Σύνθεση και μοριακή δομή πολυεστερικού υφάσματος

Η χημική ονομασία του πολυεστέρα είναι τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (PET). ανήκει στην κατηγορία των πολυμερών αρωματικών πολυεστερικών ενώσεων. Η βασική δομική μονάδα του σχηματίζεται μέσω της αντίδρασης πολυσυμπύκνωσης τερεφθαλικού οξέος και αιθυλενογλυκόλης και ο μοριακός τύπος του μπορεί να απλοποιηθεί σε [C10H8O4]ₙ. Για τον πολυεστέρα που προορίζεται για παραγωγή ινών, το σχετικό μοριακό βάρος κυμαίνεται τυπικά μεταξύ 18.000 και 25.000. Οι παραλλαγές πολυεστέρα-όπως το μαλλί έχουν γενικά χαμηλότερα μοριακά βάρη, ενώ οι παραλλαγές πολυεστέρα βιομηχανικής{10}}ποιότητας τείνουν να έχουν σχετικά υψηλότερα μοριακά βάρη.

Η ονομασία και η ταξινόμηση των χημικών ινών σε κλωστοϋφαντουργικά προϊόντα τηρεί τα πρότυπα που ορίζονται στο GB/T 4146.1-2009.

Όσον αφορά τη χημική σύνθεση, τα μακρομόρια πολυεστέρα αποτελούνται κυρίως από τμήματα αλειφατικής αλυσίδας (-OCH2CH2O-), εστερικές ομάδες (-COO-), δακτυλίους βενζολίου και τερματικές ομάδες υδροξυλίου. Οι εστερικές ομάδες αντιπροσωπεύουν περίπου το 46% του περιεχομένου του μορίου. Εκτός από τις τερματικές ομάδες υδροξυλίου, το μόριο στερείται άλλων υδρόφιλων πολικών ομάδων. Κατά συνέπεια, η ίνα παρουσιάζει ισχυρή υδροφοβικότητα και εξαιρετικά φτωχές ιδιότητες απορρόφησης υγρασίας. Υπό συνθήκες υψηλής-θερμοκρασίας, οι εστερικές ομάδες μπορεί να υποστούν θερμική αποικοδόμηση. Επιπλέον, παρουσία τόσο υψηλών θερμοκρασιών όσο και νερού, οι αντιδράσεις υδρόλυσης συμβαίνουν εύκολα. Κάτω από ισχυρές αλκαλικές συνθήκες, μπορεί να λάβουν χώρα αντιδράσεις σαπωνοποίησης, οδηγώντας σε μείωση του βαθμού πολυμερισμού. Ωστόσο, σε θερμοκρασίες κάτω των 100 βαθμών, οι τυπικές συγκεντρώσεις απορρυπαντικών γενικά δεν έχουν σημαντική δυσμενή επίδραση στον πολυεστέρα.

Όσον αφορά τη μορφολογική δομή, οι πολυεστερικές ίνες εμφανίζονται ως λείοι, ομοιόμορφοι κύλινδροι κατά μήκος του διαμήκους άξονά τους, ενώ οι διατομές τους είναι συνήθως σχεδόν κυκλικές. Οι εκκολαπτόμενες ίνες που παράγονται μέσω της περιδίνησης τήγματος έχουν άμορφη δομή και παρουσιάζουν σχετικά χαμηλές μηχανικές ιδιότητες. Ως εκ τούτου, πρέπει να υποβληθούν σε επεξεργασίες σχεδίασης (προσανατολισμού) και θερμικής ρύθμισης-για να ανταποκριθούν στις πρακτικές απαιτήσεις εφαρμογής. Τα τελικά προϊόντα πολυεστέρα ταξινομούνται ως ημι-κρυσταλλικά πολυμερή, τα οποία συνήθως παρουσιάζουν ένα επίπεδο κρυσταλλικότητας μεταξύ 40% και 60%, μαζί με υψηλό βαθμό μοριακού προσανατολισμού. Αυτά τα χαρακτηριστικά αποτελούν την κύρια βάση για την υψηλή αντοχή, τον υψηλό συντελεστή και την εξαιρετική σταθερότητα διαστάσεων του υλικού. Οι δομές δακτυλίου βενζολίου εντός των μοριακών αλυσίδων προσδίδουν υψηλό βαθμό ακαμψίας στα τμήματα της αλυσίδας, συμβάλλοντας έτσι στην αντοχή και τη θερμική αντίσταση του υλικού. Αντίθετα, τα τμήματα της αλυσίδας μεθυλενίου (-OCH2CH2O-) παρέχουν έναν ορισμένο βαθμό ευελιξίας, επιτρέποντας στο υλικό να διαθέτει έναν ισορροπημένο συνδυασμό ισχυρών μηχανικών ιδιοτήτων και ικανότητας επεξεργασίας.