fibras sinteticas.pdf

Muchas +

Partes

Latin: Plasticus, aquello

que puede ser moldeado

La palabra, polmero, implica que stos estan

formados por piezas (monomeros) que se conectan en

largas cadenas (polmeros).

La fibra de algodn es celulosa y la

celulosa es una cadena de molculas de

glucosa.

El nylon fue descubierto en 1935. El nombre fue

derivado de las dos ciudades donde se descubri New

York (NY) y Londres. (LON).

El nylon se usa en

prendas, zapatos,

casacas, correas y

accesorios. Hay una

revista con este nombre.

Como obtuvo su nombre?

El nylon es un co polimero debido a que est manufacturado por dos monomeros. Cuando estos

dos monomeros se combinan liberan una molecula

de agua. Esto se llama deshidratacin. En cuando

al olor, las aminas huelen a pescado y el acido

adipico no tiene olor.

Hexamethylene diamine

methylene x 6 (hexa) amine x 2 (di)

Tetramethylene

dicarboxylic acid

(adipic acid)

El poliester es

otro

copolmero.

Est hecho de

iguales

cantidades de

dos

monomeros

diferentes.

Se usa en

diferentes

articulos y

textiles

H O C

O

El polister est hecho de dos monmeros, cido terephthalico y ethylene

glycol . La sntesis es tambin una reaccin de deshidratacin.

Dan lugar a POLYESTER Grupos ESTER

Rayon Viscosa

Se encuentran en tres tipos principales: a) lana viscosa b) lana de cobre y c) lana de

acetato.

En el proceso de obtencin de fibras de rayn viscosa, la materia prima se compone

de celulosa en forma de lminas.

La celulosa se obtiene de la madera a la cual se le agrega hidrxido de sodio; que se

absorbe en parte por las lminas de celulosa.

Rayon Viscosa

Las lminas se aplastan en la desfibradora, esta masa va al depsito de maduracin con la finalidad de que alcance un grado de polimerizacin que sea adecuado para el hilado.

Despus de alcanzar el grado deseado pasa a tambores mezcladores, junto con el disulfuro de carbono, de este modo se forma una sustancia soluble, el xantato de celulosa que es vaciado en un tanque, para su disolucin, conteniendo hidrxido de sodio diluido.

Rayon Viscosa

El producto final es una solucin viscosa que contiene de 6 a 8% de xantato de celulosa y de 6 a 7% de hidrxido de sodio.

Esta reaccin toma de 2 a 3 h. El lquido resultante es una solucin viscosa, compacta y de color caf dorado.

Por ltimo la solucin para el hilado se prensa en los orificios (0.05-0.2 mm.) finos de las hiladoras, mediante bombas de engrane y se solidifica en el bao de coagulacin, formado de cido sulfrico diluido donde se encuentra disuelto sulfato de sodio y magnesio.

Rayon Viscosa

Se logra la produccin de fibras viscosa para hilados empleando hiladoras de 750 a 5500 orificios cada una, cuyos dimetros son de unas cuantas centsimas de milmetro.

Para mejorar las propiedades de desplazamiento, los filamentos se tratan con una emulsin.

Finalmente, las fibras se someten al secado. El cabo de filamentos utilizados en la produccin de fibras de viscosa se corta creando un producto fibroso revuelto, la borra, o bien formando una banda de fibras para hilado en la que estas fibras se encuentran paralelas.

Rayon Viscosa

Rayon Cuproamoniacal

El cupro y las fibras de cupro para hilados se producen mediante el proceso de xido de cobre amoniacal. Como materia prima se utiliza lnteres de residuos de hilados de algodn o celulosa.

La materia prima preparada se mezcla despus con sulfato de cobre y leja de sosa custica. El sulfato de sodio que se forma en la mezcla se elimina mediante presin.

La pasta restante de hidrxido de cobre y celulosa se disuelve en calderas de agitacin, por la accin del amoniaco originndose una solucin viscosa, de color azul fuerte.


Para el hilado se prensa y filtra a travs de las hiladoras. Los chorros de lquidos que salen se conducen, por medio de agua ligeramente alcalina, hacia el interior del filtro de hilatura donde se coagulan formando una masa gelatinosa, plstica.

La solidificacin final se efecta slo en el bao de estirado extraordinariamente fuerte.

Este estiramiento le confiere a los filamentos una gran finura, una amplia paralelizacin de las cadenas moleculares y por ende una buena consistencia incluso hmeda.

Los filamentos neutralizados con una solucin de sosa custica se enjuagan, se secan y reciben el acabado que requieren para el uso previsto.

Rayon Acetato

Como materia prima se utiliza lnteres, residuos de hilados de algodn y celulosa pura.

Estas materias se agregan con lentitud a una mezcla de anhdrido actico, cido actico glacial y cido sulfrico concentrado formando una solucin pegajosa de triacetato de celulosa.

El triacetato de celulosa es precipitado en la solucin por medio de agua. En la mayora de los casos se retira una parte de cido actico del triacetato de difcil disolucin, utilizando para ello cantidades calculadas de agua, este producto es llamado acetato 2.5.

Despus del lavado y secado se puede disolver con facilidad en una mezcla de acetona, alcohol y benceno.

Rayon Acetato

Estos tres rayones generalmente se aaden a tejidos corrientes para ser usados como relleno con las siguientes propiedades:

a) finura, la cual puede variar de acuerdo al dimetro de las fibras,

b) resistencia, la lana de viscosa posee mayor resistencia que la lana al cobre o al acetato,

c) superficie y brillo, la cual puede ser rugosa o alisada, puede ofrecer una superficie granulada, con cicatrices muy semejante a la lana.

Rayon Acetato

Nylon La base para la manufactura del nylon 66 y el nylon 6 es el

benceno, lo que muestra la gran cantidad de material necesario para las varias rutas de los nylones. El tolueno es tambin requerido dependiendo del procedimiento elegido.

El nylon 66 se prepara mediante la reaccin de condensacin de cantidades equimolares de hexametilendiamina y cido adpico empleando metanol acuoso como disolvente.

Una solucin concentrada de esta sal (sal de nylon) se calienta en atmsfera inerte a unos 270 C bajo presin, se extrae despus el vapor de agua y se completa la polimerizacin bajo vaco.

El peso molecular se controla bajo la adicin de pequeas cantidades de cido actico al sistema.

Nylon

El nylon 6 se prepara por polimerizacin trmica de caprolactama en una atmsfera inerte a temperaturas de hasta 270 C. Se necesita un iniciador, el cual generalmente es agua, formndose cido 6-aminohexanico o sal del nylon 6 (de 1 a 2%), en este caso se pueden aadir pequeas cantidades de un cido monocarboxlico (cido actico) como regulador de la cadena.

Algunas propiedades mecnicas de estas fibras son los valores tpicos que van de 10-15x103 para el nylon 6 y el nylon 6,6.

Nylon

En general, los copolmeros ofrecen bajos puntos de fusin, mayor flexibilidad y solubilidad y en algunos casos transparencia, los ms comercializados son: nylon 6/6,6 y 10/6,6 y terpolmeros como Nylon 6,6/10,6/6; stos tienen un alto grado de flexibilidad y solubilidad y en alcohol-agua.

Este tipo de nylones presenta una amplia gama de aplicaciones, entre las que se encuentra el tratamiento de telas y superficies en la industria textil.

Nylon

Los nylones se caracterizan por su resistencia qumica a la mayora de los solventes y son muy aplicados para materiales que estn expuestos a aceites, grasas y gasolinas.

Los nylones funden a temperaturas elevadas en el rango de 210 a 280 C dependiendo del tipo de poliamida y el grado, presentan estabilidad dimensional por periodos cortos y elevadas temperaturas que se aproximan a su punto de fusin, sin embargo pueden estabilizarse soportando temperaturas de 90 a 120 C por tiempos largos conservando su estabilidad dimensional.

Polyester

Las fibras polister se hacen de grandes polmeros, producto de la condensacin de alcoholes y cidos orgnicos o de hidroxicidos.

Estos polmeros contienen el enlace ster como parte de la cadena monomolecular y no como en algunas resinas polister que la tienen como una cadena lateral, en una base polmera de adicin. Du Pont las fabrica bajo el nombre comercial de dacrn y son producidas desde 1954.

Una fibra semejante, cuyo nombre es perileno, es fabricada por la Gran Bretaa.

Polyester

El dacrn es blanco, segn la cantidad de pigmento deslustrante aadido al polmero, puede variar delustroso a semilustroso, mate u opaco. Las fibras son redondas de seccin transversal con superficie lisa las cuales se emplean para hacer uniformes, pantalones deportivos, camisas, blusas, suteres, calcetines, ropa, blanca, hilos para coser, bandas transportadoras, hasta cordelera y mangueras contra incendios.

Los tres tipos principales de dacrn son los tipos de hilaza de filamento brillante 5,100 y 5,500, hilaza de filamento semimate tipo 5,600 y fibras semimate del tipo 5,700 cortada y para cuerdas.

Polyester

Las fibras de polister, dacrn, tienen una densidad de 1.38 g/mL a la temperatura ambiente, funde a 250 C.

Sus propiedades fsicas de mayor importancia son: tenacidad y alargamiento, reversibilidad del estirado y resistencia a la torsin, son resistentes a bases dbiles y poco resistentes a bases fuertes a temperaturas ordinarias, resistentes a agentes oxidantes y no se degradan por tratamientos normales de blanqueo.

Polyester

Los polisteres pueden obtenerse por la combinacin de cidos orgnicos dibsicos y glicoles en una reaccin de condensacin que produce agua como subproducto y otras reacciones de esterificacin.

El terftalato de polietileno se obtiene por condensacin del etilnglicol con el cido terftlico. La reaccin es fcilmente regulada, obtenindose un peso molecular mayor.

La materia prima para su fabricacin es el etilnglicol, el metano y el p-xileno, por oxidacin del xileno se obtiene el cido terftlico.

Polyester

Fibras Poliacrilonitrilicas (PAC)

La materia prima es el acrilonitrilo. El orln se fabrica mediante la polimerizacin de

acrilonitrilo.

Los polmeros blanco-marfil son disueltos en disolventes orgnicos, generalmente

dimetilformamida, aunque pueden ser

disueltos en varias soluciones concentradas

de sales, por ejemplo bromuro de litio o

sulfocianuro de sodio, el hilado se realiza

utilizando el proceso en seco o en hmedo.


El gran poder de encogimiento de estas fibras ante el calor se aprovecha en la produccin de hilos de alto volumen, as por ejemplo las fibras draln-S permiten, durante la ebullicin o la evaporacin, reducir ms o menos el 20 % de su longitud.

Los artculos hechos por medio de trazas o tejidos con hilos de este tipo de fibras, encogidos mediante el tratamiento adecuado, permanecen voluminosos o muestran efecto de encogimiento en proporciones iguales al diseo, las fibras que encogen experimentan una fuerte reduccin en su longitud. Los hilos de este tipo poseen una estructura suave como la de la lana, encierran mucho aire y conservan muy bien el calor, una de las ventajas principales es que no se apelmazan y no encogen.


Poseen una resistencia a la ruptura bastante alta para artculos textiles, reducida absorcin a la humedad e hinchamiento, se secan con rapidez y son resistentes al calor de irradiacin. Se distinguen por su textura y aspecto lanoso, pesan poco, conservan bien el calor, son resistentes al apelmazamiento y tienen solidez ptica ante la luz y la intemperie.

Fibras Acrilonitrilicas Por definicin, estas fibras contienen por lo menos el 85% de

acrilonitrilo, un grupo separado, conteniendo 35-85% de acrilonitrilo se clasifican como modacrlicas.

A causa de estas caractersticas parecidas a la lana cuando estn convenientemente texturizadas, las fibras acrlicas tienen sus principales usos en tejidos de punto en lugar de telas, alfombras y tapiceras.

La polimerizacin por radicales de acrilonitrilo ocurre con facilidad en suspensin acuosa con catalizadores redox habituales, separndose el polmero como polvo de peso molecular de 75-150x103.

El polmero se hila despus en seco a partir de una solucin en dimetilformamida con aire caliente o se hila en hmedo a partir de dimetilformamida o solucin acuosa de tiocianato de sodio en un bao acuoso de coagulacin adecuada.

Fibras Acrilonitrilicas El acrilonitrilo experimenta con facilidad polimerizacin al azar

con otros monmeros vinlicos y acrlicos, por lo que se tienen un gran nmero de modificadores a las fibras, por ello estos comonmeros se utilizan en la actualidad, como el acetato de vinilo, los teres acrlicos simples y la acrilamida.

Si la adicin se restringe por debajo del 15% las fibras conservan propiedades mecnicas aceptables.

Para el rizado de las fibras acrlicas, de manera que se asemejen ms a la lana, se utilizan fibras bicomponentes, en las cuales en dos mitades se hilan a partir de dos polmeros acrlicos que contienen diferentes cantidades de comonmeros, como acetato de vinilo y despus se calienta la fibra.

Los dos componentes se contraen en magnitudes diferentes por lo que el resultado neto es que la fibra se curva.

Fibras Acrilonitrilicas

La fibra producida es hilada por los mtodos de hilado en hmedo o hilado seco, por ser inestable en su intervalo de temperatura de fusin el polmero no se puede hilar fundido como es el caso de los nylones.

El intervalo til de peso molecular para la formacin de fibras de poliacrilonitrilo es de 15,000 a 300,000, la mayor parte de poliacrilonitrilo para fibras comerciales tienen un peso molecular que est entre 30,000 y 100,000, segn las condiciones en que se hace el hilado.

Fibras Acrilonitrilicas

Fibras Elastomricas El desarrollo de fibras elastomricas ha resultado en una

modificacin de la hilatura en hmedo llamada hilatura de reaccin o hilatura qumica.

De todas formas, se ha determinado que el prepolmero de la fibra elastomrica puede extruirse en un bao conteniendo una diamina altamente reactiva, de tal manera que la conversin de lquido a slido se verifica por medio de una reaccin qumica.

Las fibras elastomricas obtenidas de esta manera estn basadas en poliuretanos segmentados y se conocen con el nombre de spandex. Cada fabricante usa sus propios nombres de marcas registradas por razones comerciales obvias.

El aspecto ms notable de la qumica industrial de estos productos es la gran variedad de opciones que representan para los productores, a travs del uso ingenioso de diversos agentes qumicos para lograr segmentos blandos, unidades duras, alargamiento de la cadena y condiciones de la reaccin qumica, aunadas a las numerosas posibilidades de extrusin y tratamientos posteriores.

Fibras Elastomricas

Fibras Poliolefinicas

Aunque desde su primera aparicin en el mercado se consider que el polietileno debera constituir un material adecuado para la fabricacin de fibras, su bajo punto de fusin ( 110-120 C), as como sus otras limitaciones, impidieron su desarrollo durante el periodo de gran expansin de las otras fibras provenientes de la industria petroqumica.

El punto de fusin ms elevado del polietileno de alta densidad estimul algunas investigaciones, pero estas quedaron opacadas por la introduccin del polipropileno en 1958-59. El polipropileno naci con grandes esperanzas de convertirse rpidamente en un competidor directo de laspoliamidas, los polisteres y de los acrlicos.

Fibras Poliolefinicas Las limitaciones que comenzaron a aparecer con respecto a

las fibras de polipropileno, tales como sus psimas caractersticas de teido, su baja estabilidad trmica, as como el inicio de la reduccin de los costos de las fibras ya existentes y su aumento de versatilidad, desvanecieron las esperanzas de un xito rpido.

Sin embargo, el polipropileno tiene aplicaciones importantes y sus propiedades han promovido la aparicin de nuevas tcnicas de fabricacin y de sus usos especializados.

La tcnica ms comn para la produccin de monofilamentos y multifilamentos se basa en la hilatura por fusin. A este todo se le ha adicionado un procedimiento de fibrilacin o de pelculas hendidas.

Fibras Poliolefinicas

Las poliolefinas son totalmente resistentes al ataque bacteriano, son inertes desde el punto de vista qumico y no son afectadas por el agua. Se pueden producir monofilamentos que poseen alta resistencia, poco alargamiento y una buena estabilidad dimensional a las temperaturas atmosfricas normales.

Losmonofilamentos de poliolefinas tienen aplicaciones en la manufactura de cordeles y sogas y para redes de pesca; cuando se tejen en telas se usan para recubrimientos de muebles exteriores, sombreros, ropa trmica y otros usos similares.

Fibras de Vidrio y Carbono

Entre las fibras inorgnicas artificiales, la de mayor volumen de produccin es la de

vidrio. El uso de fibras de vidrio grado

textil ha tenido un incremento muy rpido.

Adems de las aplicaciones textiles, la

fibra de vidrio se usa para filtros de aire,

aislamiento trmico y refuerzos plsticos.

Fibras de Vidrio y Carbono Debido al mdulo del vidrio, los requerimientos de los

materiales textiles se satisfacen con filamentos muy finos. El dimetro de los filamentos es del orden de 3.8 a 7.6 micras, mientras que el dimetro promedio de las fibras orgnicas ms finas es de casi el doble.

El mtodo de fabricacin de las fibras cortas es diferente al que se utiliza para producir los materiales orgnicos, todos se basan en cortar el filamento continuo. En la industria del vidrio se usan chorros de aire en la misma lnea de flujo del vidrio emergente, que lo adelgazan y lo rompen en las longitudes deseadas para su procesamiento.

Estas fibras se recolectan en un tambor al vaco y se empacan en forma de esterillas, o torzales. Para producir las fibras ms gruesas y menos uniformes que se usan para la fabricacin de filtros, recubrimientos o aislamiento trmico, las corrientes de vidrio fundido se soplan perpendicularmente con aire caliente, vapor o gas en combustin.

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