โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต

ชื่อ
ชื่อ IUPAC โพลี(เอทิลีนเทเรฟทาเลต)
ชื่อตามระบบ IUPAC โพลี(ออกซีเอทิลีนออกซีเทเรฟทาโลอิล)
ชื่ออื่นๆ เทอรีลีน (เครื่องหมายการค้า); ดาครอน (เครื่องหมายการค้า)
ตัวระบุ
หมายเลข CAS	25038-59-9 วาย
คำย่อ	เพ็ท เพ็ท
ชอีบี	เชบี:53259
เคมสไปเดอร์	ไม่มี
บัตรข้อมูล ECHA	100.121.858
มหาวิทยาลัย	5YSH70HE6K วาย
แดชบอร์ด CompTox ( EPA )	DTXSID10872790
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	(C 10 H 8 O 4 ) n [ 1 ]
มวลโมลาร์	10–50  กก./โมล แตกต่างกันไป
ความหนาแน่น	1.38  กรัม/ซม. ³ , 20  °C [ 2 ] 1.370  กรัม/ซม³ [ 1 ]อะมอร์ฟัส 1.455  กรัม/ซม³ [ 1 ] ผลึกเดี่ยว
จุดหลอมเหลว	> 250 °C (482 °F; 523 K) [ 2 ] 260  °C [ 1 ]
จุดเดือด	> 350 °C (662 °F; 623 K) (สลายตัว)
ความสามารถในการละลายในน้ำ	แทบจะไม่ละลายเลย[ 2 ]
บันทึกP	0.94540 [ 3 ]
การนำความร้อน	0.15 [ 4 ]ถึง 0.24  W/(m·K) [ 1 ]
ดัชนีหักเห ( n D )	1.57–1.58, [ 4 ] 1.5750 [ 1 ]
เทอร์โมเคมี
ความจุความร้อน( C )	1.0  kJ/(kg·K) [ 1 ]
สารประกอบที่เกี่ยวข้อง
โมโนเมอร์ที่เกี่ยวข้อง	กรดเทเรฟทาลิก เอทิลีนไกลคอล
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa) วาย ตรวจสอบ  (คืออะไร   ?) วายเอ็น ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล

โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (หรือโพลี(เอทิลีนเทเรฟทาเลต) ^[ 5 ] ^{PET ,} PETEหรือPETPหรือ PET-P ที่เลิกใช้แล้ว)เป็นเรซิน พอลิเมอร์เทอร์ โมพลาสติก ที่พบมากที่สุดใน ตระกูล โพลีเอสเตอร์และใช้ในเส้นใยสำหรับเสื้อผ้าภาชนะบรรจุของเหลวและอาหาร และชิ้นส่วนขึ้นรูปด้วยความร้อนสำหรับการผลิต และใช้ร่วมกับใยแก้วสำหรับเรซิน ทางวิศวกรรม ^{[ 6 ]}

In 2025, annual global production of PET was 31 million tons with 2031 projections showing over 40 million tons.^[7] In the context of textile applications, PET is referred to by its common name, polyester, whereas the acronym PET is generally used in relation to packaging. PET used in non-fiber applications (i.e. for packaging) makes up about 6% of world polymer production by mass. Including the >60% fraction of polyethylene terephthalate produced for use as polyester fibers, PET is the fourth-most-produced polymer after polyethylene (PE), polypropylene (PP), and polyvinyl chloride (PVC).^[5]

PET consists of repeating (C₁₀H₈O₄) units. PET is commonly recycled, and has the digit 1 (♳) as its resin identification code (RIC). The National Association for PET Container Resources (NAPCOR) defines PET as: "Polyethylene terephthalate items referenced are derived from terephthalic acid (or dimethyl terephthalate) and mono ethylene glycol, wherein the sum of terephthalic acid (or dimethyl terephthalate) and mono ethylene glycol reacted constitutes at least 90 percent of the mass of monomer reacted to form the polymer, and must exhibit a melting peak temperature between 225 °C and 255 °C, as identified during the second thermal scan in procedure 10.1 in ASTM D3418, when heating the sample at a rate of 10 °C/minute."^[8]

Depending on its processing and thermal history, polyethylene terephthalate may exist both as an amorphous (transparent) and as a semi-crystalline polymer. The semicrystalline material might appear transparent (particle size less than 500 nm) or opaque and white (particle size up to a few micrometers) depending on its crystal structure and particle size.

กระบวนการหนึ่งในการผลิต PET ใช้บิส(2-ไฮดรอกซีเอทิล)เทเรฟทาเลตซึ่งสามารถสังเคราะห์ได้โดยปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันระหว่างกรดเทเรฟทาลิกและเอทิลีนไกลคอลโดยมีน้ำเป็นผลพลอยได้ (เรียกอีกอย่างว่าปฏิกิริยาควบแน่น) หรือโดย ปฏิกิริยา ทรานส์ เอสเทอริฟิเค ชันระหว่างเอทิลีนไกลคอลและไดเมทิลเทเรฟทาเลต (DMT) โดยมีเมทานอลเป็นผลพลอยได้ นอกจากนี้ยังสามารถได้มาจากการรีไซเคิล PET ^{[ 9 ]}การพอลิเมอไรเซชันเกิดขึ้นผ่าน ปฏิกิริยา พอลิคอนเดนเซชันของโมโนเมอร์ (ทำทันทีหลังจากเอสเทอริฟิเคชัน/ทรานส์เอสเทอริฟิเคชัน) โดยมีน้ำเป็นผลพลอยได้^{[ 6 ]}

เส้นใยโพลีเอสเตอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมสิ่งทอ การคิดค้นเส้นใยโพลีเอสเตอร์นั้นมีที่มาจาก JR Whinfield ^{[ 10 ]}มีการนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์ครั้งแรกในช่วงทศวรรษ 1940 โดยICIภายใต้แบรนด์ 'Terylene' ^{[ 11 ]}ต่อมาEI DuPontได้เปิดตัวแบรนด์ 'Dacron' ณ ปี 2022 มีหลายแบรนด์ทั่วโลก ส่วนใหญ่เป็นแบรนด์จากเอเชีย

เส้นใยโพลีเอสเตอร์ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องแต่งกายแฟชั่น โดยมักผสมกับผ้าฝ้าย ใช้เป็นฉนวนกันความร้อนในชุดกันหนาว ชุดกีฬา ชุดทำงาน และวัสดุหุ้มเบาะรถยนต์

ขวดพลาสติกที่ทำจาก PET ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับเครื่องดื่มทั้งแบบไม่มีฟองและมีฟองสำหรับเครื่องดื่มที่เสื่อมสภาพได้ง่ายเมื่อสัมผัสกับออกซิเจน เช่น เบียร์ จะใช้โครงสร้างแบบหลายชั้น โดยการนำ PET มาประกบกับ ชั้น โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ (PVOH) หรือโพลีอะไมด์ (PA) เพิ่มเติม เพื่อลดการซึมผ่านของออกซิเจนให้ดียิ่งขึ้น

แผ่น PET ที่ไม่มีทิศทางสามารถขึ้นรูปด้วยความร้อนเพื่อทำถาดบรรจุภัณฑ์และแผงยาแบบแผ่น [ ^{12 ] ทั้ง} PET อะมอร์ฟัสและPET ที่มีทิศทาง สองแกน (BoPET) โปร่งใสเมื่อมองด้วยตาเปล่า สามารถผสมสีย้อมลงในแผ่น PET ได้อย่างง่ายดาย

PET สามารถซึมผ่านออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ได้ ซึ่งทำให้มีข้อจำกัดเรื่องอายุการเก็บรักษาของสินค้าที่บรรจุใน PET ^{[ 13 ] : 104}

ในช่วงต้นทศวรรษ 2000 ตลาดบรรจุภัณฑ์ PET ทั่วโลกเติบโตในอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีที่ 9% จนมีมูลค่า 17 พันล้านยูโรในปี 2549 ^{[ 14 ]}

ฟิล์ม PET ที่มีการยืดตัวในสองทิศทาง (BOPET) สามารถเคลือบด้วยอะลูมิเนียมโดยการระเหยฟิล์มโลหะบาง ๆลงบนฟิล์มเพื่อลดการซึมผ่าน และทำให้สะท้อนแสงและทึบแสง ( MPET ) คุณสมบัติเหล่านี้มีประโยชน์ในหลายการใช้งาน รวมถึง บรรจุภัณฑ์อาหารแบบยืดหยุ่นและฉนวนกันความร้อน (เช่นผ้าห่มฉุกเฉิน )

BOPET ใช้ในแผ่นรองด้านหลังของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์แผ่นรองด้านหลังส่วนใหญ่ประกอบด้วยชั้นของ BOPET ที่เคลือบด้วยฟลูออโรพอลิเมอร์หรือชั้นของ BOPET ที่ทนต่อรังสียูวี^{[ 15 ]} PET ยังใช้เป็นวัสดุรองรับในเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางอีกด้วย

PET สามารถผสมกับใย แก้ว และสารเร่งการตกผลึกเพื่อสร้างเรซินเทอร์โมพลาสติก ซึ่งสามารถขึ้นรูปด้วยการฉีดเป็นชิ้นส่วนต่างๆ เช่น ตัวเรือน ฝาครอบ ส่วนประกอบเครื่องใช้ไฟฟ้า และองค์ประกอบของระบบจุดระเบิด^{[ 16 ]}

• วัสดุกันซึมในสายเคเบิลใต้น้ำ
• ในฐานะฐานถ่ายทำภาพยนตร์
• โดยใช้เส้นใยสังเคราะห์มาต่อเข้ากับส่วนบนของเชือกกระดิ่ง เพื่อช่วยป้องกันการสึกหรอของเชือกขณะที่ลอดผ่านเพดาน
• ตั้งแต่ปลายปี 2014 เป็นต้นมา PET ถูกนำมาใช้เป็นวัสดุบุภายในใน ถังแก๊สแรงดันสูงแบบคอมโพสิตประเภท IV โดยPET ทำหน้าที่เป็นฉนวนกั้นออกซิเจนได้ดีกว่าโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (LDPE) ที่ เคยใช้มาก่อน ^{[ 17 ]}
• ในฐานะ เส้นใย สำหรับการพิมพ์ 3 มิติเช่นเดียวกับพลาสติกโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลตไกลคอล (PETG) สำหรับการพิมพ์ 3 มิติ PETG ได้กลายเป็นวัสดุยอดนิยมในการพิมพ์ 3 มิติ^{[ 18 ]} - ใช้สำหรับการใช้งานระดับสูง เช่น โต๊ะผ่าตัดกระดูกหัก^{[ 19 ]}และในภาคยานยนต์และการบิน รวมถึงการใช้งานทางอุตสาหกรรมอื่นๆ^{[ 20 ]}คุณสมบัติพื้นผิวสามารถปรับเปลี่ยนได้เพื่อให้ PETG ทำความสะอาดตัวเองได้สำหรับการใช้งาน เช่น การผลิตป้ายจราจรสำหรับการผลิตไฟสปอตไลท์ LED ^{[ 21 ]}
• ในฐานะที่เป็นชั้นหนึ่งในสามชั้นสำหรับการสร้างกลิตเตอร์ โดยทำหน้าที่เป็นแกนพลาสติกเคลือบด้วยอะลูมิเนียมและปิดทับด้วยพลาสติกเพื่อสร้างพื้นผิวสะท้อนแสง^{[ 22 ]}แม้ว่าในปี 2021 บริษัทผู้ผลิตกลิตเตอร์หลายแห่งได้เริ่มทยอยเลิกใช้ PET หลังจากได้รับการเรียกร้องจากผู้จัดงานเทศกาลให้สร้างกลิตเตอร์ทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม^{[ 22 ] [ 23 ]}
• ฟิล์มสำหรับงานเทป เช่น แผ่นรองสำหรับเทปแม่เหล็กหรือแผ่นรองสำหรับเทปกาวแบบไวต่อแรงกดการเปลี่ยนแปลงสู่ระบบดิจิทัลทำให้การใช้งานเทปเสียงและวิดีโอแม่เหล็กแทบจะหายไปแล้ว
• กระดาษกันน้ำ^{[ 24 ]}

• 
  พรีฟอร์ม PET สำหรับการฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูปขวด
• 
  ขวด PET ที่ผลิตเสร็จแล้ว
• 
  ขวด PET ที่ถูกความร้อนจากเทียนไขจนเกิดการตกผลึกใหม่ ทำให้มีลักษณะขุ่นมัว
• 
  บรรจุภัณฑ์พลาสติก PET แบบฝาพับ ใช้สำหรับจำหน่ายผลไม้ อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ ฯลฯ
• 
  เส้นใยโพลีเอสเตอร์
• 
  ผ้าขนหนูไมโครไฟเบอร์และผ้าทำความสะอาด
• 
  ลูกโป่งไมลาร์เคลือบอะลูมิเนียมที่บรรจุฮีเลียม

PET ได้รับสิทธิบัตรในปี 1941 โดยJohn Rex Whinfield , James Tennant Dickson และนายจ้างของพวกเขาคือCalico Printers' Associationแห่งแมนเชสเตอร์ประเทศอังกฤษEI DuPont de Nemoursในเดลาแวร์ สหรัฐอเมริกา ผลิต Dacron (เส้นใย PET) เป็นครั้งแรกในปี 1950 และใช้เครื่องหมายการค้าMylar (ฟิล์ม boPET) ในเดือนมิถุนายน 1951 และได้รับการจดทะเบียนในปี 1952 ^{[ 25 ] [ 26 ]}ยังคงเป็นชื่อที่รู้จักกันดีที่สุดที่ใช้สำหรับฟิล์มโพลีเอสเตอร์ เจ้าของเครื่องหมายการค้าในปัจจุบันคือ DuPont Teijin Films ^{[ 27 ]}

ในสหภาพโซเวียต PET ได้รับการพัฒนาอย่างอิสระในห้องปฏิบัติการของสถาบันสารประกอบโมเลกุลสูงของUSSR Academy of Sciencesในปี 1949 และชื่อภาษารัสเซีย "Lavsan" เป็นตัวย่อของชื่อดังกล่าว ( ла боратории Института в ысокомолекулярных с оединений А кадемии н аук СССР) ^{[ 28 ]}

ขวด PET ถูกคิดค้นขึ้นในปี พ.ศ. 2516 โดยNathaniel Wyeth ^{[ 29 ]}และจดสิทธิบัตรโดย DuPont ^{[ 30 ]}

PET ในสถานะที่เสถียรที่สุดคือเรซินกึ่งผลึกที่ ไม่มีสี อย่างไรก็ตาม โดยธรรมชาติแล้วมันตกผลึกได้ช้ากว่าพอลิเมอร์กึ่งผลึก อื่นๆ ขึ้นอยู่กับ สภาวะการประมวลผล มันสามารถขึ้นรูปเป็นชิ้นงานที่ไม่เป็นผลึก ( อสัณฐาน ) หรือเป็นผลึกได้ ความเหมาะสมในการดึงขึ้นรูปในกระบวนการผลิตทำให้ PET มีประโยชน์ในการใช้งานด้านเส้นใยและฟิล์ม มันมีความแข็งแรงและทนต่อแรงกระแทก PET ดูดซับความชื้นได้^{[ 31 ]}

ผลิตภัณฑ์โปร่งใสสามารถผลิตได้โดยการทำให้พอลิเมอร์หลอมเหลวเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วต่ำกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะเป็นแก้ว (T _{g ) เพื่อสร้าง} ของแข็งอสัณฐานที่ไม่เป็นผลึก^{[ 32 ]} PET อสัณฐานเกิดขึ้นจาก การทำให้สารหลอมเหลวเย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว สถานะที่เป็นแก้วนี้มีแนวโน้มที่จะตกผลึกเมื่อให้ความร้อนแก่วัสดุเหนือ T _gซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการตกผลึกแบบเย็น^{[ 33 ]} PET อสัณฐานยังตกผลึกและกลายเป็นทึบแสงเมื่อสัมผัสกับตัวทำละลาย บางชนิด เช่นคลอโรฟอร์มหรือโทลูอีน^{[ 34 ]}

ผลิตภัณฑ์ที่มีโครงสร้างผลึกมากขึ้นสามารถผลิตได้โดยการทำให้พอลิเมอร์หลอมเหลวเย็นตัวลงอย่างช้าๆ แทนที่จะเกิดเป็นผลึกเดี่ยวขนาดใหญ่ วัสดุนี้จะมีสเฟอรูไลต์ (บริเวณที่เป็นผลึก) จำนวนมาก โดยแต่ละสเฟอรูไลต์จะมีผลึก ขนาดเล็ก (เกรน) จำนวนมาก แสงมีแนวโน้มที่จะกระเจิงเมื่อผ่านขอบเขตระหว่างผลึกและบริเวณอสัณฐานระหว่างผลึก ทำให้ของแข็งที่ได้มีลักษณะโปร่งแสง^{[ 35 ]}การจัดเรียงตัวยังทำให้พอลิเมอร์มีความโปร่งใสมากขึ้น นี่คือเหตุผลที่ ฟิล์มและขวด BOPETมีโครงสร้างผลึกในระดับหนึ่งและโปร่งใส

PET มีแนวโน้มที่จะดูดซับ รสชาติ ที่ไม่ชอบน้ำและบางครั้งเครื่องดื่มจำเป็นต้องมีการปรุงแต่งรสชาติในปริมาณที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับเครื่องดื่มที่บรรจุในขวดแก้ว เพื่อชดเชยรสชาติที่ภาชนะดูดซับไว้^{[ 36 ] : 115} เมื่อนำกลับมาใช้ใหม่ เช่นในบางประเทศในสหภาพยุโรป ความสามารถของ PET ในการดูดซับรสชาติทำให้จำเป็นต้องทำการทดสอบ "ดมกลิ่น" กับขวดที่ส่งคืนบางขวดเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนข้ามของรสชาติ^{[ 36 ] : 115}

การใช้งาน PET ที่แตกต่างกันนั้นต้องการระดับการเกิดพอลิเมอร์ที่แตกต่างกัน ซึ่งสามารถได้มาโดยการปรับเปลี่ยนสภาวะของกระบวนการน้ำหนักโมเลกุลของ PET วัดได้จากความหนืดของสารละลาย ความหนืดขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ของโมเลกุลอย่างมาก เช่น ความยาวของโซ่และน้ำหนักโมเลกุล เนื่องจากความซับซ้อนทางโครงสร้างของพอลิเมอร์แบบกิ่ง การหาค่าน้ำหนักโมเลกุลโดยใช้ความหนืดจึงเหมาะสมที่สุดกับพอลิเมอร์เชิงเส้น สำหรับสารละลายเจือจาง สามารถหาความสัมพันธ์เชิงประจักษ์ระหว่างความหนืดกับปริมาตรไฮโดรไดนามิกและการกระจายน้ำหนักโมเลกุลได้^{[ 37 ]}วิธีที่นิยมใช้ในการวัดความหนืดนี้คือความหนืดที่แท้จริง (IV) ของพอลิเมอร์^{[ 38 ]}ความหนืดที่แท้จริงเป็นการวัดที่ไม่มีมิติซึ่งได้จากการประมาณค่าความหนืดสัมพัทธ์ (วัดเป็น (dℓ/g)) ไปที่ความเข้มข้นเป็นศูนย์ ช่วง IV สำหรับการใช้งานทั่วไปแสดงไว้ด้านล่าง: ^{[ 39 ]}

PET มักถูกโคพอลิเมอไรซ์กับไดออลหรือไดแอซิดอื่นๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของคุณสมบัติสำหรับการใช้งานเฉพาะ^{[ 40 ] [ 41 ]}

ตัวอย่างเช่นไซโคลเฮกเซนไดเมทานอล (CHDM) สามารถเติมเข้าไปในโครงสร้างหลักของพอลิเมอร์ โดยแทนที่เอทิลีนไกลคอล บาง ส่วน เนื่องจากหน่วยโครงสร้างนี้มีขนาดใหญ่กว่ามาก (มีอะตอมคาร์บอนเพิ่มขึ้นอีก 6 อะตอม) กว่าหน่วยเอทิลีนไกลคอลที่มันแทนที่ มันจึงไม่สามารถเข้ากับสายโซ่ข้างเคียงได้เหมือนกับหน่วยเอทิลีนไกลคอลทั่วไป ซึ่งจะรบกวนการตกผลึกและลดอุณหภูมิหลอมเหลวของพอลิเมอร์ โดยทั่วไปแล้ว PET ดังกล่าวเรียกว่า PETG หรือ PET-G (โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลตดัดแปลงไกลคอล) มันเป็นเทอร์โมพลาสติกอสัณฐานใสที่สามารถขึ้นรูปด้วยการฉีดขึ้นรูป การอัดรีดเป็นแผ่น หรือการอัดรีดเป็นเส้นใยสำหรับงานพิมพ์ 3 มิติ PETG สามารถย้อมสีได้ในระหว่างกระบวนการผลิต การแทนที่เอทิลีนไกลคอลทั้งหมดด้วย CHDM จะได้ PCT

สารปรับแต่งทั่วไปอีกชนิดหนึ่งคือกรดไอโซฟทาลิกซึ่งใช้แทนที่หน่วยเทเรฟทาเลต ที่เชื่อมต่อแบบ 1,4 ( พารา ) บางส่วน การเชื่อมต่อแบบ 1,2 ( ออร์โธ ) หรือ 1,3 ( เมตา ) ทำให้เกิดมุมในโซ่ ซึ่งรบกวนความเป็นผลึกด้วย

โคพอลิเมอร์ดังกล่าวมีข้อดีสำหรับการใช้งานขึ้นรูปบางประเภท เช่นการขึ้นรูปด้วยความร้อนซึ่งใช้ในการผลิตถาดหรือบรรจุภัณฑ์แบบแผงจากฟิล์มโค-PET หรือแผ่น PET ที่ไม่มีโครงสร้างผลึก (A-PET/PETA) หรือแผ่น PETG เป็นต้น ในทางกลับกัน การตกผลึกมีความสำคัญในการใช้งานอื่นๆ ที่ความเสถียรทางกลและมิติมีความสำคัญ เช่น เข็มขัดนิรภัย สำหรับขวด PET การใช้กรดไอโซฟทาลิก CHDM ไดเอทิลีนไกลคอล (DEG) หรือโคโมโนเมอร์อื่นๆ ในปริมาณเล็กน้อยอาจเป็นประโยชน์: หากใช้โคโมโนเมอร์ในปริมาณน้อย การตกผลึกจะช้าลงแต่ไม่สามารถป้องกันได้อย่างสมบูรณ์ ส่งผลให้สามารถผลิตขวดได้โดยใช้การขึ้นรูปด้วยการเป่าแบบยืด ("SBM") ซึ่งมีความใสและเป็นผลึกเพียงพอที่จะเป็นเกราะป้องกันกลิ่นและแม้แต่ก๊าซ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ในเครื่องดื่มอัดลมได้อย่างเหมาะสม

โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลตส่วนใหญ่ผลิตจากกรดเทเรฟทาลิก บริสุทธิ์ (PTA) และในระดับที่น้อยกว่าจาก(โมโน-)เอทิลีนไกลคอล (MEG) และไดเมทิลเทเรฟทาเลต (DMT) ^{[ 42 ] [ 6 ]} ณ ปี 2022 เอทิลีนไกลคอลผลิตจากอีเทนที่พบในก๊าซธรรมชาติในขณะที่กรดเทเรฟทาลิกมา จาก p-ไซลีนที่ผลิตจากน้ำมันดิบโดยทั่วไปจะใช้สารประกอบแอนติโมนีหรือไทเทเนียม เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เติม ฟอสไฟต์เป็นสารทำให้คงตัว และเติมสารทำให้เป็นสีน้ำเงิน เช่น เกลือ โคบอลต์เพื่อปกปิดสีเหลือง^{[ 43 ]}

ใน กระบวนการ ไดเมทิลเทเรฟทาเลต (DMT) นั้น DMT และเอทิลีนไกลคอล (MEG) ส่วนเกินจะถูกทรานส์ เอสเตอริฟิเคชัน ในสถานะหลอมเหลวที่อุณหภูมิ 150–200 °C โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเบส เมทานอล (CH₃OH ₎จะถูกกำจัดออกโดยการกลั่นเพื่อขับเคลื่อนปฏิกิริยาไปข้างหน้า MEG ส่วนเกินจะถูกกลั่นออกที่อุณหภูมิสูงขึ้นโดยใช้สุญญากาศ ขั้นตอนการทรานส์เอสเตอริฟิเคชันครั้งที่สองจะดำเนินไปที่อุณหภูมิ 270–280 °C พร้อมกับการกลั่น MEG อย่างต่อเนื่องเช่นกัน^{[ 42 ]}

ปฏิกิริยาต่างๆ สามารถสรุปได้ดังนี้:

ขั้นตอนแรก

C ₆ H ₄ (CO ₂ CH ₃ ) ₂ + 2 HOCH ₂ CH ₂ OH → C ₆ H ₄ (CO ₂ CH ₂ CH ₂ OH) ₂ + 2 CH ₃ OH

ขั้นตอนที่สอง

n C ₆ H ₄ (CO ₂ CH ₂ CH ₂ OH) ₂ → [(CO) C ₆ H ₄ (CO ₂ CH ₂ CH ₂ O)] _n + n HOCH ₂ CH ₂ OH

ใน กระบวนการ กรดเทเรฟทาลิก MEG และ PTA จะถูกเอสเทอริไฟด์โดยตรงที่ความดันปานกลาง (2.7–5.5 บาร์) และอุณหภูมิสูง (220–260 °C) น้ำจะถูกกำจัดออกไปในปฏิกิริยา และยังถูกกำจัดออกอย่างต่อเนื่องโดยการกลั่นด้วย : ^{[ 42 ]}

n C ₆ H ₄ (CO ₂ H) ₂ + n HOCH ₂ CH ₂ OH → [(CO) C ₆ H ₄ (CO ₂ CH ₂ CH ₂ O)] _n + 2 n H ₂ O

Bio-PETเป็นวัสดุชีวภาพที่เทียบเท่ากับ PET ^{[ 44 ] [ 45 ]}โดยพื้นฐานแล้วใน Bio-PET นั้น MEG ผลิตจากเอทิลีนที่ได้จากเอทานอล จากอ้อย มีการเสนอวิธีการที่ดีกว่าโดยอาศัยการออกซิเดชันของเอทานอล^{[ 46 ]} และในทางเทคนิคแล้วก็เป็นไปได้ที่จะผลิต PTA จากฟู ร์ฟูรัลชีวภาพที่หาได้ง่าย^{[ 47 ]}

มีวิธีการขึ้นรูปพื้นฐานสองวิธีสำหรับขวด PET คือ วิธีขั้นตอนเดียวและวิธีสองขั้นตอน ในการขึ้นรูปสองขั้นตอน จะใช้เครื่องจักรแยกกันสองเครื่อง เครื่องแรกจะฉีดขึ้นรูปชิ้นงานตั้งต้น ซึ่งมีลักษณะคล้ายหลอดทดลอง โดยมีเกลียวฝาขวดขึ้นรูปไว้แล้ว ตัวหลอดจะมีขนาดหนากว่ามาก เนื่องจากจะถูกเป่าลมให้ได้รูปทรงสุดท้ายในขั้นตอนที่สองโดยใช้การเป่าขึ้นรูปยืด (stretch blow molding )

ในขั้นตอนที่สอง พรีฟอร์มจะถูกให้ความร้อนอย่างรวดเร็วแล้วจึงเป่าลมเข้าไปในแม่พิมพ์สองส่วนเพื่อขึ้นรูปให้เป็นขวดรูปทรงสุดท้าย พรีฟอร์ม (ขวดที่ยังไม่เป่าลม) ปัจจุบันยังถูกนำมาใช้เป็นภาชนะที่แข็งแรงและมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว นอกเหนือจากลูกอมแปลกใหม่แล้ว สาขาของ สภากาชาด บางแห่งยัง แจกจ่ายเป็นส่วนหนึ่งของ โครงการ Vial of Lifeให้แก่เจ้าของบ้านเพื่อเก็บประวัติทางการแพทย์สำหรับเจ้าหน้าที่กู้ภัยฉุกเฉิน กระบวนการสองขั้นตอนเหมาะสำหรับการผลิตโดยบุคคลที่สามที่อยู่ห่างไกลจากสถานที่ใช้งาน พรีฟอร์มสามารถขนส่งและจัดเก็บได้เป็นพันๆ ชิ้นในพื้นที่ที่เล็กกว่าภาชนะสำเร็จรูปมาก เพื่อให้ขั้นตอนที่สองดำเนินการ ณ สถานที่ใช้งานแบบ 'ทันเวลาพอดี' ในเครื่องจักรแบบขั้นตอนเดียว กระบวนการทั้งหมดตั้งแต่วัตถุดิบจนถึงภาชนะสำเร็จรูปจะดำเนินการภายในเครื่องเดียว ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการขึ้นรูปรูปทรงที่ไม่เป็นมาตรฐาน (การขึ้นรูปตามสั่ง) รวมถึงโถ รูปทรงวงรีแบน รูปทรงขวด ฯลฯ ข้อดีที่สำคัญที่สุดคือการลดพื้นที่ การจัดการผลิตภัณฑ์ และพลังงาน และคุณภาพของภาพที่สูงกว่าที่สามารถทำได้ด้วยระบบสองขั้นตอน

PET อาจเกิดการเสื่อมสภาพระหว่างกระบวนการผลิต หากระดับความชื้นสูงเกินไปการไฮโดรไลซิสจะลดน้ำหนักโมเลกุลโดยการแตกตัว ของโซ่ ส่งผลให้เปราะ หากเวลาคงอยู่และ/หรืออุณหภูมิหลอมเหลว (อุณหภูมิที่หลอมเหลว) สูงเกินไป จะเกิด การเสื่อมสภาพจากความร้อนหรือการเสื่อมสภาพจากออกซิเดชันทางความร้อน ส่งผลให้สีเปลี่ยนไปและน้ำหนักโมเลกุลลดลง รวมถึงการเกิดอะเซทัลดีไฮด์และการเกิดโครงสร้าง "เจล" หรือ "ตาปลา" ผ่านการเชื่อมโยงข้ามมาตรการบรรเทา ได้แก่การโคพอลิเมอไรเซชันกับโมโนเมอร์อื่นๆ เช่นCHDMหรือกรดไอโซฟทาลิกซึ่งจะลดจุดหลอมเหลวและอุณหภูมิหลอมเหลวของเรซิน รวมถึงการเติมสารทำให้คงตัวของพอลิเมอร์เช่นฟอสไฟต์^{[ 48 ]}

อะเซทัลดีไฮด์ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้จากการเสื่อมสภาพของ PET หลังจากการจัดการวัสดุที่ไม่เหมาะสม อาจทำให้เกิดรสชาติไม่พึงประสงค์ในน้ำดื่มบรรจุขวด นอกจากอุณหภูมิสูง (PET จะสลายตัวที่อุณหภูมิสูงกว่า 300 °C หรือ 570 °F) และระยะเวลาการอยู่ในกระบอกรีดที่ยาวนานแล้ว ความดันสูงและความเร็วของเครื่องอัดรีดสูง (ซึ่งทำให้เกิดแรงเฉือนและเพิ่มอุณหภูมิ) ยังสามารถทำให้เกิดอะเซทัลดีไฮด์ได้อีกด้วยการออกซิเดชันด้วยแสง ยังสามารถทำให้เกิดอะเซทัลดีไฮด์ได้ การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นผ่าน ปฏิกิริยาNorrishประเภท II ^{[ 49 ]}

เมื่อเกิดอะเซทัลดีไฮด์ขึ้น บางส่วนจะยังคงละลายอยู่ในผนังของภาชนะและแพร่กระจายเข้าไปในผลิตภัณฑ์ที่เก็บอยู่ภายใน ทำให้รสชาติและกลิ่นเปลี่ยนไป นี่ไม่ใช่ปัญหาใหญ่สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ไม่ใช่ของบริโภค (เช่น แชมพู) น้ำผลไม้ (ซึ่งมีอะเซทัลดีไฮด์อยู่แล้ว) หรือเครื่องดื่มรสเข้มข้น เช่น น้ำอัดลม อย่างไรก็ตาม สำหรับน้ำดื่มบรรจุขวด ปริมาณอะเซทัลดีไฮด์ที่ต่ำนั้นค่อนข้างสำคัญ เพราะหากไม่มีสิ่งใดมากลบกลิ่น แม้แต่ความเข้มข้นที่ต่ำมาก (10–20 ส่วนต่อพันล้านในน้ำ) ของอะเซทัลดีไฮด์ก็สามารถทำให้รสชาติไม่พึงประสงค์ได้^{[ 50 ]}

บทความวิจารณ์ที่ตีพิมพ์ในEnvironmental Health Perspectivesในเดือนเมษายน 2010 ระบุว่า PET อาจก่อให้เกิดสารก่อกวนต่อระบบต่อมไร้ท่อภายใต้สภาวะการใช้งานทั่วไป และแนะนำให้ทำการวิจัยในหัวข้อนี้^{[ 51 ]}กลไกที่เสนอ ได้แก่ การชะล้างของพทาเลตรวมถึงการชะล้างของแอนติโมนีบทความที่ตีพิมพ์ในJournal of Environmental Monitoringในเดือนเมษายน 2012 สรุปว่าความเข้มข้นของแอนติโมนีในน้ำปราศจากไอออนที่เก็บไว้ในขวด PET ยังคงอยู่ในขีดจำกัดที่ยอมรับได้ของสหภาพยุโรป แม้ว่าจะเก็บไว้ที่อุณหภูมิสูงถึง 60 °C (140 °F) ในช่วงเวลาสั้นๆ ในขณะที่เนื้อหาในขวด (น้ำหรือเครื่องดื่ม) อาจเกินขีดจำกัดของสหภาพยุโรปเป็นครั้งคราวหลังจากเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้องน้อยกว่าหนึ่งปี^{[ 52 ] [ 53 ]}

แอนติโมนี (Sb) เป็น ธาตุ กึ่งโลหะที่ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในรูปของสารประกอบ เช่นแอนติโมนีไตรออกไซด์ (Sb ₂ O ₃ ) หรือแอนติโมนีไตรอะซิเตตในการผลิต PET หลังจากการผลิต สามารถตรวจพบแอนติโมนีในปริมาณที่ตรวจจับได้บนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ สารตกค้างนี้สามารถกำจัดออกได้ด้วยการล้าง แอนติโมนียังคงอยู่ในเนื้อวัสดุเองและสามารถเคลื่อนย้ายออกไปในอาหารและเครื่องดื่มได้ การนำ PET ไปต้มหรือใช้ไมโครเวฟสามารถเพิ่มระดับของแอนติโมนีได้อย่างมีนัยสำคัญ อาจเกินระดับการปนเปื้อนสูงสุดที่กำหนดโดย US EPA ^{[ 54 ]}

ขีดจำกัดน้ำดื่มที่องค์การอนามัยโลกประเมินไว้คือ 20 ส่วนต่อพันล้าน (องค์การอนามัยโลก, 2003) และขีดจำกัดน้ำดื่มในสหรัฐอเมริกาคือ 6 ส่วนต่อพันล้าน^{[ 55 ]}แม้ว่าแอนติโมนีไตรออกไซด์จะมีพิษต่ำเมื่อรับประทานทางปาก^{[ 56 ]} แต่ การมีอยู่ของมันก็ยังเป็นเรื่องที่น่ากังวล

สำนักงานสาธารณสุขแห่งสหพันธรัฐสวิสได้ตรวจสอบปริมาณการเคลื่อนย้ายของแอนติโมนี โดยเปรียบเทียบน้ำที่บรรจุในขวด PET และขวดแก้ว: พบว่าความเข้มข้นของแอนติโมนีในน้ำที่บรรจุในขวด PET สูงกว่า แต่ยังคงต่ำกว่าความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาต สำนักงานสาธารณสุขแห่งสหพันธรัฐสวิสสรุปว่า แอนติโมนีจำนวนเล็กน้อยเคลื่อนย้ายจากขวด PET เข้าสู่น้ำดื่มบรรจุขวด แต่ความเสี่ยงต่อสุขภาพจากความเข้มข้นต่ำที่เกิดขึ้นนั้นถือว่าน้อยมาก (1% ของ " ปริมาณที่ยอมรับได้ต่อวัน " ที่กำหนดโดยองค์การอนามัยโลก ) การศึกษาในภายหลัง (ปี 2006) แต่ได้รับการเผยแพร่อย่างกว้างขวางกว่า พบว่ามีปริมาณแอนติโมนีในน้ำที่บรรจุในขวด PET ในปริมาณที่ใกล้เคียงกัน^{[ 57 ] [ 58 ]}องค์การอนามัยโลกได้เผยแพร่การประเมินความเสี่ยงของแอนติโมนีในน้ำดื่ม^{[ 56 ]}อย่างไรก็ตาม พบว่าน้ำผลไม้เข้มข้น (ซึ่งไม่มีแนวทางกำหนดไว้) ที่ผลิตและบรรจุในขวด PET ในสหราชอาณาจักร มีแอนติโมนีสูงถึง 44.7 ไมโครกรัม/ลิตร ซึ่งสูงกว่าขีดจำกัดของสหภาพยุโรปสำหรับน้ำประปาที่ 5 ไมโครกรัม/ลิตร^{[ 59 ]}

เสื้อผ้าจะปล่อยไมโครไฟเบอร์ออกมาในระหว่างการใช้งาน ระหว่างการซัก และการอบแห้งด้วยเครื่อง ขยะพลาสติกจะค่อยๆ ก่อตัวเป็นอนุภาคขนาดเล็ก ไมโครพลาสติกที่อยู่ก้นแม่น้ำหรือก้นทะเลสามารถถูกสิ่งมีชีวิตในทะเลขนาดเล็กกินเข้าไป จึงเข้าสู่ห่วงโซ่อาหาร เนื่องจาก PET มีความหนาแน่นสูงกว่าน้ำ ไมโครอนุภาค PET จำนวนมากอาจตกตะกอนในโรงบำบัดน้ำเสีย ไมโครไฟเบอร์ PET ที่เกิดจากการสวมใส่เสื้อผ้า การซัก หรือการอบแห้งด้วยเครื่องสามารถลอยอยู่ในอากาศ และกระจายไปยังทุ่งนา ซึ่งปศุสัตว์หรือพืชจะกินเข้าไป และสุดท้ายก็เข้าสู่ห่วงโซ่อาหารของมนุษย์ การศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science of the Total Environment พบว่า PET คิดเป็น 18% ของไมโครพลาสติกในตัวอย่างเนื้อเยื่อปอดของมนุษย์ และมีไมโครพลาสติก 0.69 ± 0.84 ต่อกรัมของเนื้อเยื่อปอด^{[ 60 ]}

SAPEAได้ประกาศว่าอนุภาคดังกล่าว 'ไม่ก่อให้เกิดความเสี่ยงในวงกว้าง' ^{[ 61 ]} PET เป็นที่ทราบกันดีว่าสลายตัวเมื่อสัมผัสกับแสงแดดและออกซิเจน^{[ 62 ]}ณ ปี 2016 มีข้อมูลน้อยมากเกี่ยวกับอายุการใช้งานของโพลิเมอร์สังเคราะห์ในสิ่งแวดล้อม^{[ 63 ]}

แม้ว่าเทอร์โมพลาสติกส่วนใหญ่จะสามารถนำไปรีไซเคิลได้ในทางทฤษฎี แต่การรีไซเคิลขวด PET นั้นทำได้ง่ายกว่าการใช้งานพลาสติกอื่นๆ เนื่องจากเรซินมีมูลค่าสูงและ PET ถูกนำมาใช้เกือบทั้งหมดในการบรรจุน้ำดื่มและเครื่องดื่มอัดลม^{[ 64 ] [ 65 ]}ขวด PET เหมาะสำหรับการรีไซเคิล (ดูด้านล่าง) ในหลายประเทศ ขวด PET ถูกนำไปรีไซเคิลในระดับที่สำคัญ^{[ 64 ]}ตัวอย่างเช่น ประมาณ 75% ในสวิตเซอร์แลนด์^{[ 66 ]}คำว่า rPET มักใช้เพื่ออธิบายวัสดุรีไซเคิล แม้ว่าจะมีการเรียกอีกอย่างว่า R-PET หรือ PET หลังการบริโภค (POSTC-PET) ^{[ 67 ] [ 68 ]}

การใช้งานหลักของ PET ที่รีไซเคิลแล้ว ได้แก่ เส้นใยโพลีเอสเตอร์ สายรัด และภาชนะที่ไม่ใช่อาหาร เนื่องจาก PET สามารถรีไซเคิลได้และมีขยะหลังการบริโภคในรูปของขวดค่อนข้างมาก PET จึงกำลังได้รับส่วนแบ่งการตลาดอย่างรวดเร็วในฐานะเส้นใยพรม^{[ 69 ]} PET เช่นเดียวกับพลาสติกหลายชนิด ยังเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการกำจัดด้วยความร้อน ( การเผา ) เนื่องจากประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน โดยมีธาตุตัวเร่งปฏิกิริยาเพียงเล็กน้อย (แต่ไม่มีกำมะถัน) โดยทั่วไป PET สามารถรีไซเคิลทางเคมีกลับไปเป็นวัตถุดิบดั้งเดิม (PTA, DMT และ EG) ซึ่งทำลายโครงสร้างพอลิเมอร์อย่างสมบูรณ์ รีไซเคิลเชิงกลไปเป็นรูปแบบอื่นโดยไม่ทำลายพอลิเมอร์ หรือรีไซเคิลในกระบวนการที่รวมถึงการเปลี่ยนเอสเทอร์และการเติมไกลคอล โพลีออล หรือกลีเซอรอลอื่นๆ เพื่อสร้างโพลีออลใหม่ โพลีออลจากวิธีที่สามสามารถนำไปใช้ในการผลิตโพลียูรีเทน (โฟม PU) ^{[ 70 ] [ 71 ] [ 72 ]}หรือผลิตภัณฑ์ที่ใช้เอพ็อกซีเป็นฐาน รวมถึงสี^{[ 73 ]}

ในปี 2023 มีการประกาศกระบวนการใช้ PET เป็นพื้นฐานใน การผลิต ซูเปอร์คาปาซิเตอร์ PET ซึ่งมีสัดส่วนทางเคมีของคาร์บอนและH2Oสามารถเปลี่ยนเป็นแผ่นและนาโนสเฟียร์ที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ โดยมีพื้นที่ผิวสูงมาก กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการเก็บส่วนผสมของ PET น้ำ_กรดไนตริกและ เอ ทานอลไว้ที่อุณหภูมิและความดันสูงเป็นเวลาแปดชั่วโมง ตามด้วยการปั่นเหวี่ยงและการทำให้แห้ง^{[ 74 ] [ 75 ]}

มีการประกาศการลงทุนครั้งสำคัญในปี 2021 และ 2022 สำหรับการรีไซเคิล PET ด้วยกระบวนการทางเคมี เช่น ไกลโคไลซิส เมทานอลไลซิส^{[ 76 ] [ 77 ]}และการรีไซเคิลด้วยเอนไซม์^{[ 78 ]}เพื่อกู้คืนโมโนเมอร์ ในขั้นต้นจะใช้ขวดเป็นวัตถุดิบ แต่คาดว่าในอนาคตจะมีการรีไซเคิลเส้นใยด้วยวิธีนี้เช่นกัน^{[ 79 ]}

PET ยังเป็นเชื้อเพลิงที่เหมาะสมสำหรับโรงงานผลิตพลังงานจากขยะเนื่องจากมีค่าความร้อนสูงซึ่งช่วยลดการใช้ทรัพยากรหลักในการผลิตพลังงาน^{[ 80 ]}

PET ย่อยสลายทางชีวภาพโดยการไฮโดรไลซิสเอสเทอร์^{[ 81 ]}เอนไซม์ไฮโดรเลสบางชนิดย่อยสลาย (แยกส่วน) PET เอนไซม์เหล่านี้คือPETaseและMHETaseซึ่งให้กรด 2-ไฮดรอกซีเอทิลเทเรฟทาลิก จากนั้นจึงให้เอทิลีนไกลคอลและกรดเทเรฟทาลิก เอนไซม์เหล่านี้และสิ่งมีชีวิตที่เป็นโฮสต์ของพวกมันถูกค้นพบในปี 2016 ^{[ 82 ]}และได้รับการตรวจสอบอย่างเข้มข้นในฐานะเส้นทางที่เป็นไปได้สำหรับการรีไซเคิล PET หรืออย่างน้อยก็ทำลายขยะ PET ^{[ 83 ]}ยังคงมีอุปสรรคอยู่หลายประการ เช่น ความไม่เสถียรทางความร้อนของเอนไซม์และอัตราที่ช้าสำหรับ PET ผลึก^{[ 84 ]}

• โบพีที (PET ที่จัดเรียงตัวในสองทิศทาง)
• พลาสติกชีวภาพ
• การรีไซเคิลพลาสติก
• โพลีไซโคลเฮกซิลีนไดเมทิลีนเทเรฟทาเลต — โพลีเอสเตอร์ที่มีโครงสร้างคล้ายกับ PET
• การฆ่าเชื้อโรคในน้ำด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ — วิธีการฆ่าเชื้อโรคในน้ำโดยใช้เพียงแสงแดดและขวดพลาสติก PET

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต

• สภาพลาสติกแห่งอเมริกา: PlasticInfo.org
• บริษัท KenPlas Industry Ltd.: "PET (โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต) คืออะไร" ; เก็บถาวรเมื่อวันที่ 10 ธันวาคม 2007 ที่Wayback Machine
• PET กับ PETg ต่างกันอย่างไร?
• "เทคโนโลยีโพลิเมอร์ WAVE: การแปรรูปเกล็ด PET (โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต)"