Ester Dibangun: Polimerisasi Kondensasi dalam Empat Tahap

PET diproduksi melalui polimerisasi kondensasi, dan setiap ikatan ester yang terbentuk melepaskan satu molekul kecil, biasanya air atau metanol.

Produsen serat kemudian memilih antara chip normal dengan kualitas SD, FD, CD dan TBR, karena kecerahan dan perilaku pewarnaan sudah ditetapkan pada tahap chip.

Produsen chip normal (SD/FD/CD/TBR). Chip Poliester Normal Stabilitas Tinggi SD/FD/CD/TBR untuk Produksi Serat Tekstil Chip Normal (SD/FD/CD/TBR) Lihat Produk →

Dari Struktur ke Kinerja: Kristalinitas, Viskositas Intrinsik, dan Titik Leleh

Ada dua angka yang memprediksi sebagian besar fungsi benang poliester: viskositas intrinsik, yang mengukur panjang rantai, dan kristalinitas, yang mengukur seberapa erat rantai tersebut dikemas.

Viskositas intrinsik adalah proksi praktis untuk berat molekul. Jarak 0,02 dl/g antara dua keping kira-kira 8 hingga 10 persen berat rata-rata berat molekul, dan hal ini muncul sebagai keuletan, pemanjangan, serapan pewarna, dan putusnya filamen selama pembuatan tekstur.

Mengapa Tulang Punggung Memutuskan Bagaimana Poliester Mengambil Pewarna

PET standar tidak memiliki gugus samping ionik, sehingga tidak dapat diwarnai seperti kapas. Pewarna dispersi harus larut ke dalam bagian amorf serat, dan hal ini hanya terjadi pada suhu sekitar 130 C dan tekanan 2 hingga 3 bar.

Karbonil ester bersifat polar lemah, namun bukan merupakan tempat pewarna. Di bawah suhu transisi gelas mendekati 70-80 C, rantai amorf membeku dan molekul pewarna tidak dapat terjepit di antara rantai tersebut. Di atas suhu 130 C, strukturnya terbuka, pewarna berdifusi ke dalam, dan tetap terperangkap saat serat mendingin.

Benang DTY CD SD Poliester Kationik untuk Pencelupan Dalam DTY poliester kationik menggabungkan manfaat SD dan CD untuk pewarnaan mendalam yang cerah dan seragam, kontaminasi lebih rendah, dan produksi benang tekstil yang hemat biaya. Lihat Produk →

Dimana Strukturnya Rusak: Hidrolisis, Daur Ulang dan Panjang Rantai

Ikatan ester adalah titik lemah poliester, dan setiap jalur daur ulang komersial sengaja menyerangnya.

Daur ulang mekanis mempertahankan tulang punggung namun memperpendeknya. Panas, kelembapan, dan geser selama peleburan kembali rantai potong, sehingga 100 persen filamen daur ulang dapat mencapai 0,05-0,10 dl/g di bawah viskositas murni. Tanpa pemanjang rantai atau campuran murni, keuletan dan keseragaman pewarna akan hilang.

• Glikolisis: etilen glikol pada suhu 180-240 C memutus rantai kembali menjadi bis(2-hidroksietil) tereftalat, yang dapat dipolimerisasi ulang menjadi PET baru.
• Metanolisis: metanol pada 180-280 C dan 20-40 bar menghasilkan dimetil tereftalat dan glikol.
• Hidrolisis: uap atau air pada suhu dan tekanan tinggi mengembalikan asam tereftalat dan glikol.

Benang Poliester Daur Ulang Kekuatan Tinggi SD DTY Benang poliester daur ulang bertekstur semi-kusam dengan kekuatan tarik tinggi, sertifikasi Oeko-Tex dan GRS, untuk pakaian olahraga, luar ruangan, tekstil rumah, dan kain industri. Lihat Produk →

Membaca Spesifikasi Poliester: Apa yang Diberitahukan Strukturnya kepada Anda

Lembar data poliester adalah laporan struktural yang disamarkan, dan empat nilai membawa sebagian besar informasi yang dibutuhkan pembeli.

• Viskositas intrinsik: 0,62-0,68 dl/g adalah tingkat serat normal. Nilai yang lebih rendah berputar lebih dingin tetapi lebih sering pecah selama pembuatan tekstur, sedangkan nilai yang lebih tinggi memerlukan lebih banyak panas untuk menariknya.
• Jumlah denier dan filamen: 75D/72F menghasilkan tangan yang lembut dan menggantung, sementara 150D/48F menghasilkan volume dan penutup. Jumlah filamen juga mengubah cara cahaya dipantulkan, sehingga mengubah bayangan yang tampak.
• Kandungan komonomer: asam isoftalat, dietilen glikol atau natrium 5-sulfoisoftalat menurunkan kristalinitas dan memindahkan titik leleh. Di atas sekitar 3% mol, PET bukan lagi kualitas botol.
• Kelembapan dan penyelesaian akhir: PET mendapatkan kembali kelembapan sekitar 0,4 persen, sehingga cepat kering namun tetap bersifat statis, dan penyelesaian putaran menentukan cara kerjanya pada mesin rajut.

Pembeli yang membutuhkan versi standar, kationik, elastis tinggi, dan daur ulang dari benang yang sama dalam satu program biasanya mempersingkat tahap coba-coba dengan bekerja sama dengan pemasok benang diferensial yang menjalankan keempat baris.

Struktur Poliester: Pertanyaan yang Sering Diajukan

Apa rumus kimia poliester?

Untuk PET tekstil, unit berulangnya adalah C10H8O4 dan polimernya ditulis (C10H8O4)n. Resin komersial tidak memiliki rumus molekul tunggal, karena setiap batch merupakan distribusi panjang rantai, bukan satu molekul. Notasinya sendiri dibongkar dalam penjelasan ini formula poliester PET C10H8O4 .

Apakah poliester tekstil secara kimia sama dengan poliester botol?

Ya, keduanya PET. Perbedaannya terletak pada panjang rantai dan aditif: tingkat serat memiliki viskositas intrinsik 0,62-0,68 dl/g, tingkat botol pada 0,75-0,85 dl/g, dan tingkat serat sering kali mengandung titanium dioksida untuk tumpul atau komonomer untuk pewarnaan.

Apakah poliester daur ulang memiliki struktur yang sama?

Tulang punggungnya identik, namun distribusi panjang rantainya lebih lebar. PET yang didaur ulang secara mekanis biasanya menunjukkan kandungan oligomer yang lebih tinggi dan viskositas intrinsik 0,05-0,10 dl/g lebih rendah, itulah sebabnya banyak pabrik mencampurnya dengan resin murni atau menambahkan pemanjang rantai.

Mengapa poliester memerlukan pewarnaan suhu tinggi?

Karena serat tidak memiliki lokasi pewarna ionik dan daerah amorfnya dibekukan di bawah suhu transisi gelas sekitar 70-80 C. Pewarna dispersi memerlukan suhu sekitar 130 C dan 2-3 bar untuk berdifusi. Nilai pewarna kationik menambahkan gugus sulfonat ke dalam rantai, sehingga warna yang sama dapat dihasilkan pada suhu sekitar 100 C.