폴리에스테르

Polyester
1981년 영화는 폴리에스테르(필름)를 참조하십시오.
폴리에스테르를 정의하는 에스테르 그룹(파란색).
폴리에스테르 셔츠 클로즈업
단면 7단면의 고표면 폴리에스테르 섬유 굽힘의 SEM 그림

폴리에스테르(Polyster)는 [1]주쇄의 모든 반복 단위에 에스테르 관능기를 포함하는 폴리머의 범주입니다.특정 물질로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)라고 불리는 종류를 가장 많이 언급한다.폴리에스테르에는 식물이나 곤충과 같은 자연발생 화학물질과 폴리부틸레이트 같은 합성물질이 포함된다.천연 폴리에스테르와 몇몇 합성 폴리에스테르들은 생분해성이지만, 대부분의 합성 폴리에스테르들은 그렇지 않습니다.합성 폴리에스터는 의류에 광범위하게 사용된다.

폴리에스테르 섬유는 천연 섬유와 함께 방적되어 혼방 성질을 가진 천을 만들기도 한다.면과 폴리에스테르 혼합물은 강하며 주름과 인상에 강하고 축소를 줄일 수 있습니다.폴리에스테르를 사용한 합성섬유는 식물 유래 섬유에 비해 수분, 바람, 환경 저항성이 높다.그것들은 [2]내화성이 떨어지고 점화되면 녹을 수 있다.

액정 폴리에스터는 산업적으로 최초로 사용되는 액정 폴리머 중 하나이다.기계적 특성과 내열성을 위해 사용됩니다.이러한 특성은 제트 [3]엔진에서 마모성 씰로 사용하는 데도 중요합니다.

종류들

내수성 폴리에스테르에 물방울

폴리에스테르는 경제적으로 가장 중요한 폴리머의 종류 중 하나이며, 특히 일반 플라스틱에 속하는 PET에 의해 구동됩니다. 2000년에는 전 세계적으로 [4]약 3000만 톤이 생산되었습니다.폴리에스테르 제품군에는 R 그룹의 다양한 특성에 따라 매우 다양한 구조와 특성이 있습니다(파란색 에스테르 [1]그룹이 있는 첫 번째 그림 참조).

자연의

자연에서 발생하는 폴리에스테르에는 오메가 하이드록시산과 그 유도체로 이루어진 식물 큐티클의 큐틴 성분이 포함되며, 에스테르 결합을 통해 상호 연결되어 미결정 크기의 폴리에스테르 폴리머를 형성한다.폴리에스테르는 또한 콜레테스속 벌에 의해 생산되는데, 이것은 셀로판 같은 폴리에스테르[5] 라이닝을 분비하여 "폴리에스테르 벌"[6]이라는 별명을 얻습니다.

합성

합성 폴리에스터[1] 패밀리는 다음과 같이 구성된다.

  • 선형 지방족 고분자량 폴리에스테르(Mn > 10,000)는 저융해(m. p. 40 ~ 80 °C) 반결정 고분자이며 상대적으로 기계적 특성이 낮다.가수분해 불안정성으로 인한 분해성은 포장, 일회용 품목 또는 농업용 멀티필름과[7] 같은 환경적 영향이 우려되는 응용 프로그램이나 생물의학 [8]및 의약품 응용 프로그램 등에 적합합니다.
  • 폴리우레탄 제조용 매크로모노머로서 지방족 선형 저분자 질량(Mn < 10,000)의 히드록시 종단 폴리에스테르를 이용한다.
  • 하이퍼브런치 폴리에스테르는 열가소성 플라스틱의 레올로지 수식제 또는 코팅의[9] 가교제로 사용된다.그 이유는 특히 점도가 낮고 용해도 및 기능성이[10] 높기 때문이다.
  • 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)를 포함한 지방족 방향족 폴리에스테르는 엔지니어링 열가소성 플라스틱, 섬유 및 필름으로 사용되는 고융해 반결정 재료(m. p. 160–280°C)입니다.
  • 완전히 방향족인 선형 공중합체는 우수한 기계적 특성과 내열성을 제공하며 여러 고성능 용도에 사용됩니다.
  • 불포화 폴리에스테르는 다기능 알코올과 불포화 디염기산으로 제조되며 그 후 가교되어 복합재료에서 매트릭스로 사용됩니다.알키드 수지는 다관능성 알코올과 지방산으로 만들어지며 산소의 존재 하에서 가교될 수 있기 때문에 코팅 및 복합 산업에서 널리 사용됩니다.또한 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머(에스테르 TPE)라고 불리는 고무와 유사한 폴리에스테르도 존재합니다.불포화 폴리에스테르(UPR)는 열경화성 수지입니다.액체 상태에서 주조 재료, 시트 성형 화합물, 섬유 유리 적층 수지 및 비금속 자동차 차체 충전재로 사용됩니다.프리프레그에서 열경화 폴리머 매트릭스로도 사용됩니다.유리 섬유 강화 불포화 폴리에스터는 요트 본체 및 자동차 본체 부품에 광범위하게 적용되고 있습니다.

화학 구조에 따라 폴리에스테르가 열가소성 플라스틱 또는 열경화성 플라스틱일 수 있습니다.경화제로 경화된 폴리에스테르 수지 또한 있지만, 가장 일반적인 폴리에스테르 수지는 열가소성 [11]플라스틱입니다.OH기는 2성분 시스템에서 이소시아네이트 기능성 화합물과 반응하여 선택적으로 착색될 수 있는 코팅이 생성된다.열가소성 수지로 사용되는 폴리에스터는 열을 가하면 모양이 바뀔 수 있습니다.고온에서는 가연성이 있지만, 폴리에스테르는 화염으로부터 멀어지는 경향이 있어, 점화에 의해서 자동적으로 소화하는 경향이 있습니다.폴리에스테르 섬유는 다른 산업용 섬유에 비해 높은 내구성과 E-계수를 가지고 있을 뿐만 아니라 흡수율이 낮고 수축이 최소화됩니다.

폴리에스터의 방향족 부품을 증가시키면 유리 전이 온도, 용해 온도, 열 안정성, 화학적 안정성 및 용매 저항성이 높아집니다.

폴리에스테르도 폴리카프로락톤디올(PCL) 및 폴리에틸렌아디페이트디올(PEA)과 같은 텔레켈 올리고머일 수 있다.그런 다음 프리폴리머로 사용됩니다.

지방족 대 방향족 중합체

일반적으로 높은 비율의 방향족 구조를 가진 열적으로 안정된 폴리머는 고성능 플라스틱이라고도 불립니다.이 응용 프로그램 중심의 분류는 이러한 폴리머를 엔지니어링 플라스틱 및 일반 플라스틱과 비교합니다.고성능 플라스틱의 지속적인 사용 온도는 일반적으로 150°[12]C 이상이라고 하는 반면, 엔지니어링 플라스틱(폴리아미드 또는 폴리카보네이트 등)은 종종 100°[13]C 이상의 특성을 유지하는 열가소성 플라스틱으로 정의됩니다.이러한 점에서 일반 플라스틱(폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등)은 훨씬 더 큰 제약이 있지만 저비용으로 대량으로 제조됩니다.

폴리(에스테르이미드)는 반복단위에 방향족 이미드기를 포함하고, 이미드계 폴리머는 주쇄에서 방향족 구조의 비율이 높고, 열적으로 안정된 폴리머의 종류에 속한다.이러한 고분자는 높은 용해 온도, 내산화 열화에 대한 저항성 및 방사선 및 화학 시약에 안정성을 부여하는 구조를 포함한다.상업적 관련성이 있는 열안정 폴리머로는 폴리이미드, 폴리술폰, 폴리에테르케톤 및 폴리벤즈이미다졸이 있다.이들 중 폴리이미드가 가장 널리 [14]사용된다.고분자의 구조는 특히 높은 녹는점과 낮은 용해도 등 낮은 처리 특성을 초래한다.명명된 특성은 특정 [15]강성을 생성하는 고분자 골격의 방향족 탄소의 높은 비율을 기반으로 합니다.가공성 개선을 위한 접근법에는 유연한 스페이서의 백본으로의 통합, 안정된 펜던트 그룹의 부착 또는 비대칭 [14]구조의 통합이 포함된다.플렉시블 스페이서는 예를 들어 에테르 또는 헥사플루오로이소프로필리덴, 카르보닐 또는 이소프로필리덴과 같은 지방족 그룹을 포함한다.이러한 그룹은 방향족 고리 사이의 결합 회전을 가능하게 한다.예를 들어 메타 또는 직교 연결 단량체를 기반으로 한 덜 대칭적인 구조는 구조적 무질서를 초래하여 [4]결정성을 감소시킨다.

방향족 고분자의 처리능력이 일반적으로 낮기 때문에(예: 높은 용해점과 낮은 용해도) 합성 옵션을 제한하고 분석을 위해 HFIP 또는 TFA와 같은 강력한 전자공여 공동 용매(예: H NMR 분광법)가 필요할 수 있으며, 그 자체가 추가적인 실질적인 한계를 가져올 수 있다.

용도 및 응용 프로그램

폴리에스테르 실이나 실로 짜거나 짠 직물은 셔츠, 바지, 재킷, 모자, 침대 시트, 담요, 천으로 된 가구 및 컴퓨터 마우스 매트에 이르기까지 의류 및 가정용품에 광범위하게 사용됩니다.산업용 폴리에스테르 섬유, 실 및 로프는 자동차 타이어 보강재, 컨베이어 벨트용 직물, 안전 벨트, 코팅된 직물 및 고에너지 흡수가 가능한 플라스틱 보강재에 사용됩니다.폴리에스테르 섬유는 베개, 이불, 이불 패딩에서 완충 및 단열재로 사용됩니다.폴리에스테르 원단은 소수성 소재이기 때문에 액체를 흡수하기 어렵기 때문에 얼룩에 강한 원단입니다.폴리에스테르 직물의 색을 바꾸기 위해 사용할 수 있는 유일한 염료는 분산 [16]염료로 알려져 있습니다.

폴리에스테르는 또한 병, 필름, 방수포, 돛(Dacron), 카누, 액정 디스플레이, 홀로그램, 필터, 콘덴서용 유전체 필름, 와이어 및 절연 테이프를 만드는 데 사용됩니다.폴리에스테르는 기타, 피아노, 차량/요트 인테리어 등 고품질 목재 제품의 마감재로 널리 사용되고 있습니다.스프레이 적용 가능한 폴리에스테르는 코팅당 높은 막 두께로 목재 입자를 빠르게 채울 수 있기 때문에 개방된 나뭇결 목재에 사용하기에 이상적입니다.유행하는 드레스에 사용할 수 있지만, 제품을 세탁하는 동안 주름이나 수축에 잘 견디는 능력으로 가장 존경받고 있습니다.튼튼하기 때문에 아동복으로 자주 선택하실 수 있습니다.폴리에스테르는 종종 면과 같은 다른 섬유와 혼합되어 두 가지 장점을 얻는다.경화 폴리에스테르를 샌딩하고 광택이 나는 내구성이 뛰어난 마감재로 연마할 수 있습니다.

생산.

기본

폴리에틸렌 테레프탈레이트는 정제 테레프탈산(PTA) 또는 그 디메틸에스테르 테레프탈레이트(DMT)와 모노에틸렌 글리콜(MEG)로 이루어진 합성 폴리머이다.전체 플라스틱 소재의 시장점유율 18%로 폴리에틸렌(33.5%), 폴리프로필렌(19.5%)에 이어 3위이며 일반 플라스틱으로 분류된다.

폴리에틸렌 테레프탈레이트가 중요한 이유는 다음과 같습니다.

  • 비교적 쉽게 구할 수 있는 원료 PTA 또는 DMT 및 MEG
  • 그 합성의 간단한 화학적 과정을 잘 이해하고 기술했다.
  • 생산 및 가공 시 모든 원료 및 부제품의 낮은 독성 수준
  • 환경에 대한 저배출로 폐쇄 루프에서 PET를 생산할 가능성
  • 뛰어난 기계적, 화학적 특성
  • 재활용 가능성
  • 중간제품과 최종제품의 다양성.

다음 표에 세계 폴리에스테르 생산 추정치를 나타냅니다.주로 섬유 폴리에스테르, 병 폴리에스테르 수지, 주로 포장용 필름 폴리에스테르 및 엔지니어링 플라스틱용 특수 폴리에스테르를 사용합니다.이 표에 따르면, 2010년 이전에 전 세계 폴리에스테르 총 생산량은 연간 5천만 톤을 초과할 수 있다.

연도별 세계 폴리에스테르 생산량
제품 종류 2002년 (연간 백만 톤) 2008년 (연간 백만 톤)
직물-PET 20 39
수지, 병/A-PET 9 16
필름 PET 1.2 1.5
특수 폴리에스테르 1 2.5
총 31.2 59

폴리에스테르 가공

용해 단계에서 고분자 생산의 첫 번째 단계 이후, 제품 스트림은 주로 섬유 응용과 포장 응용인 두 개의 다른 응용 영역으로 나뉩니다.다음 표에 폴리에스테르 섬유 및 포장의 주요 용도가 나열되어 있습니다.

섬유 및 포장 폴리에스테르 적용 목록(멜트 또는 펠릿)
직물 패키징
스테이플 파이버(PSF) CSD용 병, 물, 맥주, 주스, 세제 등
필라멘트 POY, DTY, FDY A-PET 필름
기술사 및 타이어 코드 서모포밍
부직포 및 스핀본드 이축 배향 필름(BO-PET)
단일 필라멘트 스트랩

약어:

PSF
폴리에스테르 스패플 섬유
POY
부분 배향사
DTY
직물 가공사
FDY
완전 연마사
CSD
탄산 청량 음료
A-PET
비정질 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름
보펫
이축 배향 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름

엔지니어링 플라스틱 및 마스터 배치 생산에는 이와 유사한 소규모 시장 세그먼트(연간 100만 톤 미만)의 폴리에스테르가 사용됩니다.

폴리에스테르 용융물을 고효율로 생산하기 위해 스테이플 파이버(방적 라인당 하루 50~300톤) 또는 POY/FDY(방적 기계 약 10대로 하루에 최대 600톤 분할)와 같은 고출력 공정은 점점 더 수직적으로 통합됩니다.즉, 폴리머 용융액이 펠릿화라는 일반적인 단계 없이 직물 섬유 또는 필라멘트로 직접 변환됩니다.폴리에스테르를 원유 또는 체인오일의 증류제품에서 시작하여 한 곳에서 생산하면 →벤젠 →PX →PET 멜트 →섬유/섬유 또는 보틀 등급의 레진에서 폴리에스테르가 완전히 수직적 집적되는 것을 말한다.한편, 이러한 통합 프로세스는, 어느 정도 1개의 실가동 사이트에서 중단하는 프로세스로 확립됩니다.이스트만 화학은 이른바 INTEGREX 공정으로 PX에서 PET 수지로의 체인을 폐쇄하는 아이디어를 최초로 도입했습니다.이와 같이 수직적으로 통합된 생산 현장의 용량은 1,000톤/일이며, 쉽게 2,500톤/일에 도달할 수 있습니다.

앞서 언급한 주요 섬유 또는 실을 생산하기 위한 대형 가공 장치 외에도, 10,000개의 소형 및 초소형 가공 공장이 있으므로, 폴리에스테르가 전 세계 10,000개 이상의 공장에서 가공 및 재활용되고 있는 것으로 추정할 수 있습니다.이는 엔지니어링 및 가공 기계에서 시작하여 특수 첨가제, 안정제 및 색상으로 끝나는 공급 산업에 관련된 모든 기업을 포함하지 않습니다.이것은 거대한 산업 단지이며, 세계 지역에 따라 매년 4~8%씩 성장하고 있습니다.

합성

폴리에스테르 합성은 일반적으로 중축합 반응에 의해 이루어진다.디올과 디아시드의 반응에 대한 일반적인 방정식은 다음과 같습니다.

(n+1) R(OH)2 + n R'(COOH)2 → HO[ROOCR'COO]n ROH + 2n2 HO.

폴리에스테르는 산과 알코올의 반응, 저분자량에스테르의 알코용해 및/또는 산분해 또는 아실염화물의 알코용해가 가장 중요한 광범위한 반응에 의해 얻어질 수 있다.다음 그림은 폴리에스테르 생산에 대한 이러한 전형적인 중축합 반응에 대한 개요를 보여줍니다.또, 개환 중합에 의해서 폴리에스테르에 액세스 할 수 있다.

Overview polyester formation reaction.svg

공기로프에스테르화는 응축의 고전적인 방법이다.알코올과 카르본산의 반응으로 형성된 물은 공기로프 증류에 의해 지속적으로 제거된다.단량체의 녹는점이 충분히 낮으면 직접 에스테르화를 통해 폴리에스테르를 형성하고 진공으로 반응수를 제거할 수 있다.

Polyester formation via direct esterification.svg

고온(150 – 290 °C)에서의 직접 벌크 폴리에스테르화가 적합하며 지방족 폴리에스테르, 불포화 폴리에스테르 및 방향족-지방족 폴리에스테르 생산에 산업 규모로 사용됩니다.페놀기 또는 제3의 수산기를 포함하는 단량체는 카르본산과 낮은 반응성을 나타내며, 직접 산 알코올 기반의 [4]폴리에스테르 분해를 통해 중합될 수 없다.단, PET 생산의 경우 직접 공정은 에스테르에 비해 반응률이 높고 분자량이 높으며 메탄올 대신 물이 방출되며 [1]중량이 낮기 때문에 산의 저장 비용이 낮아지는 등 몇 가지 장점이 있다.

알코올에스테르 교환

주요 기사:에스테르 변환

Polyester formation via transesterification.svg

에스테르 변환:알코올 말단 올리고머와 에스테르 말단 올리고머가 응축되어 알코올 손실을 수반하는 에스테르 결합을 형성한다.R'과 R'은 2개의 올리고머 사슬이고, R'은 메틸기 등의 희생 단위이다(메탄올은 에스테르화 반응의 부산물이다).

"에스테르 변환"이라는 용어는 일반적으로 히드록시-에스테르, 카르복시-에스테르 및 에스테르-에스테르 교환 반응을 설명하기 위해 사용됩니다.히드록시-에스테르 교환 반응은 가장 높은 반응 속도를 가지며, 수많은 방향족-지방족 및 완전히 방향족 [4]폴리에스테르의 생산에 사용됩니다.에스테르 변환 기반 합성은 용해도가 높고 용해도가 낮은 디카르본산을 사용할 때 특히 유용합니다.또한 응축 생성물로서의 알코올은 [17]물보다 휘발성이 뛰어나 제거가 용이하다.

비스페놀 디아세테이트와 방향족 디카르본산 간 또는 비스페놀과 방향족 디카르본산 디페닐 에스테르 간(초산 방출 시 220 ~ 320 °C에서 운반됨)의 고온 용해 합성은 아실 염화물 기반 합성 외에 완전히 방향족 [4]폴리에스테르에 대한 바람직한 방법이다.

아실화

아실화는 산염화물로 시작되며, 따라서 중축합은 물 대신 염산(HCl)의 방출로 진행된다.

디아실 염화물과 알코올 또는 페놀 화합물 간의 반응은 폴리에스테르 합성에 광범위하게 적용되어 수많은 리뷰와 책 [4]장에 나와 있다.[18][19][20] 반응은 평형 방법보다 낮은 온도에서 수행됩니다. 가능한 유형은 고온 용액 응축, 아민 촉매 반응 및 계면 반응입니다.또한 활성화제의 사용은 비균형법으로서 카운트된다.아릴산염과 폴리아릴산염을 생성하는 아실염화물 기반 응축의 평형 상수는 실제로 매우 높으며 각각 4.3 × 10과3 4.7 × 10으로3 보고된다.따라서 이러한 반응을 흔히 '비균형' 폴리에스테르화라고 합니다.염화아실계 합성도 특허문헌에 기재되어 있지만, 그 반응이 생산규모에 [21]이용되는 것은 거의 없다.이 방법은 이염화물의 고비용, 가수분해 민감도 및 부작용 [22]발생에 의해 제한된다.

다이알코올과 함께 염화 디아실(100~300°C 이상)의 고온 반응으로 폴리에스테르와 염화수소가 생성됩니다.이러한 비교적 높은 온도에서는 [20]촉매 없이 반응이 빠르게 진행됩니다.

Polyester formation via neat acyl chloride.svg

반응의 전환은 진화한 염화수소의 적정으로 이어질 수 있다.염화벤젠(예를 들어 디클로로벤젠), 염화나프탈렌 또는 디페닐 및 테르페닐, 벤조페논 또는 디벤질벤젠과 같은 비염화방향족 물질을 포함한 다양한 용제가 설명되었습니다.이 반응은 (적어도 충분히 높은 분자량이 [23]달성될 때까지) 높은 온도를 용액에 유지해야 하는 고결정성 및 용해성이 낮은 폴리머의 제조에도 성공적으로 적용되었다.

계면 염화아실계 반응에서 알코올(일반적으로 페놀)은 수산화나트륨 수용액 중 알콕시드 형태로 용해되며 디클로로메탄, 클로로벤젠 또는 헥산 등의 물과 불용성 유기용매 중 염화아실계면 부근의 계면에서 반응이 일어난다.실온[20]

Polyester formation via interfacial acyl chloride.svg

폴리아릴레이트(비스페놀에 기초한 폴리에스테르), 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리(티오카보네이트) 등의 제조에 사용된다.고온 합성에 의해 얻을 수 있는 제품의 분자량은 부작용에 의해 크게 제한될 수 있기 때문에 계면 중축합에 의한 온도의 온도에 의해 이 문제를 회피할 수 있다.이 절차는 Unitika의 [4]U-Polymer와 같은 비스페놀-A계 폴리아릴산염의 상업 생산에 적용된다.물은 불용성 유기 용매로 대체될 수 있습니다(예: 아디포니트릴/사염화탄소 시스템).[20]이 절차는 페놀보다 pKa 값이 높기 때문에 [4]수용액에서 알코올산 이온을 형성하지 않는 지방족 디올을 기반으로 하는 폴리에스터 생산에 거의 도움이 되지 않습니다.염화 아실과 알코올의 염기 촉매 반응도 3차 아민(예: 트리에틸아민, EtN3) 또는 피리딘을 산 수용체로 사용하여 한 단계로 수행할 수 있습니다.

Polyester formation via amine acyl chloride.svg

아실 염화물 기반 폴리에스테르화는 촉매가 없는 상온에서 매우 느리게 진행되는 반면, 아민은 메커니즘이 완전히 [20]이해되지 않더라도 여러 가지 가능한 방법으로 반응을 가속화합니다.그러나 제3의 아민은 케텐이나 케텐 이합체의 형성 등의 부작용을 일으킬 수 있는 것으로 알려져 있다.[24]

실릴법
본 발명의 HCl법에서 염화카르본산을 알코올성분의 트리메틸실릴에테르와 변환하여 염화트리메틸실릴의 제조를 얻는다.

아세테이트법(에스테르화)

Polyester formation via transesterification.svg

아세트산실릴법

개환 중합

Polyester ring-opening formation.svg

지방족 폴리에스터는 매우 가벼운 조건 하에서 락톤으로부터 조립될 수 있으며 음이온, 양이온, 금속 유기 또는 효소에 [25][26]기반하여 촉매될 수 있습니다.에폭시드와 고리형 무수물의 공중합에 대한 다수의 촉매 방법 또한 포화 및 불포화 폴리에스테르를 광범위하게 제공하는 것으로 최근 나타났다.락톤과 락타이드의 고리개방 중합도 공업규모에 [27][28]적용되고 있다.

기타 방법

선택된 폴리에스터의 합성에 대해 수많은 다른 반응들이 보고되었지만, 예를 들어 디카르본산염과 할로겐화 디알킬을 사용하거나 비스케텐과 [4]디올 사이의 반응 등 특정 조건을 사용하는 실험실 규모의 합성들로 제한된다.

아실염화물 대신 1,1'-카르보닐디이미다졸, 디시클로헥실카르보디이미드, 트리플루오로아세트산무수물 등의 이른바 활성화제를 사용할 수 있다.중축합은 활성제가 소비되는 동안 카르본산이 보다 반응성이 높은 중간체로 전환됨으로써 진행된다.예를 들어, 반응은 촉매 작용을 하는 알콕시드 [4]나트륨과 반응하는 중간 N-아실리미다졸을 통해 진행됩니다.

Polyester formation via reactive reagent.svg

1980년대부터 경미한 조건에서 고융해 방향족 폴리에스테르와 폴리아미드를 생산하기 위한 활성화제의 사용은 집중적인 학술 연구 대상이 되어 왔지만, 비슷한 결과를 저렴한 [4]반응물로 얻을 수 있기 때문에 상업적으로 받아들여지지 않았다.

중축합 반응의 열역학

Polyesterifications 일부 authors[4][18]에 의해 두가지 종류:a)평형 polyesterifications(주로alcohol-acid 반응, alcohol–ester과acid–ester 교환 반응, 대량으로 높은 온도에서 실시한), 지, b)non-equilibrium polyesterifications, 예를 들어( 산 염화물 또는 교류 매우 반응이 단량체를 사용하여로 분류된다.tivated카르본산(carboxylic acids), 주로 용액의 낮은 온도에서 수행됨).

산-알코올 기반 폴리에스테르화는 평형 반응의 한 예이다.고분자 형성 에스테르기(-C(O)O-)와 응축 생성물수(HO2)의 산기(-C(O)) 대비 비율OH) 및 알코올계(-OH) 모노머는 평형상수C K로 나타낸다.

산-알코올 기반 폴리에스테르화의 평형상수는 KC 10 10으로, 평형상수C [19]K에서 평균 중합도(DPn 100 100)를 계산할 수 있으므로 고분자량 폴리머(DPn 100 100)를 얻을 수 없을 정도로 높지 않다.

따라서 평형반응에서 폴리머를 [19]향해 평형을 구동하기 위해서는 응축생성물을 반응매질로부터 연속적이고 효율적으로 제거할 필요가 있다.따라서 응축 제품은 역반응을 [8]방지하기 위해 낮은 압력과 높은 온도(단량체에 따라 150–320°C)에서 제거된다.반응의 진행에 따라 활성 사슬 끝의 농도가 낮아지고 용융액 또는 용액의 점도가 높아진다.반응속도를 높이기 위해 고온에 의해 촉진되는 고급기 농도(바람직하게는 벌크)에서 반응이 이루어진다.

반응성 반응물질(산염화물 또는 산무수물) 또는 1,1µ-카르보닐디이미다졸 등의 활성화제를 사용할 때 등급C K ≤ 10의4 평형상수를 얻을 수 있다.이러한 반응물을 사용하면 응축 생성물을 적극적으로 제거하지 않고도 기술적 용도에 필요한 분자량을 달성할 수 있습니다.

역사

1926년 미국에 본부를 둔 E.I. du Pont de Nemours and Co.는 큰 분자와 합성 섬유에 대한 연구를 시작했다.W.H. Carothers가 주도한 이 초기 연구는 최초의 합성 [29]섬유 중 하나인 나일론이 된 것에 초점을 맞췄다.그 당시 Carothers는 duPont에서 일하고 있었다.Carothers의 연구는 불완전했고 에틸렌 글리콜과 테레프탈산을 혼합하여 형성된 폴리에스테르에 대한 조사를 진행하지 못했다.1928년 폴리에스테르는 국제 제너럴 일렉트릭 회사에 [30]의해 영국에서 특허를 받았다.Carothers의 프로젝트는 1941년 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 PET에 특허를 낸 영국 과학자 Whinfield와 Dickson에 의해 부활되었다.폴리에틸렌 테레프탈레이트는 데이크론, 테릴렌, 폴리에스테르와 같은 합성섬유의 기초를 형성합니다.1946년 듀폰은 ICI로부터 [1]모든 법적 권리를 사들였다.

생물 분해 및 환경 문제

주요 기사: 생분해

Futuro 하우스는 섬유 유리 강화 폴리에스테르 플라스틱, 폴리에스테르 폴리우레탄, 폴리(메틸 메타크릴레이트)로 제작되었습니다.한 집은 시아노박테리아와 [31][32]고세균에 의해 훼손되고 있는 것으로 밝혀졌다.

크로스 링크

불포화 폴리에스터는 열경화성 폴리머입니다.일반적으로 1개 이상의 디올을 포화 및 불포화 디카르본산(말레산, 푸마르산 등) 또는 이들의 무수물과 중합하여 제조한 공중합체이다.불포화 폴리에스테르의 이중 결합은 보통 스티렌인 비닐 모노머와 반응하여 3D 가교 구조를 형성합니다.이 구조는 보온 세트로 기능합니다.발열 가교 반응은 촉매, 일반적으로 메틸에틸케톤 과산화물 또는 벤조일 과산화물을 통해 시작됩니다.

담수 및 해수 서식지의 오염

영국 플리머스 대학의 한 팀은 미세 섬유 방출량을 정량화하기 위해 12개월 동안 가정용 세탁기에서 여러 합성 물질이 다른 온도에서 세탁되었을 때 무슨 일이 일어났는지 분석했습니다.그들은 평균 세탁 부하 6kg이 폴리에스테르-면 혼방 섬유에서 137,951개의 섬유, 폴리에스테르-면 혼방 섬유에서 496,030개의 섬유, 아크릴 섬유에서 72만8,789개의 섬유를 배출할 수 있다는 것을 발견했다.이 섬유들은 일반적인 미세 플라스틱 [33][34][35]오염을 증가시킨다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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추가 정보

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외부 링크