پلی اتیلن ترفتالات (PET)

پلی اتیلن ترفتالات، که به اختصار PET یا PETE شناخته می شود، ماده‌ای است که صنایع بی شماری را متحول کرده است. این پلیمرترموپلاستیک قوی، سبک و قابل بازیافت است که کاربردهای فراوانی در محصولات گوناگون دارد: از بطری های نوشیدنی پلاستیکی که همیشه در دسترس هستند تا الیاف مستحکم لباس ها.

پلی اتیلن ترفتالات (PET) که به اختصار PET یا PETE شناخته می‌شود، ماده‌ای همه‌گیر است که صنایع بی شماری را متحول کرده است.

ساختار شیمیایی پلی اتیلن ترفتالات توسط واحدهای تکرار شونده اتیلن گلیکول (MEG) و اسید ترفتالیک (PTA) مشخص می شود. فرمول شیمیایی آن به صورت (C10H8O4)n نمایش داده می شود.
که در آن (n) تعداد واحدهای تکرارشونده در زنجیره پلیمری را نشان می دهد. فرایند پلیمریزاسیون شامل واکنش تراکم بین این دو مونومر است که منجر به تشکیل پیوندهای استر (-CO-O-) می شود.

پلی اتیلن ترفتالات یک پلیمر خطی است که در زنجیره اصلی خود حلقه‌های آروماتیک دارد. حلقه‌های آروماتیک موجود در زنجیره اصلی به استحکام و سختی آن کمک می‌کنند. همچنین پیوندهای استر (-COO-) باعث ایجاد انعطاف‌پذیری می‌شوند.

اتیلن گلیکول (MEG):

اتیلن گلیکول ماده اولیه برای تولید پلی اتیلن ترفتالات است. که به عنوان پل‌هایی بین واحدهای اسید ترفتالیک عمل کرده و زنجیره اصلی پلیمر را تشکیل می‌دهند.

ترفتالیک اسید (PTA):

اسید دو عاملی آروماتیک، ساختار زنجیره اصلی پلیمر را تشکیل می‌دهد که مسئول سفتی و استحکام پلیمر است.

پلی اتیلن ترفتالات را می‌توان برای بهبود خواص آن در کاربردهای خاص، اصلاح کرد یا با ترکیبات دیگری کوپلیمر کرد. اصلاحات رایج عبارتند از:

• یکی از نمونه‌های رایج تغییرپذیری PET، تولید PETG (PET-G) است. در PETG بجای اتیلن گلیکول از سیکلوهگزان دی‌متانول (CHDM) استفاده می‌شود. این جایگزینی باعث کاهش دمای ذوب پلیمر و تحت تاثیر قرار دادن تبلور آن می‌شود. به عبارت دیگر، CHDM ساختار مولکولی PET را تغییر می‌دهد که منجر به کاهش نقطه ذوب و احتمالاً برخی خواص دیگر مانند استحکام و شفافیت می‌شود.
• یکی دیگر از روش‌های بهبود خواص، کوپلیمر کردن آن با ترکیبات دیگر است. در این روش با مقادیر کمی از مواد هممونومر مانند اسید ایزوتالیک، سیکلوهگزان دی‌متانول (CHDM)، دی‌اتیلن گلیکول (DEG) ترکیب می‌شود. این هممونومرها می‌توانند بر برخی از ویژگی‌ها مانند بلورینگی و عملکرد سدکنندگی تأثیر بگذارند.

تولید پلی اتیلن ترفتالات شامل ترکیب اتیلن گلیکول با دی متیل ترفتالات (DMT) یا اسید ترفتالیک خالص (PTA) است. این اجزا تحت کاتالیز ترکیب آنتیموان یا تیتانیوم با یک فسفیت به عنوان تثبیت کننده و یک عامل آبی مانند نمک کبالت برای جلوگیری از زرد شدن واکنش نشان می دهند. پس از واکنش شیمیایی، رشته‌های به دست آمده اکسترود (بیرون رانده) شده، سرد و به شکل گلوله‌های کوچک در می‌آیند. سپس این گلوله‌ها قابل ذوب شدن و شکل‌دهی از طریق فرآیندهایی مانند اکستروژن یا قالب‌گیری تزریقی هستند.

محبوبیت گسترده این ماده به دلیل ترکیب استثنایی ویژگی هایی است که آن را برای کاربردهای متنوعی مناسب می سازد:

پلی اتیلن ترفتالات در تولید بطری، شیشه و ظروف برای آب، نوشیدنی‌های گازدار، آبمیوه‌ها و سایر فرآورده‌های غذایی حرف اول را می‌زند. خواص سدکنندگی و شفافیت عالی این ماده، ایمنی و کیفیت مواد غذایی بسته‌بندی شده را تضمین می‌کند.

الیاف پلی اتیلن ترفتالات که به طور کلی با نام پلی استر شناخته می‌شوند، جایگاه قدرتمندی در کاربردهای مختلف نساجی پیدا کرده‌اند. به دلیل استحکام، دوام و سهولت نگهداری، الیاف پلی استر گزینه ای محبوب برای پوشاک، مبلمان منزل و پارچه های صنعتی به شمار می روند.

خواص مکانیکی خوب، این ماده را برای کاربردهای مهندسی متنوعی مناسب می‌کند. برای نمونه، از این ماده در قطعات خودرو (مانند کانکتورهای الکتریکی، اجزای زیر کاپوت)، محفظه‌های الکترونیکی و کالاهای مصرفی استفاده می‌شود.

در فیلم‌ها برای بسته‌بندی و برچسب‌گذاری، مصالح ساختمانی مانند عایق‌ها و لعاب‌ها و حتی وسایل پزشکی مانند ایمپلنت‌ها و پروتزها استفاده می‌شود.

• مقاومت حرارتی پایین: مقاومت در برابر گرما پلی اتیلن ترفتالات نسبت به برخی پلیمرهای دیگر کمتر است. این محدودیت، استفاده از آن را در محیط‌های با دمای بالا محدود می‌کند.
• احتمال تغییر طعم: رزین‌های پلی اتیلن ترفتالات می‌توانند در معرض اکسیژن قرار بگیرند و اکسید شوند که به مرور زمان منجر به تغییر طعم مواد غذایی و نوشیدنی‌های نگهداری شده در ظروف این مواد شود.
• نگرانی‌های زیست‌محیطی: پلی اتیلن ترفتالات تجزیه‌پذیر زیستی نیست. این موضوع چالش‌هایی را در مدیریت پسماند و تأثیر آن بر محیط زیست ایجاد می‌کند.
• حساسیت به دما: پلی اتیلن ترفتالات در دماهای بالا به راحتی تغییر شکل می‌دهد. این ویژگی باید در فرآیند تولید و کاربرد نهایی آن در نظر گرفته شود.
• مقاومت شیمیایی محدود: پلی اتیلن ترفتالات در برابر اسیدها و بازها مقاومت ندارد. این محدودیت، استفاده از آن را در محیط‌هایی که در معرض این مواد شیمیایی قرار دارد، محدود می‌کند.

در نتیجه، پلی اتیلن ترفتالات (PET) یک پلیمر گرمانرم (ترموست) قابل توجه است که ترکیبی از خواص استثنایی و کاربردهای گسترده در صنایع مختلف را ارائه می‌دهد. ساختار شیمیایی منحصر به فرد، فرآیندهای تولید و ویژگی‌های فیزیکی این ماده، همگی در استفاده گسترده آن در بسته‌بندی، منسوجات و پلاستیک‌های مهندسی نقش بسزایی دارند. با وجود اهمیت بالای رسیدگی به مسائل زیست‌محیطی، تلاش‌های مداوم در زمینه بازیافت، پایداری و توسعه جایگزین‌های زیستی این ماده صورت گرفته است.