پلی‌اتیلن ترفتالات

Polyethylene terephthalate معروف‌ترین رزین پلیمری ترموپلاستیک است که با فرمول شیمیایی C10H8O4 شناخته می‌شود. به بیان ساده‌تر پلی‌اتیلن‌ترفتالات یک نوع پلیمر حرارتی و بسیار مقاوم است که از یک واحد تکراری با نام "ترفتالات" تولید شده است.  این ماده را با نام‌های گرید بطری، پت، PET، PETP نیز می‌شناسند. این پلیمر انواع مختلفی دارد که هر کدام از آن‌ها کاربرد متفاوتی در صنایع دارند.

انواع گریدهای پلی اتیلن ترفتلات عبارت‌اند از: پلی اتیلن ترفتالاتی در صنعت نساجی استفاده شده و به نام  پلی‌استر شناخته می‌شود. به این ماده در صنعت بسته‌بندی مواد غذایی، پت (PET) یا رزین پت می‌گویند. در صنعت تولید پوشاک هم از نوع PET-P آن استفاده می‌کنند. لازم به ذکر است که گریدهای مختلف این ماده همگی بی‌رنگ و بدون بو هستند. 

بعد از افزایش کاربری این ماده در صنعت این سوال پیش آمد که آیا پلی اتیلن ترفتالات سمی است؟ این ماده نه تنها سمی نیست بلکه به دلیل مقاومت بالا در برابر میکروب و سایر میکروارگانیسم‌ها بسیار بهداشتی نیز هست. مهم‌ترین خصوصیات این ماده عبارت‌اند از: ساختار شبیه به شیشه، نقطه ذوب 260 درجه، عدم انحلال‌پذیری در آب، وزن پایین و مقاومت بالا در برابر برخورد ضربه یا خورد شدن. 

این ماده نوعی ترموپلاستیک است که از واکنش پلیمری TPA یا DMT و اتیلن گلیکول به دست می‌آید. برای تولید پلی اتیلن ترفتالات از واکنش  طی واکنش پارازایلین استفاده می‌کنند. در این واکنش هیدروکربن‌های اشباعی به مولکول‌های پارافین متصل شده  و با اضافه‌کردن کاتالیزور‌ها، پیوندهای به وجود آمده به پیوندهای تکی یا دوگانه تبدیل می‌شوند.

طی این فرایند پارازایلین در طول چند مرحله اکسید می‌شود (تمامی این مراحل در مجاورت هوا اتفاق می‌افتد). سپس ماده به دست آمده را با اسید استیک  شستشو می‌دهند تا ترفتالیک خالص به دست آید. در مرحله بعد ترفتالیک با نوعی گلیکول ترکیب‌شده و پلی‌اتیلن ترفتالات تولید می‌شود. این ماده حالت پودری داشته و اندازه بلورهای آن از40 تا حدود 200 میکرون است.

پلی اتیلن ترفتالات ظاهری شبیه به چیپس سیب‌زمینی داشته و همان‌طور که قبلا گفتیم گریدهای مختلفی دارد. گرید بطری و الیاف آن در واحدهای پتروشیمی تولید می‌شود. این مواد چیپس مانند در صنایع وابسته به پتروشیمی ذوب شده و به کالاهای پلاستیکی مثل بطری تبدیل می‌شوند. محصولاتی که از PET تولید می‌شوند کیفیت بالایی دارند.

پت (PET) با هیچ ماده‌ای از جمله آب، سیترات سدیم و مواد شیمیایی دیگر ترکیب نمی‌شود. این پلیمر، بسیار مقاوم است و از همه مهم‌تر قیمت پایینی دارد. این ویژگی‌ها باعث شده تا تولیدکنندگان زیادی از آن استفاده کنند. موارد زیر از جمله صنایعی هستند که پلی اتیلن ترفتالات در آن‌ها کاربرد زیادی دارد: 

صنعت نساجی: هنگامی که پلی‌استر با پنبه ترکیب می‌شود از آب‌رفت پارچه جلوگیری می‌کند؛ همچنین استفاده از این ماده در تولید پارچه باعث افزایش مقامت آن در برابر پارگی یا خوردگی می‌شود.

تولید بطری: مهم‌ترین کاربرد پت در صنعت، مربوط به تولید انواع بطری است. این ماده به دلیل سبک و شفاف‌بودن بهترین انتخاب برای ساخت بطری‌هاست به طوری که این ترکیب با نام گرید بطری شناخته می‌شود.

چاپ سه‌بعدی: همانطور که قبلا گفتیم پلی اتیلن ترفتالات انعطاف‌پذیری و مقاومت بالایی دارد. به همین دلیل از این ماده به عنوان پیش‌نمونه در چاپ سه‌بعدی استفاده می‌کنند. از دیگر مزیت‌های استفاده از پت به جای  ABS و PLA می‌توان به کمترشدن بوی نامطبوع محصولات اشاره کرد.

پلی اتیلن ترفتالات یک ماده قابل بازیافت است که فرایند بازیافت ساده‌ای هم دارد. این ماده وزن کمی دارد ولی در عین حال بسیار مقاوم است. همین ویژگی‌ها باعث شده تا در صنایع مختلف از این ماده استفاده شود. مهم‌ترین دلایلی که باعث برتری پلی اتیلن ترفتالات نسبت به مواد مشابه خود می‌شود عبارت‌اند از:

✔ پت (PET) برای نگهداری از مواد غذایی مناسب است زیرا غیرسمی بوده و برای سلامتی مضر نیست. علاوه بر این، (PET) بسیار شفاف است به همین دلیل برای تولید مواد بسته‌بندی کاربرد زیادی دارد. 

✔ گرید بطری جذب رطوبت کمی دارد و مانع از نفوذ رطوبت می‌شود. به همین دلیل بیشتر ظروف پلاستیکی که برای نگهداری مواد غذایی استفاده می‌شود را با این ماده تولید می‌کنند.

✔ پلی اتیلن ترفتالات ماده مقاومی است که در برابر ضربه و خردشدن دوام بالایی دارد. با توجه به این موضوع می‌توان از این ماده برای تولید بسته‌بندی‌های خاص از آن استفاده کرد. 

✔ پلی اتین ترفتالات به دلیل فراوانی زیاد در بازار، قیمت بسیار پایینی دارد. بنابراین استفاده از آن برای تولیدکنندگان مقرون به‌ صرفه‌تر از سایر مواد اولیه است.

✔ این ماده علاوه بر اینکه طول عمر و ماندگاری بالایی دارد، در برابر موادی مثل روغن، گریس و الکل نیز مقاوم است. این میزان از مقاومت به مواد شیمیایی باعث می‌شود برای بسته‌بندی محصولاتی که با این مواد در تماس هستند انتخاب مناسبی باشد.

پلی اتیلن ترفتالات در دسته مواد تجزیه ناپذیر قرار دارد به همین علت از نظر فعالان محیط‌ زیست ماده‌ای مخرب به حساب می‌آید. از دیگر معایب تولید و استفاده از این پلیمر می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

✘ پت از نفت خام به وجود می‌آید و جز منابع تجدیدناپذیر در طبیعت است. بنابراین می‌توان گفت با اتمام ذخایر نفتی تولید این ماده نیز با مشکل مواجه می‌شود. 

✘ برخی از محققان بر این باورند که در بعضی از مراحل تولید PET گاز دی‌اکسیدکربن آزاد می‌شود و این واکنش در نهایت عاملی برای افزایش دمای کره زمین است. 

✘ به طور کلی سنتز پلی اتیلن ترفتالات به مصرف انرژی زیادی نیاز دارد. در مرحله اولیه یعنی تولید پترولیوم بازیافتی، ترفتالیک اسید و اتیلن گلیکول انرژی زیادی مصرف می‌شود. در مراحل بعدی نیز فرایندهای ذوب و سایر فرایندهای پلیمری به انرژی بالایی نیاز دارند.

✘ ظروف ساخته شده با مواد پلی اتیلن ترفتالات (PET) به دلیل مقاومت و دوام بالای خود در شرایط معمولی بسیار کند تجزیه شده و از بین می‌روند. این موضوع می‌تواند باعث تجمع زباله‌های پلاستیکی شده و به محیط‌ زیست آسیب بزند. این در صورتی اتفاق می‌افتد که زباله‌های پلی اتیلن ترفتالات به درستی بازیافت یا دفن نشوند.