Polietilentereftalat makromolekülleri yüksek bir simetri düzeyine sahip olduğu için trans-trans konformasyonunda bulunmayı tercih etmektedirler. Trans-Trans konformasyonunda, karbonil gruplarının oluşturdukları dipoller zıt yönlerde uzanmış olduklarından, birbirlerini doyurmakta ve böylece daha düşük enerji düzeyi, daha stabil bir molekül yapısı ve daha yüksek bir erime noktası sonuçlarını doğurmaktadırlar[ 8] .

    Poliester liflerinde kristalin bölgelerde yalnızca trans-trans konformasyonu mevcut iken, amorf bölgelerde trans-trans konformasyonun yanında diğer konformasyon imkanlarının da (cis-trans, gauche-trans, gauche-cis) mevcut olduğu kabul edilmektedir.

    Normal poliester liflerinin ortalama polimerizasyon derecesi 100 ve dolayısıyla ortalama molekül ağırlıkları da 20.000 civarındadır. Ancak piyasada ortalama polimerizasyon derecesi 300’e ve molekül ağırlığı 55.000’e yaklaşan özel, yüksek dayanıma sahip poliester lifleri de bulunmaktadır.

    Amorf poliesterin 1. camlaşma noktası 70° C civarında iken, germe işlemi uygulanmış ve fikse edilmiş poliester liflerinde bu değer 80-85° C civarında çıkmaktadır. Bu bilgiden de anlaşılacağı gibi, germe ve fiksaj işlemi sırasında lifler yalnız kısmi kristalin bir yapı kazanmakla kalmamakta, aynı zamanda amorf bölgedeki makro moleküllerin yerleşimi de önemli değişikliklere uğramaktadır. Makromoleküllerin mümkün derece düzensiz ve yumak şekline yakın bir yapı ve yerleşime sahip oldukları amorf bölgelere “isotrop kristalin olmayan”, makro molekülleri oldukça düzenli ve açılmış bir yapı ve yerleşime sahip oldukları amorf bölgelerde “anizotrop kristalin olmayan” bölgeler denilmektedir.

    Poliester liflerinin 1.camlaşma noktasında, amorf bölgelerdeki polietilentereftalat makromoleküllerinin ancak etilen (-CH₂-CH₂-) gruplarındaki rotasyon ve titreşim hareketleri etkili duruma geçerken, aromatik halkaların hareketliliği ise, aralarındaki daha yoğun bağlar nedeniyle, kendilerini ancak daha yüksek sıcaklıklarda belli edebilmektedirler. Bu sebepten dolayı da, poliester lifleri 1. camlaşma noktasının üstündeki sıcaklıklarda (kaynama sıcaklığında bile) iyi bir verim ile boyanamamakta -dırlar. Yeterince boyarmaddenin liflere difunde olabilmesi için, benzen halkalarının titreşim enerjilerinin bunlar arasındaki yoğun çekim kuvvetlerini de yenebilecek düzeye çıkması ve böylece amorf bölgelerde daha büyük ve etkili makro molekül bölümlerinin yer değiştirebilmesinin sağlanması gerekmektedir. Poliester liflerinin 2.camlaşma noktası olarak nitelendirilen bu durum 100-130° C arasında değişen sıcaklıklarda başlamaktadır. Poliester liflerinin yumuşama bölgesi 230-240° C civarındadır. Örneğin; termik işlemler sırasında liflerin gerginliği arttıkça ve belirli bir maksimuma kadar sıcaklık da arttıkça, elde edilen liflerin camlaşma noktaları da artmaktadır.

    Poliester lifleri hidrofob bir karaktere sahiptir. Suyun liflerin içerisine işlemesindeki zorluk nedeniyle, poliester lifleri soğuk ve sıcak sudan fazla etkilenmemektedirler. Ancak kaynar su veya su buharı etki ettirildiğinde, ester bağlarının hidrolizi sonucu, makro moleküllerin polimerizasyon dereceleri ve dolayısıyla liflerin özellikleri de olumsuz yönde etkilenmeye başlamaktadırlar. Özelliklede HT basınç altındaki işlemlerde bu daha belirgin olarak görülmektedir.

    Poliester lifleri genel olarak asitlere karşı iyi bir dayanıklılık gösteren liflerdir. Oda sıcaklığında sülfürik, hidroklorik ve nitrik asit... gibi kuvvetli anorganik asitlerin % 30’luk konsantrasyona kadar olan çözeltilerinin uzun süre (birkaç gün) etki ettirilmesi halinde bile, poliester liflerinde önemli bir zarar söz konusu olmamaktadır. Ancak liflerin asitlere karşı gösterdiği bu dayanıklılık sınırsız olmayıp, yüksek sıcaklıklardaki derişik kuvvetli asitlerin etkisiyle poliester lifleri tamamen çözülebilmektedirler.

    Bu zarar nitrik asitte en etkin şekilde meydana gelirken fosforik asitte kendini pek hissettirememektedir. Poliester lifleri 213 ° C sıcaklıktaki kaynar ortofosforik asit içerisine atıldıklarında bile hemen çözünmemektedirler. Bundan poliester liflerinin tanınmasında faydalanılmaktadır. 50 ° C sıcaklıktaki % 75’lik sülfürik asit ile 50 saat muamele edilen poliester liflerinin kopma dayanımlarında % 10 kadar bile azalma meydana gelmemektedir. Poliester liflerinin sülfürik aside karşı gösterdiği bu dayanıklılıktan, poliester/selüloz lif karışımlarının kantitatif analizlerinde faydalanılmaktadır. Yalnız sıcaklık ve konsantrasyon arttıkça zarar da artmaktadır. Bu durum, poliester/yün karışımlarının karbonizasyonu sırasında göz önünde bulundurulması gereken bir husustur.

    Organik asitlerin poliester liflerine etkisine gelince, mono, di- ve triklorasetik asitler gibi bazı kuvvetli organik asitler de yüksek sıcaklıklarda poliester liflerini çözebilmektedirler. Zayıf ve orta kuvvetteki organik asitlerin poliester liflerine zarar verme tehlikeleri ihmal edilebilecek kadar azdır. Derişik asetik ve formik asit ile 95 ° C’ da 72 saat işlem gören poliester liflerinin dayanım kaybı % 10’u geçmemektedir. Halbuki böyle bir işlem görmüş olan poliester liflerinin esneme (uzama) yeteneklerinin artmasıdır. Bu artışın, organik asitlerin poliester liflerini şişirme özelliklerinden ileri geldiği bilinmektedir.

    Poliester makromoleküllerinde benzen halkalarından kaynaklanan dispersiyon çekim kuvvetleri ve H köprüleri nedeniyle, sıkı bir moleküler üstü yapıya sahip olduğundan, bazlara dayanıksız ester bağları içermelerine rağmen, bazlara karşı da dayanıklı bir liftir. Ancak bu dayanım derişik kuvvetli bazlara karşı sınırlıdır. Özellikle NaOH ve KOH gibi bazların etkisinin lif yüzeyinden başladığını ve yüzeydeki makromoleküller sabunlaşarak parçalandıkça bazın etkisininde yavaş yavaş içeriye doğru ilerlediğini görülmüştür. Kuvvetli bazlar, poliesteri dıştan itibaren sabunlaştırarak parçalamaya başlarlar ki, alkalizasyon terbiye işleminin temelinde bu etkileşim yatar. Lifte ağırlık kaybı oluşur, lif yüzeyi pürüzlü bir görünüm alır, tutum yumuşar, buruşma özelliği azalır, ipeğimsi bir hal alır. Bu teknikten ıslanabilme ve giyim özelliklerinin iyileştirilmesinde yararlanılır[ 9] . Ayrıca boyanma özellikleri de değişir [ 10] [ 11] .

     Bazların poliestere etkisi; bazın konsantrasyonu, sıcaklık ve süreye bağlı olarak değişir. Bu parametreden ikisi yüksek iken, biri mutlaka düşük tutulmalıdır.

    Bu da pamuk / poliester karışımlarının ön terbiyesinde önem taşımaktadır. Bu durum orta kuvvetteki alkaliler için de aynıdır (soda-amonyak gibi). Amonyak liflerde ağırlık kaybına yol açmaz iken, lif dayanımını azaltır.

    Poliester filament ipliklerin sodyum hidroksit ile muamele edilmeleri sonucu, lif tellerinin (filamentlerin) yüzeylerindeki parlak ve kaygan tabaka uzaklaşacağından, hafif pürüzlü ve dalgalı bir lif yüzeyi ortaya çıkmaktadır ki, böylece bu ipliklerden yapılmış mamulün ipeğimsi bir görünüm, daha yumuşak bir tutum ve daha az buruşur bir özellik kazanması sağlanabilmektedir [ 10] [ 11] . Bu avantajları nedeniyle, filament ipliklerden yapılmış belirli tip mamullerin sud kostik ile muamele edilmesi, gittikçe yaygınlaşan bir uygulama alanı bulmaktadır.

    Poliester boyamacılığı (özellikle HT koşullarında yapılan boyamalar) sırasında ortaya çıkan ve çok rahatsız edici bir durum olan “oligomer” sorununun çözümünde de, liflerin sud kostik ile muamele edilmesinden faydalanmak mümkündür. Yüksek sıcaklıkta yapılan sulu işlemler (örneğin HT boyama ) sırasında liflerin içerisindeki oligomerlerin bir kısmı doğrudan lif yüzeyine gelerek orada kristalleşmekte, bir kısmı flotteye geçerek, flottede kristalleştikten sonra tekstil mamulü tarafından filtre edilmekte ve liflerin yüzeyinde gevşek olarak tutunmaktadırlar. Bir alman patentine göre, oligomer problemini çözmenin etkili bir yolu, bunları daha kristalleşmeye başlamadan önce, hidrolitik olarak parçalamaktır. Bunun içinde poliester malzemenin boyamaya başlamadan önce HT koşullarında sud kostik ile muamele edilmesi önerilmektedir.

    Poliester liflerinin soda çözeltilerine karşı dayanıklılığı iyi olup, % 10’luk soda çözeltisiyle, 40 ° C sıcaklıkta 72 saat muamele edilen liflerde herhangi bir ağırlık veya dayanım kaybı söz konusu olmamaktadır.

    Su camının (sodyum silikatın) poliester liflerini çözme etkisi de, sud kostiğe nazaran çok azdır.

    Amonyak ve metil amin cinsinden bazların poliester liflerine etkisi lif yüzeyinden değil de içinden başladığı için moleküldeki ester bağlarının hidrolizi ile liflerin ortalama polimerizasyon dereceleri (molekül ağırlıkları) ve buna bağlı olarak kopma dayanımları hemen düşmeye başlamakta, fakat liflerde önemli bir ağırlık kaybı meydana gelmemektedir. Ancak muamele süresi uzatıldığı zaman liflerin ağırlığı da hissedilir derecede azalmaya başlamaktadır.

   Yükseltgen ve İndirgen Maddelerin Poliester Liflerine Etkisi

    Poliester lifleri yükseltgen ve indirgen maddelere karşı olağan üstü bir dayanıklılık göstermektedir. Sodyumhipoklorit, sodyum klorit, hidrojen peroksit, sodyum bikarbonat... gibi yükseltgen ve sodyumhidrojensülfit (bisülfit), sodyumditiyonit (hidrosülfit)... gibi indirgen maddelerle, ağır koşullar (yüksek konsantrasyon, yüksek sıcaklık, uzun muamele süresi) altında yapılan deneyler sonunda bile liflerin dayanımlarında hiç veya çok az bir azalma meydana geldiği görülmektedir. Normal ağartma koşullarında , yukarıda sayılan yükseltgen ve indirgen ağartma maddelerinin hiçbiri liflere zarar vermemekle beraber, en iyi beyazlık dereceleri sodyum klorit ile sağlanıldığından, poliester malzemenin ağartılmasının sodyum klorit ile yapılması diğer yöntemlere tercih edilmektedir.

    Aseton, dioksan, dietileter, metanol, etanol, benzen, toluen, ksilen, benzin, whitespirit, metilen klorür, kloroform, karbontetraklorür, perkloretilen, trikloretilen... gibi çok kullanılan çözgenlerin soğukta ve kısa sürede poliester liflerine hiçbir etkileri olmadığı gibi, sıcakta veya uzun süreyle etki ettirildiklerinde de liflerde önemli bir değişikliğe yol açmamaktadırlar. Ancak bunların bir kısmı daha fikse edilmemiş liflerin önemli ölçüde büzüşmesine (çekmesine) neden olabilmektedirler.

    Fenol ve homologları, benzil alkol, nitrobenzen, m-krezol... gibi bazı organik çözgenler kolaylıkla; dimetilformamid, o-diklorbenzen... gibi bazı çözgenlerde daha ağır koşullar altında, poliester liflerini tümüyle çözebilmektedirler.

    Poliester liflerini çözebilen bileşiklerin ve bazı başka bileşiklerin seyreltik sulu çözelti veya dispersiyonları, liflerin şişmesine yol açmakta ve kimyasal enerjileri sayesinde amorf bölgelerindeki makro moleküller arası bağların azalmasının sağlamaktadırlar. Bu bileşiklerin bu özelliklerinden, poliester liflerinin boyanmasında ve bazı terbiye işlemlerinde “difüzyon hızlandırıcısı” olarak faydalanılmakta ve bunlara "Carrier" denilmektedir.

    Sıcaklığın Poliester Liflerine Etkisi

    Erime noktası 255-260 ° C civarında bulunan polietilentereftalat liflerinin yüksek sıcaklıklara karşı dayanıklılığı bir çok doğal ve yapay life nazaran daha iyidir. Poliester liflerinin düşük sıcaklıklara karşı dayanıklılıkları da iyi olup, hatta –40 ° C’da tutulan liflerin kopma dayanımlarında %6 kadar bir artış meydana gelmektedir. Buna karşılık liflerin esneme yetenekleri % 30 kadar bir azalma göstermekteyse de, lifler elastikiyetlerini korumaktadırlar. Yalnız, bu düşük sıcaklıklarda liflerin elastikiyet modülü önemli derecede artmış olmaktadır.

    Yüksek sıcaklıklarda liflerin sararma riski bakımından da poliester lifleri diğer sentetik liflere nazaran daha iyi bir performans göstermektedir. Poliester liflerinin yüksek sıcaklıklara karşı gösterdiği dayanıklılık kuru sıcaklık için geçerli olup, havadaki su buharı oranı arttıkça, hidrolitik parçalanma tehlikesi de artacağından, liflerin gösterdiği dayanıklılık da, daha düşük olmaktadır. Poliester liflerinin erime noktasının üzerindeki sıcaklıklarda ısıtılmaları halinde, önce yavaş bir şekilde başlayan piroliz, sıcaklık artırıldıkça hızlanmaktadır.

    Poliester lifler ışık etkisine karşı oldukça dayanıklı liflerdir. Poliester liflerine birinci derecede etki eden ışınlar, 290-330 nm dalga boyundaki mor ötesi (UV) ışınlar olduğundan ve bu ışınların önemli bir kısmı pencere camı tarafından absorbe edildiğinden poliester liflerinden yapılan perdelerin güneş ışınlarına karşı dayanıklılığı , yukarıda belirtilenden de yüksektir.

    Poliester liflerinin 290- 330 nm dalga boyundaki ışınları absorbe etmesi sırasında, makro moleküllerdeki tereftalikasit esteri grupları kromofor olarak görev yapmaktadırlar. Bu şekilde alınan enerji (300 kj / Einstein), karbonil grubuna komşu C-O bağlarının kopmasını sağlamaya yetmektedir. Karbonil radikalinden karbonmonooksidin kopmasıyla da, benzen halkasında radikal (fenil radikali) oluşmaktadır.

    Açık havada, yağmur, çiğ ve ozonun etkisiyle, fotokimyasal reaksiyonlara ek olarak, makro moleküllerin hidrolitik ve oksidatif olarak parçalanmaları tehlikesi de vardır. Fakat buna rağmen poliester liflerinin açık hava (atmosfer) şartlarına karşı dayanıklılığı da iyidir.

                                                                                                                                Yüksek Kimyager Adem Çınarlı

                                                                                                       Ana Sayfa