Полиестерът е важен материал от синтетични влакна, като основната стъпка в производствения му процес е реакцията на поликондензация. Поликондензацията е процес, при който мономерните молекули реагират, за да образуват полимери и малки молекулни странични продукти (обикновено вода или метанол). За синтеза на полиестер най-често срещаните мономери са терефталова киселина (PTA) или диметил терефталат (DMT) и етилен гликол (EG).
Стъпки на реакция:
- Реакция на трансестерификация(ако се използва DMT): Първо, DMT реагира с етилен гликол в реакция на трансестерификация, за да произведе мономера бис(хидроксиетил) терефталат (BHET) и метанол. Тази реакция обикновено протича при 200-250 степен и изисква катализатор (като антимонови съединения).
- Реакция на поликондензация: След това BHET претърпява допълнителна поликондензация за образуване на дълговерижен поли(етилен терефталат) (PET) и вода като страничен продукт. Тази реакция обикновено протича при висока температура от 250-280 градуса и под вакуум или в атмосфера на инертен газ, за да се отстрани произведената вода, задвижвайки реакцията към полимери с по-високо молекулно тегло.
Механизъм на реакцията:
В реакцията на поликондензация хидроксилните (-OH) и карбоксилните (-COOH) или естерните (-COOR) групи претърпяват реакции на дехидратация или отстраняване на алкохола, за да образуват естерни връзки (-COO-). По време на този процес мономерите постепенно се свързват във вериги, образувайки линейни полимери.
Контрол на реакцията:
Контролът на реакцията на поликондензация е от решаващо значение за свойствата на крайния продукт. Реакционната температура, времето, количеството на катализатора и условията (като ниво на вакуум или азотен поток) влияят върху молекулното тегло и физичните свойства на полиестера. Например по-високите реакционни температури и по-дългите реакционни времена спомагат за образуването на полиестер с по-високо молекулно тегло, но могат също да доведат до разграждане и странични реакции.
Индустриални приложения:
Чрез контролиране на реакцията на поликондензация могат да бъдат произведени полиестерни материали с различни свойства, за да отговорят на различни нужди на приложение. Например полиестерът с високо молекулно тегло обикновено се използва за продукти, изискващи висока якост и издръжливост, като пластмасови бутилки и инженерни пластмаси, докато полиестерът с ниско молекулно тегло се използва за направата на влакна и филми.
