21.17: Rodzaje polimerów o stopniowym wzroście: poliestry

Wprowadzenie poliestrów spowodowało znaczący rozwój przemysłu tekstylnego. Dzięki temu, że mieszanki poliestrowe nie gniotą się, wyeliminowano potrzebę krochmalenia i prasowania odzieży.

Poliestry są powszechnie wytwarzane z kwasu tereftalowego i glikolu etylenowego; surowy produkt jest znany jako poli(tereftalan etylenu) lub PET. Jednakże poliestry syntetyzuje się na skalę przemysłową poprzez transestryfikację tereftalanu dimetylu glikolem etylenowym w temperaturze 150°C. Obydwa reagenty i polimer PET nie są lotne w tej temperaturze, ale będący produktem ubocznym metanol odparowuje w wyniku reakcji, doprowadzając w ten sposób reakcję do końca.

Do syntezy PET glikol etylenowy otrzymuje się przez utlenianie etylenu na powietrzu do tlenku etylenu, który po hydrolizie daje glikol. Kwas tereftalowy wytwarza się przez utlenianie p-ksylenu.

Surowy PET może być przekształcony we włókno dakronowe, najczęściej stosowane w przemyśle tekstylnym jako materiał odzieżowy. Można go również przetworzyć na folię o nazwie Mylar. Filmy te służą do przygotowania magnetycznej taśmy rejestrującej. Na płytach kompaktowych stosuje się grubsze folie Mylar. Poli(tereftalan etylenu) jest również formowany rozdmuchowo w celu produkcji plastikowych butelek używanych do napojów bezalkoholowych.

Niektóre poliestry są niestabilne, ponieważ ulegają hydrolizie w środowisku wodnym. Takie poliestry znajdują zastosowania, gdzie wymagana jest powolna degradacja. Na przykład kopolimer kwasu glikolowego i kwasu mlekowego jest stosowany przez chirurgów w szwach rozpuszczalnych. Kopolimer ulega hydrolizie w ciągu kilku tygodni do materiałów wyjściowych, które są metabolizowane w organizmie.

Polimery, w których monomery są połączone ze sobą wiązaniem estrowym, nazywane są poliestrami.

Zazwyczaj kwasy dikarboksylowe i diole ulegają stopniowej kondensacji, aby uzyskać poliestry.

Na przykład kwas tereftalowy i glikol etylenowy ulegają estryfikacji Fischera i tracą wodę, tworząc poli(tereftalan etylenu) lub PET.

PET można również przygotować z politereftalanu dimetylu i glikolu etylenowego w procesie transestryfikacji z utratą metanolu.

Surowy PET można formować z rozdmuchiwaniem w celu wytworzenia butelek na napoje bezalkoholowe, przędzić we włókno Dacron lub odlewać w folię Mylar.

Włókno dakronowe jest szeroko stosowane w przemyśle tekstylnym ze względu na swoją lekkość, wysoką wytrzymałość i odporność na wilgoć.

Folia Mylar służy do produkcji magnetycznych taśm do nagrywania, ponieważ jest mocna, elastyczna i odporna na degradację w ultrafiolecie.

Kodel to kolejny poliester otrzymywany w procesie transestryfikacji tereftalanu dimetylu i 1,4-di(hydroksymetylo)cykloheksanu.

Zwykle stosuje się go przez zmieszanie go z wełną lub bawełną w celu zmniejszenia sztywności.

• Polyester Polymerization - Synthesis process where polyesters are made from reactions.
• Poly(ethylene terephthalate) - Commonly known as PET, a type of polyester used in various applications.
• Ethylene Glycol and Terephthalic Acid reaction - Key process for producing PET.
• Dacron - A popular example of a polyester used particularly in textiles.
• Hydrolysis of Polyesters - Decomposition process of some polyesters in aqueous medium, facilitating slow degradation.

• Define Polyester Polymerization – Understand the process and its implications (e.g., polyester polymerization).
• Contrast PET vs Dacron – Know the differences and uses of these two common polyesters (e.g., PET and Dacron).
• Explore Polar and Non-polar Polymers – Learn about how different polymer types, such as polar and non-polar, behave (e.g., Polyester vs Nylon).
• Explain the Step Growth Polymerization Process – Understand how polymers grow incrementally through a step-by-step reaction.
• Apply Understanding of Polyester to Real-life Context – Understand how knowledge about polyesters can be applied to real-world scenarios, like the textile industry.

• What is polyester polymerization and how does it work?
• What are the products of the reaction between ethylene glycol and terephthalic acid?
• What are the uses of Poly(ethylene terephthalate)?

• Students – Understand How polyester polymerization supports scientific learning
• Educators – Provides a clear framework for teaching polymer science
• Researchers – Polyester research is relevant for material science and industrial application
• Textile Enthusiasts – Offers insights into materials used in the textile industry