Évente több mint 60 millió tonna poliésztert aprítanak ki, és szinte minden szál, minden palack, minden film ugyanúgy kezdődik, mint az apró, áttetsző pelletek, amelyeket poliészter chipsnek neveznek. Ezek a granulátumok a poliészter világ építőkövei, amelyek azt a kémiai jelet hordozzák, amely meghatározza, hogy a fonal mélyre fest, a palack nyomást bír-e, vagy a film szakadás nélkül nyúlik-e.
Poliészter chip lényegében polietilén-tereftalát (PET) olvadékolt pehely vagy pellet. Belső viszkozitása (IV), karboxil végcsoportjai, dietilénglikol tartalma és kristályossága mind a chipre vezethető vissza. Rosszul állítja be a chipet, és a későbbi feldolgozás nagyon költséges problémává válik.
A poliészter chipek szilárd, félkristályos pelletek, amelyeket tisztított tereftálsav (PTA) monoetilénglikollal (MEG) való polimerizálásával állítanak elő. A folyamatos vagy szakaszos olvadékfázisú reakció egy amorf polimert eredményez, amelyet extrudálnak, lehűtenek és egyenletes szemcsékre vágnak - jellemzően 2-4 mm méretűek. Ezeket a forgácsokat azután megszárítják, és olyan folyamatokba vezetik be, mint az olvadékfonás, fröccsöntéses fúvóformázás vagy filmextrudálás.
A polimer molekulatömegét belső viszkozitásban fejezzük ki (IV, dl/g-ban mérve). A magasabb IV hosszabb polimerláncokat jelent, ami nagyobb olvadékszilárdságot, jobb szakítószilárdságot és gyakran jobb átlátszóságot jelent a palackgyantában. A textil minőségű chipek 0,62–0,68 IV-es értéken működhetnek, míg egy vizes palack előformájához valami közelebb van a 0,80-hoz. A chip nem csak alapanyag; ez egy specifikáció.
Nem minden poliészter chip cserélhető fel. Morfológiájuk, katalizátorrendszerük, adalékanyaguk és IV-jük meghatározott eredményekhez van hangolva. A családok három nagy csoportra oszlanak – normál, újrahasznosított és speciális –, mindegyik alatt több tucat aljzat található.
Normál vagy szabványos chipek alkotják a piac zömét. Szűz PTA-ból és MEG-ből állítják elő antimon alapú katalizátorok felhasználásával, és csillogás alapján hasíthatók:
A normál chipek egy részhalmaza a textilpalack-minőségű újrahasznosított (TBR) chipek, amelyek a fogyasztás utáni újraköszörülést a szűz anyaggal keverik. A standard tartomány teljes áttekintéséhez fedezze fel normál poliészter chips .
Az újrahasznosított poliészter forgács fogyasztás utáni PET-palackok vagy posztindusztriális hulladékok köszörülésével, mosásával és újraextrudálásával készül. A mechanikus újrahasznosítási folyamat elkerülhetetlenül csökkenti a IV; szűz palack chip lehet 0,80, de az újrahasznosított pehely gyakran 0,72-0,76-ra csökken. A szilárdtest-polimerizáció (SSP) képes újjáépíteni a IV-t, de a karboxil-végcsoportok és a sárgaság kezelése továbbra is napi küzdelem. Ennek ellenére a jól feldolgozott újrahasznosított chip akár 50%-kal is csökkenti a szénlábnyomot a szűz anyagokhoz képest. A fenntartható alapanyagokkal kapcsolatos részletek benne vannak újrahasznosított poliészter forgács .
Ezek a chipek egy szulfonát komonomert – jellemzően nátrium-szulfoizoftalátot – tartalmaznak, amely színezőhelyeket nyit meg a bázikus (kationos) festékek számára. Az eredmény: mély, ragyogó árnyalatok atmoszférikus forrásban, hordozók nélkül, kritikusak a poliészter-pamut keverékeknél és a divatos aktív ruházatnál. A CD-chipek szigorúbb ellenőrzést igényelnek a dietilénglikol és az IV között, mivel az ionos komonomer felgyorsíthatja a termikus lebomlást a centrifugálás során.
A speciális minőségek túlmutatnak a szokásos recepteken. A nagy IV-értékű forgács (0,90–1,20) az ipari fonalakba és a gumiabroncs-zsinórba kerül; alacsony IV-értékű forgács (0,48–0,55) betáplált mesterkeverék és bevonat alkalmazások. További niche-példák közé tartoznak az égésgátló forgácsok (foszfor alapú), az antimonmentes forgácsok élelmiszerekkel való érintkezéshez, a matt forgácsok és az alacsony olvadáspontú, nem szőtt ragasztásra szolgáló forgácsok. A szabadalmaztatott adalékcsomagok azt jelentik, hogy minden minőség a saját silójában él. alatt széles választék érhető el speciális poliészter chipek .
A folyamat azzal kezdődik, hogy a PTA és MEG szuszpenzió – körülbelül 1:1,15 mólarányban keverve – egy folyamatos észterező reaktorba kerül. A 260–280 °C-os hőmérséklet elvezeti a vizet, és bisz(2-hidroxi-etil)-tereftalátot (BHET) és oligomereit képezi. Az olvadék ezután egy polikondenzációs sorozatot táplál, ahol a vákuum és a nagy felület kivonja az etilénglikolt, és a reakciót a IV. célpontra tolja.
A palackminőségű és nagy IV-értékű alkalmazásokhoz az amorf forgácsok szilárdtest polimerizáción (SSP) mennek keresztül. Vákuum és állandó forgácsolás mellett a forgács közvetlenül az olvadáspontjuk alá melegszik, ami olvadás nélkül meghosszabbítja a láncot. Az SSP 0,15–0,25 dl/g-mal képes megemelni a belső viszkozitást, miközben az acetaldehid- és oligomerszinteket az élelmiszerrel érintkező specifikációkra csökkenti.
A poliészter chip kiválasztása többváltozós optimalizálás. A belső viszkozitás szabályozza az olvadék viszkozitását és a végső szilárdságot: túl alacsony, és a szálak elszakadnak a keresztmetszetnél; túl magas, és az extruder nyomása kiugrik. A olvadáspontja (tipikusan 245–265°C) kopolimertartalommal eltolódik; A CD chipek lejjebb olvadnak, míg a palack chipek 253-256°C-ra törekednek. Karboxil végcsoportok (CEG) 30 mekv/kg felett gyorsítja a hidrolitikus lebomlást meleg-nedves környezetben. Dietilénglikol (DEG) tartalom, természetes melléktermék, befolyásolja a festékfelvételt és a hőstabilitást – a szabványos határértékek 0,7–1,5%. Szín az L* és b* értékekként mérve a hőtörténetet tükrözi; 2.0 alatti b* várható fényes chipnél.
| Alkalmazás | IV (dl/g) | Olvadáspont (°C) | DEG (%) | TiO₂ (%) |
|---|---|---|---|---|
| Textilszál (POY) | 0,62–0,68 | 256–260 | 0,7–1,2 | 0,3 (SD) |
| Vágott szál | 0,58–0,64 | 256–260 | 0,8–1,3 | 0,4–0,5 (SD) |
| Palack gyanta | 0,78–0,85 | 248–253 | 0,9–1,5 | 0 |
| BOPET film | 0,60–0,65 | 255–262 | 0,7–1,1 | 0 vagy alacsony |
Rossz chipet választ, és az egész sor megbotlik. A 3000 m/perc feletti nagysebességű POY-pörgetéshez a chipnek szűk IV-eloszlással (±0,01 dL/g) és rendkívül alacsony finomsággal kell rendelkeznie – minden 0,5 mm alatti érték gyorsan eltömíti a szűrőket. Az FDY a lánckötéshez egyenletes TiO₂-diszperziót igényel, hogy elkerülje a szálak törését a méretű bevonatban. A palackelőformák fröccsöntéséhez IV stabilitásra van szükség a szárítón keresztül, és 1 ppm alatti acetaldehidszintre van szükség. A koextrudált filmrétegek gyakran alacsony IV-értékű forgácsot igényelnek, amely egyenletesen olvad anélkül, hogy leromlana.
Futtasson kísérleti kísérletet minden új tételen. Ellenőrizze az IV cseppet 4 órás 170°C-os szárítás után; a 0,03 dl/g-nál nagyobb rés elégtelen termikus stabilitást jelez. Mindig 24 óra elteltével vegyen ki egy színmintát az olvadékszűrő csomagból – a b* eltolódása többet mond a chipről, mint bármely elemzési tanúsítvány.
A körkörösség felé való törekvés a chip specifikációinak újraírása. A mechanikus újrahasznosítás chipet ad, de a kémiai újrahasznosítás – glikolízis, metanollízis, enzimes hidrolízis – a PET monomerekké történő visszapolimerizálását célozza. Elméletileg egy szűz ekvivalens chipet kapsz IV csepp nélkül. Egyelőre még a mechanikusan újrahasznosított forgács viseli a terhelést, és ennek 20–50%-os szűz anyaggal való keverése a praktikus pont a mechanikai tulajdonságok megőrzéséhez az újrahasznosított tartalomra vonatkozó célkitűzések teljesítése mellett.
Ahogy a fogyasztás utáni folyamok megtisztulnak és a válogatási technológia javul, csökkenni fog a minőségi különbség a szűz és az újrahasznosított chipek között. A 100%-ban újrahasznosított tartalmat igénylő márkák már most is közelítésre kényszerítik a specifikációs lapokat, és az lesz a chip, amelyik nyeri az állandó minőséget egy átlátható felügyeleti lánccal.