آشنایی با مواد پلیمری – جلسه ششم: پلی اتیلن ترفتالات

پلی اتیلن ترفتالات یک پلیمر ترموپلاست و از خانواده پلی استرها می باشد. پلیمری با شاخه های بلند است و بسیار سخت و دارای استحکام بالا می باشد.

مقدمه

پلی اتیلن ترفتالات پلیمری است که در اغلب کشورها برای تولید الیاف پلی استر(۷۰ درصد) رزین بطری (۲۲ درصد) فیلم (۶ درصد) و رزین های پلی استر مهندسی (۲ درصد) به کار رفته، ولی در ایران این پلیمر بیشتر برای ساخت انواع بطری های آشامیدنی استفاده می شود. با توجه به مقاومت بالای این بطری ها در برابر شکستگی، دما و نفوذ گازها، دارا بودن وزن کم و ارزان بودن قیمت نسبت به سایر مواد بسته بندی همچون شیشه و فلز، تولید بطری­های پلاستیکی از این رزین کاربرد گسترده ای پیدا کرده است. که بالطبع موجب ورود بطری های پلی اتیلن ترفتالات مصرفی به جریــان زباله های شهری می گردد. بالا بودن حجم این بطری ها نسبت به وزن، که فضای زیادی را در هنگام حمل و نقل و دفن به خود اختصاص می دهند و تجزیه بسیار طولانی آن در طبیعت (حدود ۳۰۰ سال)، باعث گردیده تا مسئله بازیافت این بطری ها، بخصوص در سال­های اخیر توجه همگان را به خود جلب نماید.

معرفی

پلی اتیلن ترفتالات یک پلیمر ترموپلاست و از خانواده پلی استرها می باشد. پلیمری با شاخه های بلند است.

از جمله خصوصیات این پلیمر می توان به موارد زیر اشاره کرد:سختی،سفتی و استحکام بالاچقرمگی خوب حتی در دماها ی پایین مقاومت به خزش خوب و پایداری ابعادی بالادمای کاری بین ۴۰-تا ۱۰۰درجه سانتیگراد سفید رنگ در حالت نیمه کریستالی و شفاف در حالت آمورف عایق الکتریکی خوب مقاومت بالا در برابر کشش و پاره شدن فیزیولوژی قابل قبول پلی اتیلن ترفتالات در دمای اتاق در برابر آب، اسیدهای رقیق، الکل ها، اترها، روغنها، چربی ها و هیدرو کربنات های آرو ماتیک و آلیفاتیک مقاوم است عدم مقاومت در برابر محیط قلیایی ، بخار آب بیش ازحد حرارت داده شده،کتون ها، فنون ها ،استرها،و هیدروکربناتهای کلریدی شده مقاوم در برابر فرسایش و هوای داغ. پلی اتیلن ترفتالات آمورف دارای سختی،سفتی و مقاومت حرارتی کمتری از پلی اتیلن ترفتالات کریستالی است اما چقرمگی بیشتری دارد.

موارد مصرف

پلی اتیلن ترفتالات به صورت عمده در دو دسته الیاف مصنوعی و صنایع غذایی-بهداشتی مورد استفاده قرار می گیرد:

الیاف مصنوعی

بیشترین کاربرد پلی اتیلن ترفتالات در تولید الیاف مصنوعی است که پس از پلی اتیلن و پلی پروپیلن سومین حجم تولیدات پلیمری را به خود اختصاص می دهد ؛ الیاف پلی استر به صورت گسترده در صنعت نساجی (پارچه های لباس ، پرده ، مبلمان ، ملحفه و …) ، الیاف داخل بالشت و تشک ، الیاف به کار رفته در لاستیک اتومبیل.
الیاف پلی استر به صورت مخلوط با الیاف طبیعی (پشم و پنبه) جهت ایجاد حس طبیعی بیشتر نیز مورد استفاده قرار می گیرد. از جمله نام های تجاری الیاف مصنوعی می توان به داکرون ، دیولن ، ترگال ، تریلن و ترویرا اشاره کرد

صنایع غذایی-بهداشتی

پلی اتیلن ترفتالات  به علت ویژگی شفافیت ، وزن کم و سختی آن در تولید بطری آب های گازدار و معدنی ، آب میوه و نوشابه های گازدار ، پریفرم ، ظروف سس و روغن ، ظروف مخصوص غذاهای آماده با قابلیت فریز و گرمای مجدد ، بسته بندی دارو و لوازم آرایشی استفاده می شود.

PETنحوه تولید 

اسید ترفتالیک خالص در یک واحد طی فرآیندی از پارازایلین بدست می آید. در این واحد  با اکسید کردن پارازایلین در مجاورت هوا و طی مراحل مختلف و نهایتاً شسته شدن با اسید استیک محصولی به بنام اسید ترفتالیک خالص بدست می آید. شکل ظاهری این محصول علیرغم اینکه اسم آن با اسید شروع می شود به صورت پودرهایی در اندازه ۴۰ تا ۲۰۰ میکرون است اسید ترفتالیک در واحد دیگری طی یک فرآیند شیمیایی با اتیلن گلیکول ترکیب شده و نهایتاً پلی اتیلن ترفتالات بدست می آید. شکل ظاهری این محصول شبیه چیپس است و گریدهای مختلفی دارد که گرید بطری و گرید الیاف آن در مجتمع­های پتروشیمی تولید می شود. در واقع این چیپس ها در صنایع پایین دستی ذوب شده و طی فرآیندهای شیمیایی به محصولات پلاستیکی تبدیل می شوند.

کاربردها و خواص

امروزه پلی اتیلن ترفتالات عمدتاً از ترکیب اتیلن گلیکول با اسید ترفتالیک با کمک گرما و کاتالیزور بدست می آید که پلیمری خطی و مقاوم در برابر حلال ها است.خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه،  پلی اتیلن ترفتالات مانند استحکام مکانیکی بالا استحکام اتصالات، شفافیت، وزن سبک، بی خطر بودن آن از نظر سمیت و نفوذ ناپذیری در برابرکربن دی اکسید سبب شده است که به طور گسترده ای در ساخت فیلمهای عکاسی، بطری­های نوشیدنی و الیاف به کار رود. همچنین در تهیه الیاف پیوسته و نخ صنعتی و منسوجات و پوشاک کاربرد دارد. به علت اثر نداشتن پلی اتیلن ترفتالات در مزه و پایداری در برابر گرما به عنوان بسته بندی مواد غذایی نیز استفاده می شود.

مزایا و معایب

مزیت استفاده از بطری های پلی اتیلن ترفتالات این است که درب بطری به راحتی باز می شود و قابلیت بسته شدن مجدد را دارد و همچنین سبک و ارزان قیمت می باشند. پلی اتیلن ترفتالات به طور ذاتی مشخصات پلاستیک های زیست تخریب را دارد و در مدت دو سال در زیر خاک بیش از ۳۰ درصد آن تخـریب می گردد که بـازیافت پلی اتیلن ترفتالات و تبدیل آن به محصـولات قابل مصرف راه حل مناسب تری است. این مواد با اینکه در صد وزنی کمی از کل ضایعات جامعه (حدود ۷ درصد) را تشکیل می دهند ولی به علت چگالی کم، حجم بالایی حدود ۳۰ درصد کل ضایعات را در بر دارند. به طور معمول حدود ۸۰۰ کیلوگرم زباله در هر متر مکعب فضای دفن جای می گیرد در حالیکه یک متر مکعب فضای دفنی تنها می­تواند ۳۵ کیلوگرم بطری را در خود جای دهد.

 بازیافت فیزیکی

بعد از اتمام بازیافت مکانیکی، گرانولهای پلی اتیلن ترفتالات بازیافت شده به تنهایی و یا به صورت ترکیبی با پلی اتیلن ترفتالات خالص اولیه و یا آلیاژی از پلیمرهای دیگر برای تولید قطعاتی که عموماً خواص و کیفیت بالایی ندارند مورد استفاده قرار می گیرند. عمده ترین ایراد این روش بازیافت، افت خواص محصول در طی هر سیکل از فرایند میباشد که این مسئله به دلیل کاهش جرم ملکولی رزین بازیافتی است که با گسستن زنجیرها از طریق واکنشهای هیدرولیز توسط آب و یا ناخالصیهای اسیدی باقی مانده و یا تخریب در اثر گرما رخ می دهد. لذا روش بازیافت فیزیکی کمتر مورد توجه قرار گرفته است.

برای دانلود (جلسه ششم : پلی اتیلن ترفتالات) روی تصویر زیر کلیک نمائید