Polyester je dôležitý syntetický vláknitý materiál, pričom hlavným krokom v jeho výrobnom procese je polykondenzačná reakcia. Polykondenzácia je proces, pri ktorom molekuly monomérov reagujú za vzniku polymérov a vedľajších produktov s malými molekulami (zvyčajne voda alebo metanol). Na syntézu polyesteru sú najbežnejšími monomérmi kyselina tereftalová (PTA) alebo dimetyltereftalát (DMT) a etylénglykol (EG).
Kroky reakcie:
- Transesterifikačná reakcia(ak používate DMT): Najprv DMT reaguje s etylénglykolom v transesterifikačnej reakcii za vzniku monoméru bis(hydroxyetyl)tereftalátu (BHET) a metanolu. Táto reakcia sa zvyčajne vyskytuje pri 200-250 stupňoch a vyžaduje katalyzátor (ako sú zlúčeniny antimónu).
- Polykondenzačná reakcia: Ďalej BHET prechádza ďalšou polykondenzáciou za vzniku poly(etyléntereftalátu) s dlhým reťazcom (PET) a vody ako vedľajšieho produktu. Táto reakcia zvyčajne prebieha pri vysokej teplote 250-280 stupňa a vo vákuu alebo v atmosfére inertného plynu, aby sa odstránila produkovaná voda, čím sa reakcia poháňa smerom k polymérom s vyššou molekulovou hmotnosťou.
Mechanizmus reakcie:
Pri polykondenzačnej reakcii hydroxylové (-OH) a karboxylové (-COOH) alebo esterové (-COOR) skupiny podliehajú dehydratácii alebo reakciám na odstránenie alkoholu za vzniku esterových väzieb (-COO-). Počas tohto procesu sa monoméry postupne spájajú do reťazcov a vytvárajú lineárne polyméry.
Riadenie reakcie:
Riadenie polykondenzačnej reakcie je rozhodujúce pre vlastnosti konečného produktu. Reakčná teplota, čas, množstvo katalyzátora a podmienky (ako je úroveň vákua alebo prietok dusíka), to všetko ovplyvňuje molekulovú hmotnosť a fyzikálne vlastnosti polyesteru. Napríklad vyššie reakčné teploty a dlhšie reakčné časy pomáhajú vytvárať polyester s vyššou molekulovou hmotnosťou, ale môžu tiež viesť k degradácii a vedľajším reakciám.
Priemyselné aplikácie:
Riadením polykondenzačnej reakcie možno vyrábať polyesterové materiály s rôznymi vlastnosťami, ktoré spĺňajú rôzne aplikačné potreby. Napríklad polyester s vysokou molekulovou hmotnosťou sa zvyčajne používa na výrobky vyžadujúce vysokú pevnosť a húževnatosť, ako sú plastové fľaše a technické plasty, zatiaľ čo polyester s nízkou molekulovou hmotnosťou sa používa na výrobu vlákien a fólií.
