بوليستر

اصطناع البوليستر

(n+1) R(OH)2 + n R´(COOH)2 → HO[ROOCR´COO]nROH + 2n H2O.

↵

من جهة ثانية، يمكن الحصول على البوليستر من خلال مجموعة واسعة من التفاعلات التي من أهمها تفاعل الأحماض والكحوليات وتفكك الكحول أو التفكك الحمضي للإسترات منخفضة الوزن الجزيئي أو التفكك الكحولي لكلوريد الأسيل.

وعلى صعيد آخر، يتم تحقيق اصطناع البوليسترات بشكل عام عن طريق تفاعل متعدد التكثيف. انظر «تفاعلات التكثيف في كيمياء البوليمرات». المعادلة العامة لتفاعل الديول مع ثنائي الحموضة هي

أنواع قماش البوليستر

كذلك، البولستر غير المُشبَع: يُشير هذا النوع إلى عائلة البوليستر التي تتكوّن بشكلٍ أساسي من راتنجات التصلّد الحراري الألكيلية التي تتميّز بعدم تشبُّع الفينيل، ويُستخدَم هذا النوع من البوليستر في البلاستيك المّقوّى خاصّةً، ويتمّ استخدامه إلى حدّ كبير نظراً لكونه اقتصاديّاً جدّاً.

وعلى صعيد آخر، يُصنّف البوليستر إلى نوعين رئيسيين، هما: البوليستر المُشبَع، والبولستر غير المُشبَع:

ومن جهة أخرى، البوليستر المُشبَع: يُشير هذا النوع إلى عائلة البوليستر التي تتكوّن بشكلٍ أساسيّ من البوليستر المُشبَع، وهو غير تفاعُليّ كما هو الحال في البوليستر غير المُشبَع، وتتكوّن من السوائل الجُزئيّة مُنخفضة الوزن التي تُستخدَم كمُلدِنات ومفاعلات في تشكيل إيثان البوليمرات، والجُزيئات الخطيّة الحراريّة عالية الوزن مثل البولي ايثيلين، وعادةً ما تكون المَواد المُتفاعِلة للبوليسترات المُشبعة هي الغليكول، والحمض أو الحمض لا المائي.

أسيلة Acylation

كذلك، في الأسيلة، يبدأ الحمض كمركب كلوريد حمض، وبالتالي يستمر التكثيف المتعدد بانبعاث حمض حمض كلور الماء (HCl) بدلاً من الماء.

في هذا الإطار، يمكن أن يتبع تحويل التفاعل معايرة كلوريد الهيدروجين المتطور. تم وصف مجموعة متنوعة من المذيبات بما في ذلك البنزين المكلور (مثل ثنائي كلورو بنزين)، النفثالينات المكلورة أو ثنائي فينيل، إلى جانب العطريات غير المكلورة مثل التيرفينيل أو البنزوفينون أو ثنائي بنزيل بنزين. تم تطبيق التفاعل كذلك بنجاح على تحضير بوليمرات شديدة التبلور وضعيفة الذوبان والتي تتطلب درجات حرارة عالية ليتم الاحتفاظ بها في المحلول (على الأقل حتى يتم الوصول إلى وزن جزيئي مرتفع بدرجة كافية).

وفي هذا السياق، تم تطبيق التفاعل بين كلوريد الدياسيل diacyl chlorides والكحوليات أو المركبات الفينولية على نطاق واسع على تخليق البوليستر وخضع للعديد من النقاش في المراجعات وفصول الكتب.⁠

من جهة ثانية، ينتج عن تفاعل درجة الحرارة المرتفعة (من 100 إلى > 300 درجة مئوية) لكلوريد ثنائي الأسيل مع كحول الديال البوليستر وكلوريد الهيدروجين. في ظل هذه درجات الحرارة المرتفعة نسبيًا، يستمر التفاعل سريعًا بدون محفز:

وفي هذا السياق، يتم إجراء التفاعل عند درجات حرارة أقل من طرق التوازن؛ الأنواع الممكنة هي تكثيف المحلول ذو درجة الحرارة العالية، التفاعلات المحفزة بالأمين والتفاعلات البينية interfacial reactions. فضلًا عن ذلك، يتم احتساب استخدام العوامل المنشطة على أنها طريقة عدم توازن. ثوابت التوازن للتكثيف المعتمد على أسيل كلوريد والذي ينتج عنه أريلات arylates وبولي أريلات polyarylates عالية جدًا بالفعل ويبلغ عنها 4.3 × 103 و 4.7 × 103 ، على التوالي. وبالتالي، غالبًا ما يشار إلى هذا التفاعل على أنه بوليسترة «غير متوازنة». على الرغم من أن التخليق المعتمد على أسيل كلوريد يخضع كذلك للتقارير الواردة في وثائق براءات الاختراع، فمن غير المحتمل أن يتم استخدام التفاعل على نطاق الإنتاج.

وفي السياق ذاته، الطريقة محدودة بسبب التكلفة العالية لثاني كلوريد الحمض وحساسيتها للتفكك المائي وحدوث تفاعلات جانبية.

PSF

بوليستر الألياف الغذائية الأساسية؛

استخدامات البوليستر

البوليستر واستخداماته في مجالات صناعية أخرى

إضافةً إلى ذلك، نظراً للخصائص العديدة التي يتمتّع بها البوليستر يتمّ استخدامه في مجالاتٍ عديدة ولأغراضٍ مُختلفة، ومن أبرز استخدامات البوليستر هي الملابس التي كانت شهيرةً جدّاً في سبعينيات القرن العشرين، وذلك لقوّته وقدرته التحملية، كما تدخُل مادّة البوليسترين في صناعة الكثير من المواد التي تُستَخدَم في مجالات عدّة، ومن أبرز تلك المجالات ما يأتي: السيارات: تُستعمل مادة البوليسترين في صناعة قطع غيار السيارات، ومقابض الأبواب، ولوحات امتصاص طاقة السيارة، وغيرها، كما يُستخدَم البوليستر في صناعة مقاعد حماية الأطفال. المواد العازلة: تُوفّر رغوة البوليسترين خفيفة الوزن عزلاً حراريّاً مُمتازاً في الكثير من الأدوات، مثل بناء الجدران، والأسقف، والثلّاجات، ومرافق التخزين البارد الصناعية، ويتميّز عزل البوليستيرين بمُقاومته لأضرار المياه. الإلكترونيات: تدخُل مادّة البوليسترين في صناعة أجهزة التلفاز، والكمبيوتر، وجميع معدّات تكنولوجيا المعلومات. الطعام: تُستعمل مادة البوليسترين في صناعة أدوات تغليف الطعام، والتي تُساهم في المُحافظة على الطعام لوقتٍ أطول، وتُعدّ أفضل من بدائل حفظ الطعام الأخرى. التعبئة والتغليف: يُستعمل البوليسترين على نطاق واسع لحماية المُنتجات الاستهلاكية، مثل: علب الأقراص المضغوطة، وتغليف المواد الغذائية، وصواني اللحوم والدواجن، وصناديق البيض لأغراض الحماية من التلف. المعدات الطبيّة: تُستعمل مادة البوليسترين في صناعة صواني زراعة الأنسجة، وأنابيب الاختبار، وعلب مجموعات الاختبار، والأجهزة الطبية، وذلك نظراً لسهولة تعقيمها

العزل المائي والحرارى لأسطح المنزل

يتم استخدامه بشكل أساسي في العزل للشركات والمنازل والمصانع

خصائص ألياف البولي استر

الصناعة

من جهة ثانية، تمتاز ألياف البولي إستر بمتانتها ومرونتها وتختلف هذه المتانة والمرونة باختلاف مقدار الشد الواقع عقب الغزل وتمتص ألياف البولي إستر الرطوبة في الظروف العادية بمقدار 0.5 % رطوبة ممتصة في درجات الحرارة العادية كما لا تزيد درجة التشبع عن 0.8 % ولا تنتفخ في الماء إلا بنسبة ضئيلة.

وفي هذا السياق، تتحمل ألياف البولي إستر التسخين فترة طويلة بدون أن يحدث بها تفكك محسوس حيث تبلغ درجة انصهار البولي إستر 249 درجة مئوية وهي أعلى درجة انصهار للألياف الكيماوية.

من جانب آخر، لا يمكن صباغة ألياف البولي إستر بسهولة بسبب عدم انتفاخها وتفتحها وتحتاج عملية صباغتها إلى بعض المواد المساعدة على الانتفاخ وأحيانا الصباغة في درجات الحرارة المرتفعة للمساعدة على تفكك المادة الصابغة داخل مسام الألياف.

التشطيبات النهائية

“يسمى عادة باسم بوليستر مط “

وفي السياق ذاته، يستعمل فيها البوليستر بعد التشطيب النهائي ليعطى سطحا لامعا مقاوماً  للمياه، وينصح استخدامه في طلاء المطابخ واخشاب الحمام.

A-PET

فيلم البولي إيثيلين تيريفثاليت غير متبلور؛

الأسترة الأزيوتروبية Azeotrope esterification

علاوةً على ذلك، في هذه الطريقة الكلاسيكية، يتفاعل الكحول وحمض الكربوكسيل لتكوين إستر كربوكسيلي. لتجميع بوليمر، يجب إزالة الماء المتكون من التفاعل باستمرار عن طريق التقطير الأزيوتروبي.

استخدامات البوليستر في دهان الأخشاب

التشطيبات البدائية :

وفي هذا الصدد، يستعمل البوليستر السائل الشفاف في دهانات الأخشاب، اما في التشطيبات البدائية أو التشطيبات النهائية .

وفي السياق ذاته، يستعمل فيها البوليستر ليسد المسامات الخشبية فيعطى ملمس سطحي ناعم ومستوى بدرجة عالية من الكفاءة كما انه يساعد في حماية الأخشاب على مر السنين .

تطبيقاته

ومن جهة أخرى، تعرف أقمشة البولي إستر لأنها أقل راحة من مثيلاتها المصنوعة من الألياف الطبيعية مثل القطن، ولكنها تتميز عنها بعدة مزايا مثل مقاومة الاهتراء، ومقاومة التجعيد. وللاستفادة من خصائص كلا النوعين من الألياف، عمد إلى إنتاج غزول تحتوي على كلا النوعين وبنسب مختلف طبقا للمواصفات والتطبيقات المختلفة.

كذلك، تعتبر ألياف البولي إستر من الألياف الاصطناعية الأكثر شيوعا. تستعمل أقمشة البولي إستر في الثياب وأقمشة المفروشات مثل أغطية الأسرة، والملاءة، والستائر والأغطية. ويستعمل في التطبيقات الصناعية كما في دواليب السيارات، والسيور الناقلة، وأحزمة الأمان في جميع السيارات، والأقمشة المطلية ، واللدائن الداعمة ذات قدرة الامتصاص العالية. وتستعمل ألياف البولي إستر كذلك كمواد مالئة كما في الوسائد والحشوات والدثائر المريحة واللحف.

ومن ناحية أخرى، يستعمل البولي إستر المقسى حراريا في المواد المؤلفة، كمادة للتقوية أو كمادة أساس (أنظر المواد المؤلفة). وجد هذا النوع من المبلمرات تطبيقات عديدة في صناعة هيكل القوارب، والكثير من أجزاء السيارات.

في هذا الإطار، ويستعمل البولي إستر في صناعة القوارير، والأغشية الرقيقة، والقماش المشمع، والمصافي والمرشحات، والأغشية العازلة كهربائيا، وأغلفة الأسلاك الكهربائية، إلخ.

طريقة استخدامه في التشطيب البدائي للأخشاب

• يتم خلط المصلب على مادة البوليستر بكميات معينة للتحكم في وقت التصلب وقوته .
• ثم يتم طلائه على السطح الخشبي بطريقه احترافية وليست عشوائية.
• بعد التصلب تأتي مرحلة الصنفرة والتنعيم ليتكون سطح خشبي مستوى وناعم وممتاز .
• يوجد نوعين من البوليستر المستعمل في التشطيب البدائي
• بوليستر شفاف ويستعمل في الدهان الأستر للأخشاب.
• بوليستر أبيض ويستعمل في الدهان الدوكو للأخشاب.

من جانب آخر، منتج البوليستر الخاص بالأخشاب يكون غير مشبع فتأتى مع العبوة الخاصة بالبوليستر عبوة  أخرى  بها سائل يسمى المصلب (من البارافين).

عيوب قماش البوليستر

وفي السياق ذاته، يُعتبر قُماش البوليستر غير مُريح بالنسبة للعديد من الأشخاص، وذلك لأنّه لا يسمح بتهوية الجسد عند ارتدائه ممّا يُؤدّي إلى الشعور بالحر والتعرُق بكثرة، كما أنّ خاصية امتصاص الرطوبة فيه مُنخفضة مُقارنةً بالأقمشة الطبيعية كالقُطن، لذلِكَ بدأت الكثير من الشركات المُصنعة للأقمشة بصُنع قماش بوليستر يمتص الرطوبة ليكون مُناسباً للعمل والرياضة، هذا ويُعتبر هذا القماش قابلاً للاشتعال لذلك يجب أخذ الحيطة عند ارتدائه أو استخدامه بالقُرب من النار.

العزل الحراري

• المراجع
• انظر كذلك
• راتنج البولي أستر
• مكرمية
• بولي إيثيلين تيرفثالات

من جانب آخر، تُستعمل هذه الطريقة للحد من تلف أو هلاك الأبنية بسبب تعرضها لدرجات الحرارة العالية والسخونة الشديدة في أيام الصيف الحار، وللعزل الحراري مجموعة من المزايا أهمها ما يأتي: الحفاظ على درجة حرارة مناسبة لمدّة طويلة في الأسطح دون اللجوء إلى تشغيل المكيفات. رفع مستوى الراحة والأمان لمستعملي المباني. تقليل سمك الحوائط والأسقف الخرسانية الضرورية لتقليل مقدار انتقال الحرارة داخل المباني. توفير العبء المادي وحجم الجهد المبذول في محطات إنتاج الطاقة وشبكات التوزيع، لأنّه يُقلل تكاليف استهلاك الطاقة.

طريقة استخدامه

وفي هذا الصدد، يتم تخفيف المادة بالتنر ثم يتم طلائه على الخشب بعد مرحلة التلوين، ويستعمل في طلاء الأستر والدوكو .

علاوةً على ذلك، ويدخل البوليستر في دهانات تسمى دهانات الدوكو فرن ، يستعمل كذلك هذا النوع من الدهانات في دهان الأخشاب ليعطى سطحا كسطح السيارات .يتم طلائه كمرحلة تلوين وتشطيب نهائي ويتم تعرضة للحرارة عن طريق ادخال الخشب إلى الفرن الخاص بالدهان (مثل السيارات) وتاتى مرحلة التلميع .

التفسخ البيولوجي والمخاوف البيئية

ومن ناحية أخرى، كان المنزل المستقبلي مصنوعًا من بلاستيك البوليستر المقوى بالألياف الزجاجية؛ تم العثور على بوليستر-بولي يوريثين، وبولي (ميثيل ميثاكريلات) أحدهما متفككا بواسطة البكتيريا الزرقاء والعتائق.

أساسيات

وعلى صعيد آخر، مستوى السمية المنخفض لجميع المواد الخام والمنتجات الجانبية أثناء الإنتاج والمعالجة

• هناك عدة أسباب لأهمية البولي إيثيلين تيريفثالات polyethylene terephthalate:
• المواد الخام التي يسهل الوصول إليها نسبيًا PTA أو DMT و MEG
• العملية الكيميائية البسيطة المفهومة والموصوفة جيدًا لتركيبها

ومن ناحية أخرى، البولي إيثيلين تيريفثالات polyethylene terephthalate، البوليستر الذي يتمتع بأكبر حصة في السوق، هو بوليمر صناعي مصنوع من حمض التريفثاليك المنقى purified terephthalic acid (PTA) أو ثنائي ميثيل إستر ثنائي ميثيل تريفثالات dimethyl ester dimethyl terephthalate (DMT) وأحادي إيثيلين جلايكول (MEG) monoethylene glycol. مع 18 ٪ من حصة السوق من جميع المواد البلاستيكية المنتجة فهي تتراوح في المرتبة الثالثة بعد البولي إيثيلين (33.5 ٪) والبولي بروبيلين (19.5 ٪) وتعتبر من البلاستيك السلعي.

إمكانية إنتاج PET في حلقة مغلقة مع انبعاثات منخفضة للبيئة

الخصائص الميكانيكية والكيميائية المتميزة

CSD

المشروبات الغازية؛

مقابل البوليمرات الأليفاتية

في هذا الإطار، تسمى البوليمرات المستقرة حرارياً، والتي تحتوي على نسبة عالية من الهياكل العطرية، كذلك بالبلاستيك عالي الأداء؛ يقارن هذا التصنيف الموجه للتطبيق هذه البوليمرات مع اللدائن الهندسية والبلاستيك السلعي. يُذكر عمومًا أن درجة حرارة الخدمة المستمرة للمواد البلاستيكية عالية الأداء أعلى من 150 درجة مئوية، بينما يتم تعريف اللدائن الهندسية (مثل البولي أميد أو البولي كربونات) على أنها لدائن حرارية تحتفظ بخصائصها فوق 100 درجة مئوية. ⁠ المواد البلاستيكية السلعية (مثل البولي إيثيلين أو البولي بروبلين) لها قيود أكبر في هذا الصدد، ولكنها تُصنع بكميات كبيرة بتكلفة منخفضة.

إضافةً إلى ذلك، إن قابلية المعالجة الضعيفة عمومًا للبوليمرات العطرية (مثلًا، نقطة انصهار عالية وقابلية منخفضة للذوبان) تحد كذلك من الخيارات المتاحة للتوليف وقد تتطلب مذيبات مشتركة قوية للتبرع بالإلكترون مثل HFIP أو TFA للتحليل (مثلًا مطياف الرنين المغناطيسي النووي 1H) والتي أنفسهم يمكن أن يقدموا المزيد من القيود العملية.

إضافةً إلى ذلك، ينتج عن هياكل البوليمرات كذلك خصائص معالجة رديئة، ولا سيما نقطة انصهار عالية وقابلية منخفضة للذوبان. تعتمد الخصائص المذكورة بشكل خاص على نسبة عالية من الكربون العطري في العمود الفقري للبوليمر والتي تنتج صلابة معينة.⁠ أو دمج الهياكل غير المتماثلة. تسمح هذه المجموعات بتناوب الروابط بين الحلقات العطرية. الهياكل الأقل تناسقًا، مثلًا المبنية على المونومرات المرتبطة بالميتاتور أو الأورثو، تسبب اضطرابًا بنيويًا وبالتالي تقلل من التبلور.

من جهة ثانية، يحتوي Poly (ester imides) على مجموعة imide العطرية في وحدة التكرار، وتحتوي البوليمرات القائمة على imide على نسبة عالية من الهياكل العطرية في السلسلة الرئيسية وتنتمي إلى فئة البوليمرات المستقرة حرارياً. تحتوي هذه البوليمرات على هياكل تنقل درجات حرارة انصهار عالية، ومقاومة للتفكك التأكسدي واستقرار للإشعاع والكواشف الكيميائية. من بين البوليمرات المستقرة حرارياً ذات الأهمية التجارية بوليميدات، بولي سلفون، بولي إيثير كيتون، بولي بنزيميدازول. من بين هؤلاء، يتم استخدام البوليميدات على نطاق واسع.

استرة كحولية

كذلك، إن اصطناع (تخليق) الصهر عالي الحرارة بين ثنائي أسيتات ثنائي الأسيتات وأحماض ثنائي الكربوكسيل العطرية أو في الاتجاه المعاكس بين ثنائي الفينول وإسترات ثنائي فينيل حمض الكربوكسيل العطري (يتم إجراؤه عند 220 إلى 320 درجة مئوية عند إطلاق حمض الأسيتيك)، إلى جانب التخليق المعتمد على أسيل كلوريد، الطريق المفضل للبوليستر العطري بالكامل.

إضافةً إلى ذلك، يستعمل مصطلح ترانسستيري Transesterification عادة لوصف تفاعلات تبادل الهيدروكسي - إستر، الكربوكسي - الإستر، وتفاعلات التبادل الإستر. يمتلك تفاعل تبادل الهيدروكسي والإستر أعلى معدل تفاعل ويستعمل لإنتاج الكثير من البوليسترات العطرية - الأليفاتية والعطرية بالكامل. يعتبر الاصطناع المعتمد على الأسترة التبادلية مفيدًا بشكل خاص عند استخدام أحماض ثنائي الكربوكسيل عالية الذوبان وذوبان ضعيفة. فضلًا عن ذلك، فإن الكحوليات كمنتج تكثيف تكون أكثر تطايرًا وبالتالي يسهل إزالتها من الماء.

كذلك، الأسترة التبادلية transesterification : هو تكاثف أوليغومر oligomer منتهي بالكحول وأوليغومير منتهي بالإستر لتكوين ارتباط إستر، مع فقد كحول. R و R' هما سلسلتا oligomer ، R عبارة عن وحدة قربانية مثل مجموعة الميثيل (الميثانول هو المنتج الثانوي لتفاعل الأسترة).

غير قابلة للتجديد

علاوةً على ذلك، البوليستر عبارة عن ألياف بترولية صناعية، وبالتالي فهي مورد غير متجدد كثيف الكربون. يتم استخدام ما يقرب من 70 مليون برميل من النفط سنويًا في صناعة البوليستر حول العالم، وهو الآن أكثر الألياف استخدامًا في صناعة الملابس. لكن الأمر يستغرق أكثر من 200 عام حتى تتفكك.

DTY

خيوط منسوجة؛

FDY

خيوط مسحوب بالكامل؛

BO-PET

فيلم البولي إيثيلين تيريفثاليت ثنائي المحور؛

ومن جهة أخرى، يتم استخدام جزء صغير مماثل من السوق (أقل بكثير من مليون طن / سنة) من البوليستر لإنتاج اللدائن الهندسية وماسترباتش.

من جهة ثانية، إلى جانب وحدات المعالجة الكبيرة المذكورة أعلاه لإنتاج الألياف أو الخيوط الأساسية، هناك عشرة آلاف من مصانع المعالجة الصغيرة والصغيرة جدًا، بحيث يمكن للمرء تقدير أن البوليستر تتم معالجته وإعادة تدويره في أكثر من 10000 مصنع حول العالم. هذا دون احتساب جميع الشركات العاملة في صناعة التوريد، بدءًا من الآلات الهندسية والمعالجة وانتهاءًا بالإضافات الخاصة والمثبتات والألوان. هذا مجمع صناعي ضخم ولا يزال ينمو بنسبة 4-8٪ سنويًا، اعتمادًا على منطقة العالم.

كذلك، من أجل إنتاج ذوبان البوليستر بكفاءة عالية وخطوات معالجة عالية الإنتاج مثل الألياف الأساسية (50-300 طن / يوم لكل خط غزل) أو POY / FDY (حتى 600 طن / يوم مقسمة إلى قرابة 10 آلات غزل) وفي الوقت نفسه، المزيد والمزيد من العمليات المباشرة المتكاملة رأسياً. وهذا يعني أن البوليمر المصهور يتم تحويله مباشرة إلى ألياف أو خيوط نسيجية بدون الخطوة الشائعة لتكوير. نحن نتحدث عن التكامل الرأسي الكامل عندما يتم إنتاج البوليستر في موقع واحد بدءًا من الزيت الخام أو منتجات التقطير في زيت السلسلة ← بنزين ← PX ← PTA ← PET تذوب ← ألياف / خيوط أو راتينج بدرجة الزجاجة. في غضون ذلك، يتم إنشاء هذه العمليات المتكاملة في عمليات متقطعة إلى حد ما في موقع إنتاج واحد. كانت شركة إيستمان للكيماويات أول من قدم فكرة إغلاق السلسلة من PX إلى راتينج PET من خلال ما يسمى بعملية INTEGREX. تبلغ قدرة مواقع الإنتاج المتكاملة رأسياً هذه> 1000 طن / يوم ويمكن أن تصل بسهولة إلى 2500 طن / يوم.

ميّزات قماش البوليستر

علاوةً على ذلك، يتمتّع بمرونةٍ عالية سواءً كان رطباً أم جافّاً. هو من الأقمشة سَهلة الغسيل والتنشيف.

وفي هذا السياق، يُعد مُقاوماً للتجاعيد. يُعد مُقاوماً للعفن. يُعد مُقاوماً للتآكل.

من جهة ثانية، يحتفظ البوليستر بشكله والطيّات التي توجد فيه، وبالتالي هو جيّد لصُنع الملابس للمناخات القاسية.

من جانب آخر، يُعدّ ذا قدرةٍ تحمُليّة عالية، فهو مُقاوم لمُعظم المواد الكيميائية، ويتمدّد ويَتقلّص.

ومن جهة أخرى، يتمّيز قماش البوليستر بالعديد من الميّزات والخصائص الفريدة، ومن أبرزها ما يأتي:

قماش البلويستر وأليافه قويّة جداً.

وفي هذا الصدد، البوليستر ذو طبيعة نافرة من المياه، ولذلك هو سريع الجَفاف، ويُمكن استخدامه للعَزل عن طريق تَصنيع الألياف المجوّفة.

قماش البوليستر

ومن ناحية أخرى، يُصنَع البوليستر من خلال حُدوثِ تفاعُلٍ بين الحمض والكحول، وعند حصول هذا التفاعُل تتَظافر اثنتين أو أكثر من الجُزيئات لتكوين جزيء كبير، ويُمكِن أن تُشكِّل ألياف البوليستر جُزيئاتٍ طويلة جداً ومُستقِرّة وقويّة، وتُسمّى عَمليّة تكوين البوليستر بالبلمرة، وفي الوقت الحاضر يُستعمل البوليستر في تصنيع الكثير من المُنتجات، مثل الملابس، والمفروشات المنزلية، والأقمشة الصناعيّة، وأجهزة الكمبيوتر، ويتميّز البوليستر بالعديد من المزايا التي تُضاهي الأقمشة التقليديّة مثل القطن.

كذلك، البوليستر الذي يتم صناعة الأقمشة به هو المجموعة المسماة بالبولي إيثيلين تيرفثالات، وهي مادة تقاوم الحرارة، وتستعمل في صناعة الألبسة المقاومة والمضادة للحريق .

إضافةً إلى ذلك، يتم إنتاج البوليستر على شكل حبيبات صغيرة، يتم صهرها وتمريرها من خلال ثقوبٍ دقيقة، وتُنسَج الخيوط الناتجة لتشكيل الألياف. هذه الألياف، المعروفة باسم تيريلين أو دكرون، ويستعمل البوليستر بشكلٍ منفرد أو مختلط مع ألياف أخرى مصنّعة أو طبيعيّة.

من جانب آخر، قماش البوليستر (بالإنجليزيّة: Polyester) هو أحد أنواع الأقمشة التي تتكوّن من أليافٍ صِناعيّة تمّ تطويرُها في القرن العشرين في المُختبرات العلمية، وكلمة بوليستر مُشتقّة من مُفردتي "poly" التي تعني العديد، و "ester" وهو مركّب كيميائي عضوي أساسي. إنّ المادّة الأساسيّة المُستخدَمة في صنع البوليستر هي الإثيلين، وهي مُشتقّة من البترول، إلى جانب الهواء، والفحم، والماء.

معالجة البوليستر

وفي هذا الصدد، بعد المرحلة الأولى من إنتاج البوليمر في مرحلة الصهر (الذوبان)، ينقسم تيار المنتج إلى منطقتين مختلفتين للتطبيق وهما بشكل أساسي تطبيقات النسيج وتطبيقات التغليف. في الجدول التالي، يتم سرد التطبيقات الرئيسية للمنسوجات وتغليف البوليستر.

Abbreviations:

أنواع Types

علاوةً على ذلك، يمكن كذلك أن تكون البوليسترات عبارة عن أوليغومرات تليفونية مثل بولي كابرولاكتون ديول (PCL) والبولي إيثيلين أديبات ديول (PEA). ثم يتم استخدامها كبوليمرات أولية.

إضافةً إلى ذلك، يتم استخدام البوليسترات ذات الكتلة المولية المنخفضة الخطية الأليفاتية (Mn <10000) هيدروكسي المنتهية كإعدادات كبيرة لإنتاج البولي يوريثان.

تتكون عائلة البولي إستر من:

ومن ناحية أخرى، تقدم البوليسترات الخطية العطرية بالكامل خصائص ميكانيكية فائقة ومقاومة للحرارة وتستعمل في عدد من التطبيقات عالية الأداء.

إضافةً إلى ذلك، تُستعمل البوليسترات مفرطة الامتياز كمعدلات ريولوجيا في اللدائن الحرارية أو كوصلة متشابكة في الطلاءات بسبب لزوجتها المنخفضة بشكل خاص وقابلية ذوبان جيدة ووظائف عالية

من جانب آخر، البوليسترات الخطية الأليفاتية عالية الوزن الجزيئي (Mn> 10000) هي بوليمرات نصف متبلورة منخفضة الذوبان (م. ص 40-80 درجة مئوية) وتظهر خصائص ميكانيكية ضعيفة نسبيًا. إن قابليتها للتفكك المتأصل، الناتجة عن عدم استقرار حالتها المائية، تجعلها مناسبة للتطبيقات حيث يكون التأثير البيئي المحتمل مصدر قلق، مثلًا التعبئة والتغليف والمواد التي يمكن التخلص منها أو أغشية النشارة الزراعية ⁠ أو في التطبيقات الطبية الحيوية والصيدلانية.

وعلى صعيد آخر، يتم إنتاج البوليسترات غير المشبعة من كحول متعدد الوظائف وأحماض ثنائية القاعدة غير مشبعة ويتم ربطها فيما بعد؛ يتم استخدامها كمصفوفات في المواد المركبة. تصنع راتنجات الألكيد من الكحوليات متعددة الوظائف والأحماض الدهنية وتستعمل على نطاق واسع في الطلاء والصناعات المركبة حيث يمكن ربطها في وجود الأكسجين. توجد كذلك بوليستر شبيهة بالمطاط، تسمى اللدائن البلاستيكية الحرارية (استر TPEs). البوليسترات غير المشبعة (UPR) هي راتنجات بالحرارة. يتم استخدامها في الحالة السائلة كمواد صب، وفي مركبات تشكيل الألواح، وراتنجات تصفيح من الألياف الزجاجية وفي حشوات جسم غير معدنية. كما أنها تستعمل كمصفوفة بوليمر حرارية في pregs. تجد البوليسترات غير المشبعة المقواة بالألياف الزجاجية تطبيقًا واسعًا في أجسام اليخوت وأجزاء جسم السيارات.

ومن جهة أخرى، البوليستر الأليفاتية العطرية، بما في ذلك بولي (الاثيلين تيريفثاليت) وبولي (بوتيلين البولي)، هي مواد semicrystalline (م. ص. 160-280 °C) ذوبان العالية التي وتبين استخدام مثل اللدائن الحرارية الهندسية، BERS فاي وLMS فاي.

وعلى صعيد آخر، اعتمادًا على التركيب الكيميائي، يمكن أن يكون البوليستر لدن بالحرارة أو بالحرارة. هناك كذلك راتنجات بوليستر تمت معالجتها بواسطة مواد صلبة؛ ومع ذلك، فإن البوليسترات الأكثر شيوعًا هي اللدائن الحرارية. تتفاعل مجموعة OH مع مركب وظيفي Isocyanate في نظام مكون من مكونين ينتج طلاءات يمكن أن تكون مصطبغة بشكل اختياري. قد يتغير شكل البوليسترات مثل اللدائن الحرارية بعد تطبيق الحرارة. في حين أنه قابل للاحتراق في درجات حرارة عالية، تميل البوليسترات إلى الانكماش بعيدًا عن اللهب وتنطفئ ذاتيًا عند الاشتعال. تتميز ألياف البوليستر بمقاومة عالية ومعامل E فضلًا عن امتصاص منخفض للماء وتقليل الانكماش مقارنة بالألياف الصناعية الأخرى.

علاوةً على ذلك، تؤدي زيادة الأجزاء العطرية من البوليستر إلى زيادة درجة حرارة التحول الزجاجي، ودرجة حرارة الانصهار، والاستقرار الحراري، والاستقرار الكيميائي...

من جهة ثانية، البوليسترات هي واحدة من أهم فئات البوليمرات من الناحية الاقتصادية، مدفوعة بشكل خاص بـ PET ، والتي تُعتبر من بين المواد البلاستيكية الأساسية؛ في سنة 2000 تم إنتاج قرابة 30 مليون طن في جميع أنحاء العالم. تنوع الهياكل والخصائص في عائلة البوليستر كبير جدًا، اعتمادًا على طبيعة المجموعة R (انظر الشكل الأول مع مجموعة الإستر الأزرق).

تلوث موائل المياه العذبة ومياه البحر

ومن جهة أخرى، قضى فريق من جامعة بليموث في المملكة المتحدة 12 شهرًا في تحليل ما حدث عندما تم غسل عدد من المواد الاصطناعية في درجات حرارة مختلفة في الغسالات المنزلية، باستخدام مجموعات مختلفة من المنظفات، لتحديد كمية الألياف الدقيقة. ووجدوا أن متوسط حمل الغسيل البالغ 6 كجم يمكن أن يطلق ما يقدر بنحو 137951 من الألياف من مزيج البوليستر والقطن، و 496030 أليافًا من البوليستر و 728789 من الألياف من الأكريليك. تضيف هذه الألياف إلى التلوث العام للمواد البلاستيكية الدقيقة.

طريقة Silyl

طريقة خلات (الأسترة)

بلمرة فتح الحلقة

من جانب آخر، في هذا البديل من طريقة حمض الهيدروكلوريك، يتم تحويل كلوريد حمض الكربوكسيل مع ثلاثي ميثيل سيليل الأثير لمكون الكحول ويتم الحصول على إنتاج كلوريد ثلاثي ميثيل سيليل

العزل المائي

كذلك، هي طريقة مستعملة لمقاومة المياه الناتجة من سقوط الأمطار والرطوبة والتي تؤدي في كثير من الأحيان تسريب المياه بأسلوب أو بآخر فتهلك الأساسات في البناء، وتظهر الشقوق في الجدران والأسطح مما يؤدي إلى تعرض أفراد الأسرة للمخاطر بسبب زيادة احتمالية حدوث انهيارات.

الأسترة المنصهرة Melt esterification

وفي هذا الصدد، يعتبر البوليستر السائب المباشر عند درجات حرارة عالية (150 - 290 درجة مئوية) مناسبًا جيدًا ويستعمل على المستوى الصناعي لإنتاج البوليستر الأليفاتي والبوليستر غير المشبع والبوليستر العطري الأليفاتي. تُظهر المونوميرات التي تحتوي على مجموعات هيدروكسيل الفينولية أو الثلاثية تفاعلًا منخفضًا مع الأحماض الكربوكسيلية ولا يمكن بلمرتها عن طريق الاسترة الحمضية المباشرة القائم على الكحول. في حالة إنتاج PET ، فإن العملية المباشرة لها الكثير من المزايا، على وجه الخصوص معدل التفاعل أسرع، الوزن الجزيئي الأعلى الذي يمكن بلوغه، إطلاق الماء بدلاً من الميثانول وانخفاض تكاليف تخزين الحمض عند مقارنته بالإستر بسبب انخفاض الوزن.

من جانب آخر، عندما تكون نقاط انصهار المونوميرات منخفضة بدرجة كافية، يمكن تكوين بوليستر عن طريق الأسترة المباشرة أثناء إزالة ماء التفاعل عن طريق الفراغ.

إعادة التدوير

إضافةً إلى ذلك، في الجدول التالي، يظهر الإنتاج العالمي المقدر للبوليستر. التطبيقات الرئيسية هي البوليستر النسيجي، راتنجات البوليستر الزجاجي، فيلم بوليستر بشكل أساسي للتغليف والبوليستر المتخصص للبلاستيك الهندسي. بحسب هذا الجدول، قد يتجاوز إجمالي إنتاج البوليستر في العالم 50 مليون طن سنويًا قبل عام 2010.

مجموعة متنوعة من المنتجات الوسيطة والنهائية.

POY

خيوط موجهة جزئيًا؛

الارتباط المتبادل

من جانب آخر، البوليستر غير المشبع عبارة عن راتنجات بالحرارة. وهي بشكل عام عبارة عن بوليمرات مشتركة يتم تحضيرها عن طريق بلمرة واحد أو أكثر من ديول مع أحماض ثنائي الكربوكسيل مشبعة وغير مشبعة (حمض الماليك، حمض الفوماريك ...) أو أنهيدريدها. تتفاعل الرابطة المزدوجة للبوليستر غير المشبع مع مونومر فينيل، عادة ستيرين، مما ينتج عنه بنية ثلاثية الأبعاد متصالبة. يعمل هذا الهيكل كصلابة حرارية. يبدأ تفاعل الارتباط المتبادل الطارد للحرارة من خلال محفز، يكون عادةً بيروكسيد عضوي مثل بيروكسيد ميثيل إيثيل كيتون أو بيروكسيد البنزويل.