واکنش چند تراکمی پلی استر

پلی استر یک ماده الیاف مصنوعی مهم است که مرحله اصلی در فرآیند تولید آن واکنش پلی تراکم است. پلی تراکم فرآیندی است که در آن مولکول های مونومر واکنش نشان می دهند و پلیمرها و محصولات جانبی مولکولی کوچک (معمولاً آب یا متانول) را تشکیل می دهند. برای سنتز پلی استر، رایج ترین مونومرها اسید ترفتالیک (PTA) یا دی متیل ترفتالات (DMT) و اتیلن گلیکول (EG) هستند.

1. واکنش ترانس استریفیکاسیون(در صورت استفاده از DMT): ابتدا DMT با اتیلن گلیکول در یک واکنش ترانس استریفیکاسیون برای تولید مونومر بیس (هیدروکسی اتیل) ترفتالات (BHET) و متانول واکنش می دهد. این واکنش معمولاً در درجه 200-250 رخ می‌دهد و به یک کاتالیزور (مانند ترکیبات آنتیموان) نیاز دارد.
2. واکنش چند تراکمیبعد، BHET تحت چند متراکم شدن بیشتر قرار می گیرد تا پلی (اتیلن ترفتالات) با زنجیره بلند (PET) و آب به عنوان محصول جانبی تشکیل شود. این واکنش معمولاً در دمای بالای 250-280 درجه و در خلاء یا اتمسفر گاز بی اثر برای حذف آب تولید شده انجام می‌شود و واکنش را به سمت پلیمرهای با وزن مولکولی بالاتر هدایت می‌کند.

در واکنش چند تراکمی، گروه های هیدروکسیل (-OH) و کربوکسیل (-COOH) یا استر (-COOR) تحت واکنش های کم آبی یا حذف الکل قرار می گیرند تا پیوندهای استری (-COO-) ایجاد کنند. در طول این فرآیند، مونومرها به تدریج به زنجیره ای متصل می شوند و پلیمرهای خطی را تشکیل می دهند.

کنترل واکنش پلی تراکم برای خواص محصول نهایی بسیار مهم است. دمای واکنش، زمان، مقدار کاتالیزور و شرایط (مانند سطح خلاء یا جریان نیتروژن) همگی بر وزن مولکولی و خواص فیزیکی پلی استر تأثیر می‌گذارند. به عنوان مثال، دمای واکنش بالاتر و زمان واکنش طولانی تر به تشکیل پلی استر با وزن مولکولی بالاتر کمک می کند، اما ممکن است منجر به تخریب و واکنش های جانبی شود.

با کنترل واکنش پلی تراکم، می توان مواد پلی استر با خواص مختلف را برای رفع نیازهای کاربردی مختلف تولید کرد. به عنوان مثال، پلی استر با وزن مولکولی بالا معمولا برای محصولاتی که به استحکام و چقرمگی بالا نیاز دارند، مانند بطری های پلاستیکی و پلاستیک های مهندسی استفاده می شود، در حالی که پلی استر با وزن مولکولی پایین برای ساخت الیاف و فیلم ها استفاده می شود.