พอลิเอสเทอร์

พอลิเอสเทอร์ หรือ โพลีเอสเตอร์ (อังกฤษ: polyester) เป็นกลุ่มพอลิเมอร์ที่มีหมู่ฟังก์ชันเอสเทอร์ในทุกหน่วยซ้ำของโซ่หลัก โดยทั่วไปพอลิเอสเทอร์มักหมายถึงพอลิเอทิลีนเทเรฟทาเลตเมื่อใช้กล่าวถึงวัสดุเฉพาะ พอลิเอสเทอร์รวมถึงสารที่พบในธรรมชาติอย่างพืชและแมลง และสารสังเคราะห์อย่าง พอลิเอสเทอร์ธรรมชาติและสังเคราะห์ส่วนน้อยสามารถย่อยสลายทางชีวภาพ แต่พอลิเอสเทอร์สังเคราะห์ส่วนใหญ่ไม่สามารถย่อยสลายทางชีวภาพ พอลิเอสเทอร์สังเคราะห์ใช้อย่างกว้างขวางในเครื่องแต่งกาย เฟอร์นิเจอร์และอุปกรณ์รถยนต์

หมู่เอสเทอร์ (สีน้ำเงิน) ซึ่งกำหนดพอลิเอสเทอร์

บางครั้งมีการผสมเส้นใยพอลิเมอร์ร่วมกับเส้นใยธรรมชาติเพื่อให้ได้ผ้าที่มีคุณสมบัติที่หลากหลาย ผ้าฝ้ายผสมพอลิเอสเทอร์มีความแข็งแรง ทนการฉีกขาด รอยย่นและลดการหดตัว เส้นใยสังเคราะห์จากพอลิเอสเทอร์มีความทนน้ำ ลมและสภาพแวดล้อมสูงเมื่อเทียบกับเส้นใยจากพืช แต่ทนไฟน้อยกว่าและหลอมละลายเมื่อติดไฟ

พอลิเอสเทอร์ผลึกเหลวเป็นหนึ่งในแรกที่ใช้ในอุตสาหกรรม มีคุณสมบัติเชิงกลและทนความร้อน ซึ่งคุณสมบัตินี้ใช้ในการเคลือบป้องกันการเสียดสีในเครื่องยนต์ไอพ่น

ความเป็นมา

ในปี ค.ศ. 1926 บริษัทเริ่มการวิจัยสารโมเลกุลขนาดใหญ่และเส้นใยสังเคราะห์ การวิจัยช่วงแรกนำโดยวอลเลซ แคโรเธอส์นำไปสู่การค้นพบไนลอนซึ่งเป็นเส้นใยสังเคราะห์ชนิดแรก แต่การวิจัยยังไม่สมบูรณ์และแคโรเธอส์ไม่ได้ศึกษาพอลิเอสเทอร์จากเอทิลีนไกลคอลกับ งานของแคโรเธอส์ได้รับการต่อยอดโดยและเจมส์ เทนแนนต์ ดิกสัน นักวิทยาศาสตร์ชาวบริติชผู้จดสิทธิบัตรพอลิเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) ในปี ค.ศ. 1941

ชนิดของพอลิเอสเทอร์

พอลิเอสเทอร์เป็นหนึ่งในชั้นพอลิเมอร์ที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจ ในปี ค.ศ. 2000 มีการผลิตพอลิเอสเทอร์ประมาณ 30 ล้านตันทั่วโลก พอลิเอสเทอร์มีความหลากหลายในด้านคุณสมบัติเนื่องจากหมู่ R ในโครงสร้าง

พอลิเอสเทอร์ธรรมชาติ

พอลิเอสเทอร์ที่พบในธรรมชาติ ได้แก่ ซึ่งเป็นผิวเคลือบชั้นนอกสุดของใบพืช คิวทินประกอบด้วยและอนุพันธ์ที่เชื่อมด้วยพันธะเอสเทอร์ นอกจากนี้ผึ้งสามารถผลิตพอลิเอสเทอร์ โดยผึ้งสกุล Colletes จะหลั่งสารพอลิเอสเทอร์คล้ายกระดาษเซลโลเฟนเพื่อใช้เลี้ยงดูตัวอ่อนในรัง บางครั้งผึ้งสกุลนี้รู้จักในชื่อ ผึ้งพอลิเอสเทอร์

พอลิเอสเทอร์สังเคราะห์

พอลิเอสเทอร์สังเคราะห์ประกอบด้วย

• พอลิเอสเทอร์อะลิฟาติกเส้นตรงมวลโมเลกุลสูง (M_n >10,000) เป็นพอลิเมอร์กึ่งผลึก มีจุดหลอมเหลวต่ำ (40–80 °ซ) และคุณสมบัติเชิงกลต่ำ พอลิเอสเทอร์กลุ่มนี้สามารถย่อยสลายจึงเหมาะสำหรับสิ่งของที่อาจส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เช่น บรรจุภัณฑ์ ผลิตภัณฑ์ใช้แล้วทิ้ง และวัสดุคลุมดิน
• พอลิเอสเทอร์อะลิฟาติกเส้นตรงมวลโมเลกุลต่ำ (M_n < 10,000) เป็นพอลิเอสเทอร์ประเภท hydroxy-terminated ใช้ในการผลิตโพลียูรีเทน
• พอลิเอสเทอร์แบบ hyperbranched มีความหนืดต่ำและละลายได้ดี ใช้เป็นตัวดัดแปลงทางวิทยากระแส (rheology modifiers) ในเทอร์โมพลาสติก และตัวเชื่อมโยงข้ามในการเคลือบ
• พอลิเอสเทอร์อะลิฟาติก‐อะโรมาติก เป็นพอลิเอสเทอร์กึ่งผลึกที่มีจุดหลอมเหลวสูง (160–280 °ซ) ใช้ทำเทอร์โมพลาสติก เส้นใยและฟิล์มเชิงวิศวกรรม
• พอลิเอสเทอร์ร่วมอะโรมาติกเส้นตรงทั้งหมด (wholly aromatic linear copolyesters) ใช้ในงานสมรรถนะสูงเนื่องจากมีคุณสมบัติเชิงกลสูงและทนความร้อน
• พอลิเอสเทอร์ไม่อิ่มตัว เป็นพอลิเอสเทอร์ที่ผลิตจากแอลกอฮอล์อเนกประสงค์กับกรดไดเบสิก พอลิเอสเทอร์กลุ่มนี้ใช้เป็นวัสดุผสม วัสดุหล่อและสารเคลือบ

อ้างอิง

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับ พอลิเอสเทอร์

1. Köpnick H, Schmidt M, Brügging W, Rüter J, Kaminsky W (June 2000). "Polyesters". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim, Germany: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
2. Mendelson C (17 May 2005). Home Comforts: The Art and Science of Keeping House. Simon and Schuster. ISBN .
3. "Thermal Spray Abradable Coatings". www.gordonengland.co.uk. สืบค้นเมื่อ 2018-12-12.
4. "How polyester is made - material, manufacture, making, history, used, structure, steps, product, History". www.madehow.com. สืบค้นเมื่อ 2018-12-04.
5. Whinfield, John Rex and Dickson, James Tennant (1941) "Improvements Relating to the Manufacture of Highly Polymeric Substances", UK Patent 578,079; "Polymeric Linear Terephthalic Esters", U.S. Patent 2,465,319 Publication date: 22 March 1949; Filing date: 24 September 1945; Priority date: 29 July 1941
6. Rogers ME, Long TE (2003). Synthetic Methods in Step-Growth Polymers. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc.
7. Hefetz, Abraham; Fales, Henry M.; Batra, Suzanne W. T. (1979). "Natural Polyesters: Dufour's Gland Macrocyclic Lactones Form Brood Cell Laminesters in Colletes Bees". Science. 204 (4391): 415–417. doi:10.1126/science.204.4391.415. PMID 17758016. S2CID 41342994.
8. Eveleth, R. and D. Chachra. Can Bees Make Tupperware? Scientific American December 19, 2011.
9. Testud B, Pintori D, Grau E, Taton D, Cramail H (2017). "Hyperbranched polyesters by polycondensation of fatty acid-based AB n-type monomers". Green Chemistry. 19 (1): 259–69. :1911.07737. doi:10.1039/C6GC02294D. S2CID 102450135.
10. Gurunathan T, Mohanty S, Nayak SK (January 2016). "Hyperbranched polymers for coating applications: a review". Polymer-Plastics Technology and Engineering. 55 (1): 92–117. doi:10.1080/03602559.2015.1021482. S2CID 100936296.