Poliestera polikondensācijas reakcija

Poliesteris ir svarīgs sintētisko šķiedru materiāls, kura ražošanas procesa galvenais posms ir polikondensācijas reakcija. Polikondensācija ir process, kurā monomēru molekulas reaģē, veidojot polimērus un mazu molekulu blakusproduktus (parasti ūdeni vai metanolu). Poliestera sintēzei visizplatītākie monomēri ir tereftalskābe (PTA) vai dimetiltereftalāts (DMT) un etilēnglikols (EG).

1. Pāresterifikācijas reakcija(ja izmanto DMT): Pirmkārt, DMT pāresterifikācijas reakcijā reaģē ar etilēnglikolu, veidojot monomēra bis(hidroksietil) tereftalātu (BHET) un metanolu. Šī reakcija parasti notiek 200-250 pakāpē, un tai ir nepieciešams katalizators (piemēram, antimona savienojumi).
2. Polikondensācijas reakcijaPēc tam BHET tiek pakļauts turpmākai polikondensācijai, veidojot garas ķēdes poli(etilēntereftalātu) (PET) un ūdeni kā blakusproduktu. Šī reakcija parasti notiek augstā 250-280 grādu temperatūrā un vakuumā vai inertās gāzes atmosfērā, lai noņemtu saražoto ūdeni, virzot reakciju uz lielākas molekulmasas polimēriem.

Polikondensācijas reakcijā hidroksilgrupas (-OH) un karboksilgrupas (-COOH) vai estera (-COOR) tiek pakļautas dehidratācijas vai spirta atdalīšanas reakcijai, veidojot estera saites (-COO-). Šī procesa laikā monomēri pakāpeniski savienojas ķēdēs, veidojot lineārus polimērus.

Polikondensācijas reakcijas kontrole ir ļoti svarīga galaprodukta īpašībām. Reakcijas temperatūra, laiks, katalizatora daudzums un apstākļi (piemēram, vakuuma līmenis vai slāpekļa plūsma) ietekmē poliestera molekulmasu un fizikālās īpašības. Piemēram, augstāka reakcijas temperatūra un garāks reakcijas laiks palīdz veidot augstākas molekulmasas poliesteru, bet var izraisīt arī degradāciju un blakusparādības.

Kontrolējot polikondensācijas reakciju, var ražot poliestera materiālus ar dažādām īpašībām, lai apmierinātu dažādas pielietojuma vajadzības. Piemēram, augstas molekulmasas poliesteri parasti izmanto izstrādājumiem, kuriem nepieciešama augsta izturība un stingrība, piemēram, plastmasas pudelēs un inženierplastmasā, savukārt zemas molekulmasas poliesteri izmanto šķiedru un plēvju ražošanai.