توليد ومنع أوليجومرات البوليستر | تحليل وحلول لمشاكل الصباغة PET

I. الهيكل الأساسي وخصائص البوليستر (PET)

يحتوي البوليستر، المعروف علميًا باسم البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET)، على التركيب الجزيئي التالي:

[-OC-Ph-COOCH₂CH₂O-]ₙ

يتم إنتاج البوليستر عن طريق أسترة أو تحويل حمض التريفثاليك (PTA) أو ثنائي ميثيل تيريفثاليت (DMT) مع جلايكول الإثيلين (EG)، يليه التكثيف المتعدد. عادةً ما يكون للبوليمر الناتج وزن جزيئي يتراوح بين 18000 و25000.

عملية البلمرة هي تفاعل تكثيف متعدد نموذجي متدرج النمو. في الإنتاج الصناعي، تزداد درجة البلمرة تدريجيا، ولكن حتما تبقى كمية معينة من المونومرات والأوليجومرات.

ثانيا. آلية تشكيل أوليجومرات البوليستر

يمكن تقسيم عملية بلمرة البوليستر إلى ثلاث مراحل:

المرحلة الأولية: تشكل المونومرات تدريجيًا القلة.

المرحلة المتوسطة: تستمر الأوليجومرات في التكثيف وتكوين البوليمرات.

المرحلة المتأخرة: يزداد الوزن الجزيئي وترتفع لزوجة النظام ويميل التفاعل إلى الانتهاء.

نظرًا لأن تفاعل البلمرة يتم بشكل متدرج، فمن المحتم أن توجد كمية صغيرة من الأوليجومرات في منتج PET النهائي.

من بينها، والأوليجومر الأكثر أهمية هو:

◀ أدوات التشذيب الدورية

تمثل أدوات القطع الدورية ما يقرب من 70% إلى 80% من إجمالي أوليغومرات البوليستر وتتميز بالخصائص التالية:

هيكل متماثل للغاية

من السهل أن تتبلور وتترسب

نقطة انصهار عالية (حوالي 310 درجة مئوية)

ذوبان منخفض للغاية (<2 مجم / لتر) في ظل ظروف الصباغة ذات درجة الحرارة العالية (130-135 درجة مئوية)

ولذلك، فهو 'الملوث' الأكثر أهمية في عملية صباغة البوليستر.

◀ الأوليجومرات الخطية

تمثل الأوليجومرات الخطية حوالي 25% من التركيبة. وهي تمتلك مجموعات طرفية قطبية معينة وتظهر بعض القابلية للذوبان في الماء، مما يؤدي إلى تأثيرات طفيفة نسبيًا على الصباغة.

ثالثا. تأثير أوليغومرات البوليستر على الصباغة والمعالجة

في عمليات الصباغة ذات درجة الحرارة العالية والضغط العالي باستخدام الأصباغ المشتتة، يمكن أن تسبب قليلات البوليستر عدة مشاكل:

ترسب على أسطح المعدات، مما يؤثر على الدورة الدموية وكفاءة التبادل الحراري.

هطول الأمطار على أسطح القماش، مما يسبب بقعًا ملونة وعيوبًا.

الهجرة إلى أسطح الألياف، مما يؤثر على ملمس اليد وبريقها.

زيادة معامل احتكاك الخيوط، مما يقلل من أداء المعالجة.

يمكن دمجه مع الأصباغ المشتتة وتشكيل بقع عنيدة أو مشاكل نزيف اللون.

الظاهرة النموذجية: ظهور رواسب مسحوقية أو شمعية بيضاء على سطح القماش.

رابعا. طرق الوقاية والسيطرة على أوليجومرات البوليستر

ولمعالجة مسألة قليلات بوليمرات البوليستر، يمكن تنفيذ التحكم من خلال جوانب العملية والعامل المساعد:

1. التحكم في نظام الصباغة القلوية

في ظل ظروف قلوية معينة، يمكن أن تخضع روابط الإستر في الأوليجومرات للتحلل المائي، وتوليد الكربوكسيلات القابلة للذوبان في الماء، وبالتالي تقليل الميل إلى الترسيب.

المزايا: يقلل من تبلور القلة.

الوضع الحالي: يتم بالفعل استخدام بعض أنظمة الصبغة المشتتة المقاومة للقلويات في الإنتاج الصناعي.

2. استخدام عوامل إزالة القلة

تتكون عوامل إزالة القلة ذات درجة الحرارة العالية عادةً من مزيج من المواد الخافضة للتوتر السطحي الأنيونية/غير الأيونية، والتي يمكنها:

تحسين تشتت قليله

تمنع هطول الكريستال

تقليل الترسب على المعدات والأقمشة

في التطبيقات العملية، يمكن أن يحسن بشكل كبير مشاكل البقع والبقع الملونة.

3. عملية الصرف المباشر ذات درجة الحرارة العالية

إن استخدام طريقة تصريف ذات درجة حرارة عالية في المراحل اللاحقة من الصباغة يمكن أن يقلل بشكل فعال من التصاق القلة بالألياف والمعدات.

4. تكنولوجيا المعالجة بالإنزيم الحيوي

أظهرت الدراسات أن الكوتيناز يمكن أن يتحلل بشكل فعال من أدوات القطع الدورية.

إن استخدامه مع مشتت عالي الكفاءة يمكن أن يزيد من تحسين كفاءة الإزالة، مما يمثل اتجاهًا تنمويًا صديقًا للبيئة.

5. تقليل استخدام المواد المساعدة للصباغة الحاملة

يمكن لبعض ناقلات الصباغة تعزيز هجرة القلة أو ترسبها؛ ولذلك، يجب تقليل استخدامها أو استبدالها قدر الإمكان أثناء تحسين العملية.

خامسا الاستنتاج

تعد أوليغومرات البوليستر، وخاصة أدوات القطع الدورية، أحد العوامل المهمة التي تؤثر على جودة صباغة ألياف البوليستر.

من خلال تحسين عملية الصباغة واختيار المواد المساعدة المناسبة واعتماد تكنولوجيا معالجة الإنزيمات الصديقة للبيئة، فإن تأثيرها السلبي على:

التوحيد الصباغة

كفاءة تشغيل المعدات

جودة مظهر المنتج النهائي

وهذا يحسن استقرار الإنتاج الشامل وجودة المنتج.