Polytrimethylenterephthalat

Polytrimethylenterephthalat (Kurzzeichen: PTT) ist ein thermoplastischer Kunststoff. Er gehört zu den Polyestern und ist chemisch eng verwandt mit den Kunststoffen PET und PBT. Er wird besonders zur Herstellung von Fasern, beispielsweise für Teppiche oder Textilien, benutzt.[3]

Strukturformel
Allgemeines
NamePolytrimethylenterephthalat
Andere Namen

PTT

CAS-Nummer
Monomere1,3-Propandiol und Terephtalsäure
Summenformel der WiederholeinheitC11H10O4
Molare Masse der Wiederholeinheit206,19 g·mol−1
Art des Polymers

Thermoplast

Kurzbeschreibung

weißer Feststoff[1]

Eigenschaften
Aggregatzustand

fest

Dichte
  • 1,33–1,35 g·cm−3[1]
  • 1,432 g·cm−3 (kristallin)[1]
  • 1,295 g·cm−3 (amorph)[1]
Schmelzpunkt

226–233 °C[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung
keine Einstufung verfügbar[2]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Geschichte

PTT wurde gemeinsam mit einer Reihe anderer aromatischer Polyester zuerst 1941 von John Rex Whinfield (1901–1966) und James Tennant Dickson hergestellt und patentiert.[4][5]

Zu jener Zeit hatte PTT noch keine praktische Bedeutung, allerdings war der Faserindustrie das Potential des Stoffes schon bekannt. In den frühen 1970er Jahren wurden erste Untersuchungen zum wirtschaftlichen Potential von PTT gemacht. In der Folge gab es auch verstärkte Forschung zur Herstellung und Anwendung von PTT. In den späten 1980er Jahren kam erneut Interesse an PTT auf, nachdem eine neue Syntheseroute für den Ausgangsstoff 1,3-Propandiol erfunden wurde. Die kommerzielle Herstellung von PTT wurde 1995 angekündigt und begann 1998.[1][6]

Seit der industriellen biochemischen Herstellung von 1,3-Propandiol im Jahr 2000 herum wird auch teilbiogenes PPT (35 % biogen)[1] angeboten.[7]

Gewinnung und Darstellung

Ähnlich wie bei den verwandten Kunststoffen PET und PBT gibt es zwei Möglichkeiten zur Herstellung. Einerseits können 1,3-Propandiol und Terephtalsäure direkt in einer Polykondensation verestert werden.[6] Anderseits kann das Polymer durch Umesterung von Dimethylterephthalat mit 1,3-Propandiol hergestellt werden.[6] Für die Reaktion werden Katalysatoren wie Titantetrabutanolat.[1][6] benötigt. Im Vergleich zur PET-Herstellung wird eine größere Katalysatormenge und eine niedrigere Temperatur (250–275 °C) benötigt.[6]

Reaktionsschema der PTT-Herstellung …
… durch Polykondensation.
… durch Umesterung.

Eigenschaften

PTT-Fasern liegen mit den Werten der Trockenreißfestigkeit von 32 cN/tex, der Feuchtigkeitsaufnahme von 0,15 % und dem Schmelzpunkt von 228 °C unter denen der PET-Standardfasern.[8] Sie sind elastisch, dimensionsstabil und glanz- und farbbeständig.[9] Außerdem sind sie weich.[6] Bezogen auf die genannten Eigenschaften sind sie vergleichbar Nylonfasern und deutlich besser als PET-Fasern. Im Vergleich zu Nylon laden sie sich nicht so schnell statisch auf.[6]

Verwendung

Gesponnene PTT-Fasern finden aufgrund ihrer guten Eigenschaften Anwendungen in diversen Textilien wie z. B. Teppichen,[9] Unterwäsche,[9] oder Fußbodenmatten in Autos[7] als technischer Kunststoff genutzt werden.[7] Beispiele dafür sind Stecker und Gehäuse in elektrischen oder elektronischen Anwendungen oder Luftausschlusskanäle und Zierteile in Autos.[10] Außerdem kann es in Harzen, Verpackungen oder als Ersatz von PET oder Nylon genutzt werden.[11] Besonders im Faserbereich wird PTT ein großes Potential zugeschrieben.[6][9]

Handelsnamen

Einzelnachweise
  1. George Wypych: Handbook of Polymers. Elsevier, 2016, ISBN 978-1-927885-11-6, S. 595–598 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  2. Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
  3. Michael Thielen: Biokunststoffe. Fachagentur nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR), 2019, abgerufen am 18. September 2019.
  4. Patent GB578079A: Improvements relating to the manufacture of highly polymeric substances. Angemeldet am 29. Juli 1941, veröffentlicht am 14. Juni 1946, Erfinder: John Rex Whinfield, James Tennant Dickson=.
  5. Patent US2465319A: Polymeric linear terephthalic esters. Angemeldet am 24. September 1945, veröffentlicht am 22. März 1949, Anmelder: Du Pont, Erfinder: John Rex Whinfield, James Tennant Dickson.
  6. Helmut Sattler & Michael Schweitzer: Fibers, 5. Polyester Fibers. In: Ullmann’s Encyclopedia of industrial chemistry. Wiley-VCH, Weinheim 2011, S. 25–27, doi:10.1002/14356007.o10_o01.
  7. Qiongdan Xie, Xilong Hu, Tengjiao Hu, Pan Xiao, Youyong Xu & Kenneth W. Leffew: Polytrimethylene Terephthalate: An Example of an Industrial Polymer Platform Development in China. In: Macromolecular Reaction Engineering. Band 9, 2015, S. 401–408, doi:10.1002/mren.201400070.
  8. Walter Loy: Chemiefasern für technische Textilprodukte. 2., grundlegende überarbeitet und erweiterte Auflage. Deutscher Fachverlag, Frankfurt am Main 2008, ISBN 978-3-86641-197-5, S. 41
  9. Oliver Türk: Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe. Springer Vieweg, Wiesbaden, 2014, ISBN 978-3-8348-1763-1, S. 394.
  10. DuPont: Sorona® im Automobil-Innenraum. Abgerufen am 19. September 2019.
  11. Sven Wydra, Bärbel Hüsing & Piret Kukk: Analyse des Handlungsbedarfs für das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) aus der Leitmarktinitiative (LMI) der EU-Kommission für biobasierte Produkte außerhalb des Energiesektors. (PDF) Fraunhofer ISI, 2010, abgerufen am 18. September 2019.
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