โครงสร้างองค์กรของ โพลีเอสเตอร์

โครงสร้างทางเคมี

องค์ประกอบพื้นฐานของโพลีเอสเตอร์คือโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต สูตรโมเลกุล HO-H2C-H2C-O[-OC-Ph-COOCH2CH2O-]n เนื่องจากมีกลุ่มเอสเทอร์จำนวนมากบนสายโซ่โมเลกุลจึงเรียกว่าเส้นใยโพลีเอสเตอร์ (PET) . ) สูตรโครงสร้างทางเคมีของโมเลกุลสายยาวคือ H (OCH2CCOCO) NOCH2CH2OH น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ของโพลีเอสเตอร์ที่ใช้สำหรับเส้นใยโดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 18,000 ~ 25,000 น้ำหนักโมเลกุลของโพลีเอสเตอร์คล้ายขนสัตว์จะลดลง และน้ำหนักโมเลกุล ของโพลีเอสเตอร์อุตสาหกรรมจะสูงกว่า ในความเป็นจริง ยังมีโมโนเมอร์และโอลิโกเมอร์จำนวนเล็กน้อยอยู่ด้วย โอลิโกเมอร์เหล่านี้มีการเกิดพอลิเมอไรเซชันในระดับต่ำและมีอยู่ในรูปแบบวงจร โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลตสามารถหาได้จากการควบแน่นของกรดเทเรฟทาลิก (PTA) และเอทิลีนไกลคอล (EG) โดยเอสเทอริฟิเคชั่นโดยตรงเพื่อให้ได้เอทิลีนเทเรฟทาเลต (9BHET)

จากมุมมองขององค์ประกอบโมเลกุลของโพลีเอสเตอร์ ประกอบด้วยโซ่อะลิฟาติกไฮโดรคาร์บอนแบบสั้น หมู่เอสเทอร์ วงแหวนเบนซีน และหมู่ไฮดรอกซิลของแอลกอฮอล์ส่วนปลาย นอกเหนือจากการมีกลุ่มไฮดรอกซิลแอลกอฮอล์ปลายขั้ว 2 กลุ่มแล้ว ไม่มีกลุ่มขั้วอื่นๆ ในเส้นใยโพลีเอสเตอร์ ดังนั้นความสามารถในการละลายน้ำของเส้นใยโพลีเอสเตอร์จึงต่ำมาก โมเลกุลโพลีเอสเตอร์ประกอบด้วยกลุ่มเอสเทอร์ประมาณ 46% หมู่เอสเทอร์สามารถไฮโดรไลซ์และไพโรไลซ์ได้เมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 200 °C เมื่อพบด่างแก่ก็จะถูกซาพอนิฟิเคชันซึ่งจะลดระดับการเกิดพอลิเมอไรเซชัน อิทธิพล; โมเลกุลโพลีเอสเตอร์ยังมีโซ่อะลิฟาติกไฮโดรคาร์บอนซึ่งสามารถทำให้โมเลกุลโพลีเอสเตอร์มีความยืดหยุ่น แต่เนื่องจากมีวงแหวนเบนซีนที่ไม่สามารถหมุนภายในโมเลกุลโพลีเอสเตอร์ได้ โมเลกุลโพลีเอสเตอร์ขนาดใหญ่จึงเป็นโมเลกุลแข็งและโซ่โมเลกุลเป็นเรื่องง่าย บำรุงรักษา. ประเภทเส้น ดังนั้นโมเลกุลขนาดใหญ่ของโพลีเอสเตอร์จึงเกิดผลึกได้ง่ายภายใต้สภาวะนี้ ดังนั้นความตกผลึกและการปฐมนิเทศของโพลีเอสเตอร์จึงสูง

โครงสร้างทางกายภาพ

โครงสร้างทางสัณฐานวิทยาที่สังเกตได้ในกล้องจุลทรรศน์ของโพลีเอสเตอร์ที่เกิดจากการปั่นแบบหลอมนั้นมีหน้าตัดเป็นวงกลมและไม่มีโครงสร้างตามยาวพิเศษ เนื้อเยื่อไฟบริลลาร์สามารถสังเกตได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน

เส้นใยรูปทรงพิเศษสามารถเปลี่ยนความยืดหยุ่นของเส้นใย ทำให้เส้นใยมีความแวววาวและเทอะทะเป็นพิเศษ และปรับปรุงความสามารถในการยึดเกาะและครอบคลุมของเส้นใย ตลอดจนป้องกันการจับเป็นก้อน ลดไฟฟ้าสถิตและคุณสมบัติอื่นๆ ตัวอย่างเช่น เส้นใยสามเหลี่ยมมีเอฟเฟกต์แฟลช เส้นใยเพนทาโลบัลมีความแวววาวเหมือนไขมัน ให้ความรู้สึกสบายมือ และป้องกันการเกิดขุย เส้นใยกลวงมีช่องภายใน มีความหนาแน่นต่ำ กักเก็บความร้อนได้ดี

โครงสร้างรวม

ความหนาของแผ่นโซ่พับโพลีเอสเตอร์ที่วัดโดยการเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนมีค่าประมาณ 10NM ในขณะที่ความยาวของฐานเดี่ยวโพลีเอสเตอร์คือ 1.075NM ดังนั้นความหนาของแผ่นจึงถือได้ว่าเท่ากับความยาวของฐานเดี่ยวของโมเลกุลโพลีเอสเตอร์ 9 ตัว อย่างไรก็ตาม ความยาวสายโซ่โมเลกุลใหญ่โพลีเอสเตอร์อยู่ที่ประมาณ 1.075*130 (ระดับเฉลี่ยของการเกิดพอลิเมอไรเซชัน) = 140NM ซึ่งแสดงให้เห็นว่าสายโซ่โมเลกุลใหญ่โพลีเอสเตอร์เกล็ดเลือดต้องใช้โครงสร้างโซ่แบบพับ การพับอาจเกิดขึ้นที่ส่วน -CH2-CH2- สาเหตุก็คือโซ่ที่นี่มีความยืดหยุ่นมากกว่าและงอได้ง่าย

นอกจากนี้ เนื่องจากโมเลกุลขนาดใหญ่ของโพลีเอสเตอร์ยังสามารถสร้างผลึกสายโซ่ขยายได้ (ผลึกไฟบริลเลต) จะเห็นได้ว่าคริสตัลโซ่พับและคริสตัลไฟบริลอยู่ร่วมกันในโพลีเอสเตอร์ อัตราส่วนการตกผลึกทั้งสองนี้แตกต่างกันไปตามอัตราส่วนการยืดตัวและสภาวะการตั้งค่าความร้อน