Пластик PETG

У сучасному світі пластик використовується повсюдно, від банок з олією до пляшок з водою, харчові продукти часто перебувають у дуже тісному контакті з пластиком, спеціально призначеному для цього поліетилентерефталат або PET.

PET і його похідні, PETG, також мають чудові властивості, для 3D-друку. Нижче описані хімічні властивості поліефірних смол і те, як одна невелика зміна може перетворити синтетичне волокно на досить корисну нитку для 3D-друку.

Як і багато пластиків з практичним застосуванням, PETG є кополімером. Гомополімер, на якому він побудований, є ПЕТ або поліетилентерефталат. З поліефірного сімейства полімерів, ПЕТ було вперше запатентовано у 1941 році парою британських хіміків, Джоном Уінфілдом та Джеймсом Діксоном. Як і багато інших, вони шукали синтетичні волокна, типу нейлон, який з'явився за кілька років до цього і спричинив фурор.

Уінфілд і Діксон виявили реакцію конденсації між органічною терефталевою кислотою, сполукою, спочатку виділеною зі скипидару, і діолетиленгліколем, який є основним компонентом автомобільного антифризу. Вони виявили, що мономери будуть з'єднуватися в довгі ланцюжки, утворюючи речовину, яка може бути витягнута в тонкі волокна і перетворена на пряжу. Закони про секретність воєнного часу тримали винахід під назвою Терілен у таємниці до 1946 року.

Сьогодні ПЕТ провадиться іншими процесами. У методі DMT використовується диметилтерефталева кислота, яка є просто терефталевою кислотою з двома приєднаними метильними групами. Коли етиленгліколь реагує з ДМТ за високих температур і в основних умовах, відбувається реакція переетерифікації, що зв'язує довгі ланцюги ДМТ разом з невеликим фрагментом етиленгліколю. Ця реакція генерує метанол, який необхідно видалити для продовження реакції полімеризації.

Як би не був універсальним ПЕТ, він не позбавлений недоліків. Хоча він дуже добре підходить для виробництва синтетичних волокон, він не дуже добре працює в тих областях, де інші термопласти чудові, наприклад, екструзії або лиття під тиском. Ось де виникає PETG. "G" означає "модифікований гліколь", що дещо заплутано.   Багато джерел вважають, що це означає, що гліколь додається в реакцію полімеризації, але, як ми бачили, етиленгліколь вже є частиною реакції полімеризації. Модифікація гліколю відноситься до того факту, що частина етиленгліколю в ланцюгу, що росте, замінюється іншим мономером, що призводить до отримання кополімеру з іншими властивостями, ніж у гомополімеру.

У випадку PETG сомономером є інший діол, циклогександиметанол (CHDM). Ця молекула набагато більше компактного етиленгліколю, але піддається переетерифікації багато в чому так само, як і менша молекула. Ефект додавання CHDM полягає в тому, що відстань між залишками терефталевої кислоти збільшується, що ускладнює спільне прилягання полімерних сусідніх ланцюгів. Це призводить до утворення прозорого пластику з нижчою температурою плавлення, ніж ПЕТ, який можна формувати та пресувати.

КРАЩЕ З ОБОХ

Ці властивості роблять PETG та інші РЕТ кополімери надзвичайно корисні для комерційних продуктів. PETG є хорошим вибором для 3D-друку і в основному поєднує найкращі властивості ABS та PLA. Він має більшу міцність і кращу гнучкість, ніж PLA, а його низька усадка, відмінна і міцна адгезія роблять його менш деформованим або розшаровується під час друку. Ще одна приємна особливість, порівняно з PLA та ABS, полягає в тому, що PETG не смердить під час друку. Так що якщо вам набридли пари, через які ваш магазин пахне як лабораторія органічної хімії, можливо варто спробувати PETG.
PETG також виграє у PLA, коли справа доходить до факторів довкілля. PETG стійкий до багатьох розчинників і краще протистоїть впливу вітру, дощу та ультрафіолету, ніж PLA, що робить його відмінним вибором для зовнішніх робіт. Непігментований ПЕТГ також напівпрозорий під час друку, що може надати естетику відбиткам, чого немає в інших ниток. PETG вважається пластиком безпечним для харчових продуктів.

PETG також має деякі недоліки. Він більш гнучкий, ніж ABS або PLA, що може бути проблемою для деяких програм. Він також має тенденцію раптово руйнуватися. І як можна очікувати від полімеру, який походить від текстилю, під час друку PETG схильний до натягу. Це легко виправити за допомогою теплового пістолета.
Якщо ви ще не спробували PETG на 3D-принтері, ви повинні це зробити.