Polyester và quá trình sản xuất sợi Polyester

Nhắc đến vải địa hay một số loại vải may mặc ắt hẳn cái tên Polyester không quá xa lạ. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ về nhựa/sợi nhựa polyester cũng như các dạng sợi của loại sợi nhựa này. Vậy trong bài viết này, hãy cùng Phú Thành Phát khám phá về sợi nhựa Polyester, các dạng của loại sợi nhựa này và quy trình sản xuất của nó nhé!

Polyester là gì?

Polyester là một loại sợi tổng hợp có nguồn gốc từ than đá, không khí, nước và dầu mỏ. Được phát triển trong phòng thí nghiệm từ thế kỷ 20, sợi polyester được hình thành từ phản ứng hóa học giữa acid và rượu. Trong phản ứng này, hai hoặc nhiều phân tử kết hợp với nhau để tạo ra một phân tử lớn có cấu trúc lặp đi lặp lại trong suốt chiều dài của nó.

Polyester được ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp để sản xuất các loại sản phẩm như quần áo, đồ nội thất gia dụng, vải công nghiệp, máy tính và băng ghi âm, vật liệu xây dựng, vật liệu cách điện. Sợi Polyester có nhiều ưu thế hơn khi so sánh với các loại vải bông truyền thống. Vải Polyester không hút ẩm nhưng lại hấp thụ dầu. Chính đặc tính này làm cho Polyester trở thành một loại vải hoàn hảo đối với những ứng dụng chống nước, chống bụi và chống cháy. Khả năng hấp thụ thấp của Polyester giúp nó tự chống lại các vết bẩn một cách tự nhiên.

Vải Polyester không bị co khi giặt, chống nhăn và chống kéo dãn. Nó cũng dễ dàng được nhuộm màu và không bị hủy hoại bởi nấm mốc. Vải Polyester là vật liệu cách nhiệt hiệu quả. Do đó nó được dung để sản xuất gối, chăn, áo khoác ngoài và túi ngủ. Ngoài ra, nó có khả năng chịu lực tốt, độ biến dạng thấp nên cũng được ứng dụng sản xuất vải địa kỹ thuật dệt, vải địa không dệt.

Đặc điểm sợi nhựa Polyester

Bảng đặc điểm sợi nhựa Polyester

Đặc điểm	Polyester
Tên gọi khác	Polyethylene terephthalate, PET, sợi nhỏ
Thành phần	Polyme có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch (than đá, dầu mỏ,…) hoặc các nguồn hữu cơ
Các biến thể số lượng sợi	200-1.000
Độ thông thoáng	Rất thoáng khí
Khả năng hút ẩm	Cao
Khả năng giữ nhiệt	Trung bình
Khả năng co giãn	Trung bình
Khả năng hư tổn	Trung bình
Quốc gia nơi vải được sản xuất đầu tiên	Hoa Kỳ
Quốc gia sản xuất / xuất khẩu lớn nhất hiện nay	Trung Quốc
Nhiệt độ giặt khuyến nghị	Lạnh, ấm hoặc nóng
Thường được sử dụng trong	Vải may mặc, chăn, mũ, ga trải giường, dây thừng, vải bọc, cáp vải ( cáp bẹ), vải địa kỹ thuật,…

Phân loại các dạng Polyester

Có hai dạng chính của polyester là PET (polyethylene terephthalate) và PCDT (poly-1, 4-cyclohexylene-dimethylene terephthalate).

Ethylene Polyester (PET)

PET là loại nhựa dẻo đa năng có các tính năng nổi bật như chịu lực tốt, chịu nhiệt cao, kháng hóa chất tốt,… Nhựa PET rất phổ biến, hữu dụng và bền vững. Có thể được ứng dụng độc lập như sản xuất vải địa kỹ thuật hoặc phối trộn với các loại xơ/vải khác để làm vải may mặc. Thành phần chính của PET là ethylene. Có nguồn gốc từ dầu mỏ. Đóng vai trò là polymer tương tác với các hóa chất khác để tạo ra một hợp chất dạng sợi ổn định.

Các dạng sợi PET

Có 4 dạng sợi polyester cơ bản bao gồm: sợi filament, sợi xơ, sợi thô và sợi fiberfill.

Sợi filament: là mỗi sợi đơn lẻ tham gia cấu tạo của sợi polyester là dài liên tục. Dạng sợi này dùng để sản xuất các loại vải có bề mặt nhẵn.
Sợi xơ: là sợi filament được cắt ngắn với những độ dài định trước. Là loại sợi được ứng dụng pha với các loại sợi khác.
Sợi thô: là một dạng sợi nhựa mà trong đó các sợi filament liên tiếp được kéo lỏng với nhau.
Sợi fiberfill: là dạng sợi lớn được sử dụng trong sản xuất chăn, gối, và áo khoác.

Hai dạng được sử dụng thường xuyên nhất là sợi filament và xơ. Vải địa kỹ thuật cũng dùng sợi xơ để gia nhiệt và xuyên kim thành vải địa không dệt hoặc dệt thành vải địa dệt gia cường.

Quy trình sản xuất sợi PET

Có rất nhiều phương pháp để sản xuất sợi nhựa Polyester. Tùy thuộc vào dạng sợi nhựa PET muốn sản xuất mà sẽ sử dụng phương pháp phù hợp.

Phương pháp sản xuất sợi Filament

1. Phản ứng trùng hợp

Cho phản ứng ethylene glycol với dimethyl terephthalate ở nhiệt độ cao (150-210^oC). Phản ứng này tạo ra một monomer (có cấu trúc phân tử đơn, không lặp lại). Sau đó được phản ứng với đimetyl terephthalate trong nhiệt độ cao (280^oC) một lần nữa để tạo ra một polymer. Polymer polyester nóng chảy mới này được đùn ra từ buồng phản ứng thành các dải dài.

2. Làm khô

Các dải nóng chảy dài sau khi hình thành từ quá trình trùng hợp sẽ được làm mát cho đến khi trở nên giòn. Sau đó được cắt ra thành từng mảnh nhỏ và được làm khô hoàn toàn để tăng tính bền vững của sợi nhựa.

3. Kéo sợi

Các mảnh nhỏ thu được sẽ tiến hành nấu chảy một lần nữa trong nhiệt độ cao (260-270^oC). Tạo thành dung dịch keo sệt như mật ong. Dung dịch này được đặt trong thùng tập kết bằng kim loại. Được đùn ép qua các lỗ nhỏ để tạo thành sợi với kích thước và hình dạng nhất định.

Ở giai đoạn này, có thể pha trộn với các loại hóa chất khác để có thêm làm vật liệu chống cháy, chống tích điện hoặc nhuộm màu,… Tùy theo mục đích và nhu cầu sử dụng.

4. Kéo căng

Khi qua giai đoạn kéo sợi, sợi Polyester rất mềm và dễ dàng kéo căng với chiều dài có thể đạt được gấp 5 lần với chiều dài ban đầu của sợi. Tác động kéo căng cưỡng bức các phân tử Polyester ngẫu nhiên trở nên sắp xếp thẳng hàng. Giúp tăng độ bền, độ dai và khả năng đàn hồi của sợi nhựa.

Sợi sau khi kéo căng sẽ có thay đổi rất nhiều về đường kính và độ dài. Tùy thuộc vào các đặc tính mong muốn của thành phẩm mà tiến hành kéo sợi đạt theo yêu cầu đề ra. Trong quá trình kéo căng, sợi có thể được liên kết hoặc xoắn để tạo ra các loại vải mềm hoặc vải thô,…

5. Cuốn sợi

Sau khi hoàn thiện kéo căng, sợi Polyester sẽ được cuốn vào các ống sợi lớn hoặc đóng thùng và sẵn sàng để làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất tiếp theo (vải nguyên liệu).

Phương pháp sản xuất sợi xơ ngắn PSF

Quy trình làm xơ ngắn có trình tự thực hiện từ bước 1 đến bước 4 (Phản ứng trùng hợp – Làm khô – Kéo sợi – Kéo căng) giống như quá trình sản xuất sợi Filament. tuy nhiên, trong quá trình tuôn sợi, nếu sản xuất xơ ngắn thì thùng trộn sẽ có nhiều lỗ hơn. Các bó sợi polyester được hình thành sau đó gọi là sợi thô.

Kéo căng

Sau khi kéo sợi (như ở trên), sợi mới được hình thành sẽ nhanh chóng thực hiện làm lạnh trong các thùng chứa các sợi dây dày. Sợi sẽ có chiều dài khác nhau được tập trung và kéo căng trên các con lăn được gia nhiệt đến ba hoặc bốn lần chiều dài sợi ban đầu.

Tạo nếp

Sợi sau khi đã kéo sẽ được đưa vào các hộp nén để tạo nếp gấp như đàn accordion với 3-6 nếp trên mỗi xăng ti mét. Quá trình này sẽ giúp các sợi được liên kết chặt chẽ với nhau trong các giai đoạn sản xuất tiếp theo.

Định hình

Tạo nếp hoàn thiện, sợi sẽ được gia nhiệt đến 100-150^oC để làm khô hoàn toàn các sợi và giữ các nếp gấp. Một số nếp gấp không giữ được sẽ được rút ra khỏi các sợi trong quá trình tiếp theo.

Cắt sợi

Sợi sau khi định hình sẽ được cắt ngắn hơn và pha trộn với bông:

Sợi nhựa thông thường: 3.2-3.8cm.
Sợi xơ nhân tạo: 5cm.
Sợi filament: 15cm.

PCDT Polyester

PCDT là một dạng khác của sợi nhựa Polyester, nó có tính dẻo và đàn hồi hơn nhưng tính bền kém hơn so với sợi PET. PCDT phù hợp trong các ứng dụng làm rèm cửa và lớp bọc đồ nội thất.

Quy trình sản xuất sợi PCDT

Quy trình tạo ra sợi PCDT tương tự như quy trình tạo PET, nhưng sợi nhựa này có cấu trúc hóa học khác hơn so với sợi PET. PCDT cũng được phản ứng trùng hợp bao gồm cho ethylene glycol phản ứng với dimethyl terephthalate.

Kết luận

Polyester có 2 dạng chính là PET và PCDT. Trong đó, sợi PET lại được chia thành 4 dạng nhỏ bao gồm: sợi filament, xơ, sợi thô, và fiberfill. Quá trình sản xuất ra sợi nhựa Polyester được qua 4 bước chính: Phản ứng trùng hợp – Làm khô – Kéo sợi – Kéo căng. Tuy vào mục đích sử dụng và cấu thành sợi mà ta sẽ sử dụng các phương pháp khác nhau để tạo ra sợi Polyester. Để biết thêm nhiều thông tin hơn về sợi Polyester hoặc có bất kỳ yêu cầu, thắc mắc gì về Polyester hoặc vải địa kỹ thuật. Vui lòng để lại thông tin liên hệ hoặc liên hệ trực tiếp với Phú Thành Phát. Chúng tôi sẽ hỗ trợ giải đáp thắc mắc sớm nhất cho bạn.

THÔNG TIN LIÊN HỆ
Trụ sở chính: 15 Đường số 5, KDC Vĩnh Lộc, Bình Hưng Hòa B, Bình Tân, TP.HCM
Hotline: 028.666.03482 – 0909.452.039 – 0903.877.809
Email: infor@vaidiakythuat.com