Polyetyleeninaftalaatti
Polyetyleeninaftalaatti eli PEN on polyestereihin kuuluva polymeeri. Sen monomeerit ovat etyleeniglykoli ja 2,6-naftaaleenidihappo. Polyetyleeninaftalaatilla on useita käyttökohteita.
Ominaisuudet
Polyetyleeninaftalaatti on termoplastinen polymeeri. Polyetyleeninaftalaatin kiteisyysaste vaihtelee alhaisen kiteyden amorfisesta polymeeristä runsaskiteisiin kuituihin ja kalvoihin, joiden kiteisyysaste on 50–87 %. Aineella on kaksi kidemuotoa, jotka ovat α- ja β-muodot. Kummankin kidemuodon alkeiskoppi on trikliininen. Yhdisteen sulamispiste on 270–273 °C ja lasisiirtymälämpötila on noin 125 °C. Polyetyleeninaftalaatin tiheys on noin 1,4 g/cm3. Polyetyleenitereftalaattiin verrattuna polyetyleeninaftalaatti ei hydrolysoidu yhtä helposti ja kestää paremmin useita kemikaaleja, korkeita lämpötiloja ja UV-säteilyn vaikutuksia. Lisäksi sen kimmokerroin ja vetolujuus ovat polyetyleenitereftalaatti suuremmat eli polyetyleeninaftalaatti vastustaa paremmin muodonmuutoksia. Kaasut läpäisevät polymeerin huonosti.[1][2][3][4][5]
Valmistus ja käyttö
Polyetyleeninaftalaattia valmistetaan etyleeniglykolin ja 2,6-naftaaleenidihapon tai dimetyyli-2,6-naftalaatin kondensaatioreaktiolla. Reaktio tapahtuu 250–280 °C:n lämpötilassa. Katalyyttinä reaktiossa käytetään antimonitrioksidia. Useat polymeerin käyttökohteet vaativat synteesinjälkeisen kiteyttämisvaiheen. Jos kiteytyslämpötila on alle 200 °C, muodostuu enimmäkseen α-kiteitä. Yli 200 °C:n lämpötilassa syntyy β-kidemuotoa.[1][2][3][4][5]
Polyetyleeninaftalaatista valmistetaan niin kalvoja, kuituja kuin kappaletuotteita. Polyetyleeninaftalaatista tehdään puhallusmuovaamalla juoma-, kosmetiikka- ja lääkepulloja, jotka soveltuvat täytettäväksi kuumilla aineilla. Kuidut ovat vahvoja ja niitä käytetään esimerkiksi renkaiden vahvistamiseen ja purjeiden valmistamiseen. Kalvoja käytetään esimerkiksi filmi- ja ääninauhoina. Polyetyleeninaftalaattia käytetään materiaalina myös painetun elektroniikan, orgaanisten LEDien ja aurinkokennojen valmistukseen. Käyttökohteiden yleisyyttä haittaa hieman 2,6-naftaaleenidihapon valmistamisen vaikeus.[1][2][3][4][5]
Lähteet
- ↑ a b c Anthony J. East :"Polyesters, Thermoplastic", teoksessa Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, New York, 2006.
- ↑ a b c Erik Gubbels, Thomas Heitz, Motonori Yamamoto, Vinit Chilekar, Sirus Zarbakhsh, Michael Gepraegs, Horst Köpnick, Manfred Schmidt, Wilhelm Brügging, Jörn Rüter & Walter Kaminsky: "Polyesters", teoksessa Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, John Wiley & Sons, New York, 2018.
- ↑ a b c S. L. Sakellarides: "Poly(ethylene naphthalate) (PEN)", teoksessa Encyclopedia of Polymer Science and Technology, John Wiley & Sons, New York, 2004.
- ↑ a b c George Wypych: Handbook of Polymers, s. 406–410. ChemTech Publishing, 2022. ISBN 978-1-927885-96-3 Kirja Googlen teoshaussa Viitattu 1.12.2023. (englanniksi)
- ↑ a b c Marianne Gilbert: Brydson's Plastics Materials, s. 537. Butterworth-Heinemann, 2017. ISBN 978-0-323-35824-8 (englanniksi)