FIBRAS SINTETICAS Y ESPECIALES
sábado, 5 de abril de 2014
INTRODUCCION
BIENVENIDO
En este blog lo que se da a conocer es acerca de la historia de las fibras sinteticas y artificiales, dando datos especificos de en que año se inventaron y en que año comenzo la produccion de este; al mismo tiempo se da a conocer acerca de donde se obtienen las fibras, como los procesos que son requeridos para formar un hilo sintetico.
Aqui se empiezan hablar sobre las propiedades que tienen las telas sinteticas como las especiales; dando a conocer estos se conoce mejor a la fibra y que es lo que a esta lo caracteriza.
Importante en el ambito textil es saber identificar las fibras mediante cualquiera de los 4 metodos, ya que de nosotros depende si queremos un trabajo bien hecho o fracasar en todos los aspectos.
Al igual que es importante que desempeño van teniedo las fibras sinteticas en el mundo y en nuestro pais, ya que el consumo de las telas sinteticas sube cada año un porcentaje estimado, al igual que crece nuestra poblacion, y esta busca los medios mas baratos para subcidir.
HISTORIA DE LAS FIBRAS SINTETICAS Y ARTIFICIALES
Por miles de
años, el uso de la fibra estaba limitado por las cualidades inherentes
disponibles en el mundo natural. El algodón y el lino se arrugan por el
uso y los lavados. La seda requiere un manejo delicado. La lana se
contrae, era irritante al tacto, y era comida por las polillas. Luego,
apenas un siglo atrás, el rayon
(la primera fibra manufacturada) fue desarrollado. Los secretos de la
química de la fibra para un sinnúmero de aplicaciones habían comenzado a
emerger.
Las fibras manufacturadas ahora se usan en la ropa moderna, muebles para el hogar, la medicina, la aeronáutica, la energía, la industria, y más. Hoy en día se puede combinar, modificar y adaptar las fibras de manera mucho más allá de los límites de rendimiento de la fibra extraída del capullo del gusano de seda, que se cultiva en los campos o bien surgido a partir de la lana de los animales.
HISTORIA DE LA FIBRA DE VIDRIO
La técnica de calentar y elaborar fibras finas a partir de vidrio se conoce desde hace milenios; sin embargo, el uso de estas fibras para aplicaciones textiles es mucho más reciente: sólo hasta ahora es posible fabricar hebras y fibras de vidrio almacenadas en longitudes cortadas y estandarizadas. La primera producción comercial de fibra de vidrio ocurrió en 1936; en 1938 Owens-Illinois Glass Company y Corning Glass Works se unieron para formar la Owens- Corwin Fiber Glass Corporation. Cuando ambas compañías se unieron para producir y promover la fibra de vidrio, introdujeron al mercado filamentos continuos de fibra de vidrio.
HISTORIA DEL POLIURETANO.
HISTORIA DEL POLIESTER.
El poliéster es una fibra desarrollada en 1941.Es la fibra sintética más utilizada, y muy a menudo se encuentra mezclada con otras fibras para reducir las arrugas, suavizar el tacto y conseguir que el tejido se seque más rápidamente. El poliéster fue introducido en Estados Unidos con el nombre de Dralón.
HISTORIA DEL ACRILICO.
Fue uno de los productos químicos utilizados por Carothers y su equipo en la investigación fundamental sobre altos polímeros que se llevó a cabo en la compañía Du Pont. Du Pont desarrolló una fibra acrílica en 1944 e inició la producción comercial de las mismas en 1950. Se le dio el nombre comercial de Orlón.
HISTORIA DE LA FIBRA DE CARBONO.
El elastano o spandex es una fibra sintética muy conocida por su gran elasticidad, inventada en 1959 por el químico Joseph Shivers, quien trabajaba para la compañía DuPont
La empresa española DuPont patentó su invención en 1959 y le dio el conocido nombre de marca LYCRA. La fibra LYCRA es hoy propiedad de la empresa Invista. No es un tejido sino una de las fibras que componen un tejido. Sus propiedades son de dar elasticidad y mayor calidad que otros elastanos.
Las fibras manufacturadas ahora se usan en la ropa moderna, muebles para el hogar, la medicina, la aeronáutica, la energía, la industria, y más. Hoy en día se puede combinar, modificar y adaptar las fibras de manera mucho más allá de los límites de rendimiento de la fibra extraída del capullo del gusano de seda, que se cultiva en los campos o bien surgido a partir de la lana de los animales.
HISTORIA DE LA FIBRA DE VIDRIO
La técnica de calentar y elaborar fibras finas a partir de vidrio se conoce desde hace milenios; sin embargo, el uso de estas fibras para aplicaciones textiles es mucho más reciente: sólo hasta ahora es posible fabricar hebras y fibras de vidrio almacenadas en longitudes cortadas y estandarizadas. La primera producción comercial de fibra de vidrio ocurrió en 1936; en 1938 Owens-Illinois Glass Company y Corning Glass Works se unieron para formar la Owens- Corwin Fiber Glass Corporation. Cuando ambas compañías se unieron para producir y promover la fibra de vidrio, introdujeron al mercado filamentos continuos de fibra de vidrio.
HISTORIA DEL POLIURETANO.
Otto Bayer desarrolló la primera síntesis de un poliuretano en 1937
trabajando en los laboratorios de IG Farben, en Leverkusen (Alemania),
empleando diisocianato de 1,6-hexametileno y 1,4-butanodiol, con el
objeto de conseguir un material competitivo con la poliamida (Nylon)
desarrollada poco antes por W. Carothers trabajando para DuPont.
Otto Bayer y sus colaboradores publicaron la primera patente de
poliuretanos en 1937 y la producción industrial empezó en 1940 con
productos como Igamid y Perlon. Sin embargo, debido a la falta de
recursos por la Segunda Guerra Mundial, la producción creció muy
lentamente. En 1959 DuPont desarrollaría un tejido muy elástico
empleando fibras de poliuretano al que llamó Spandex, y comercializó
bajo el nombre de Lycra.
HISTORIA DEL NYLON.
En 1938, Paul
Schlack de la empresa IG Farben en Alemania, polimeriza caprolactama y
creó una forma diferente del polímero, identificado simplemente como
nylon "6".
El advenimiento del nylon creó una revolución en la
industria de la fibra. El rayón y el acetato habían derivado de la
celulosa de las plantas, pero el nylon fue sintetizado por completo de
los productos petroquímicos. Esto estableció las bases para el posterior
descubrimiento de todo un mundo nuevo de fibras manufacturadas.
DuPont
comenzó la producción comercial de nylon en 1939. La primera prueba
experimental del nylon fue utilizarlo como hilo de tela de paracaídas y
en las medias de las mujeres. Las medias de nylon, se mostraron en
febrero de 1939 en la Exposición de San Francisco teniendo una rápida
acogida entre los consumidores.
Los
Estados Unidos entraron en la Segunda Guerra Mundial en diciembre de
1941 y de la Junta de Producción de Guerra asigno toda la producción de
nylon para uso militar.
Durante la guerra, el nylon reemplazo a la
seda asiática en paracaídas. También ha encontrado uso en neumáticos,
tiendas de campaña, cuerdas, ponchos y otros suministros militares, y
aún se utiliza en la producción de un papel de alto grado para la moneda
de EE.UU. Al comienzo de la guerra, el algodón era el rey de las
fibras, lo que representa más del 80% de todas las fibras utilizadas.
Las fibras de lana y las manufacturadas compartían el restante 20%. Para
el final de la guerra en agosto de 1945, el algodón se situó en el 75%
del mercado de la fibra. Las fibras manufacturadas se habían elevado a
15%.
HISTORIA DEL POLIESTER.
El poliéster es una fibra desarrollada en 1941.Es la fibra sintética más utilizada, y muy a menudo se encuentra mezclada con otras fibras para reducir las arrugas, suavizar el tacto y conseguir que el tejido se seque más rápidamente. El poliéster fue introducido en Estados Unidos con el nombre de Dralón.
Para 1970, el 87% de todo el poliéster producido en el mundo era
fabricado en Estados Unidos, Japón y el Oeste de Europa. Esto continuo
hasta que la patente del poliéster expiró; es entonces cuando paises
asiáticos compraron plantas completas y comenzaron a producir en grandes
cantidades.
HISTORIA DEL ACRILICO.
Fue uno de los productos químicos utilizados por Carothers y su equipo en la investigación fundamental sobre altos polímeros que se llevó a cabo en la compañía Du Pont. Du Pont desarrolló una fibra acrílica en 1944 e inició la producción comercial de las mismas en 1950. Se le dio el nombre comercial de Orlón.
HISTORIA DE LA FIBRA DE CARBONO.
En 1958, Roger Bacon creó fibras de alto rendimiento de carbono en
GrafTech International Holdings, Inc. Estas fibras se fabricaban
mediante el calentamiento de filamentos de rayón hasta carbonizarlos.
Este proceso resultó ser ineficiente, ya que las fibras resultantes
contenían sólo un 20% de carbono y tenían malas propiedades de fuerza y
de rigidez.
En la década de 1960, un proceso desarrollado por Akio Shindo de la
Agencia de Ciencia Industrial Avanzada y Tecnología de Japón, con
poliacrilonitrilo (PAN) como materia prima. Este había producido una
fibra de carbono que contiene alrededor del 55% de carbono.
HISTORIA DEL SPANDEX.
El elastano o spandex es una fibra sintética muy conocida por su gran elasticidad, inventada en 1959 por el químico Joseph Shivers, quien trabajaba para la compañía DuPont
La empresa española DuPont patentó su invención en 1959 y le dio el conocido nombre de marca LYCRA. La fibra LYCRA es hoy propiedad de la empresa Invista. No es un tejido sino una de las fibras que componen un tejido. Sus propiedades son de dar elasticidad y mayor calidad que otros elastanos.
HISTORIA DEL KEVLAR.
Una poliamida sintetizada por primera vez en 1965 por la química
polaco-estadounidense Stephanie Klowke (1923-), quien trabajaba para
DuPont. La obtención de las fibras de kevlar fue complicada, destacando
el aporte de Herbert Blades, que solucionó el problema de qué disolvente
emplear para el procesado. Finalmente, DuPont empezó a comercializarlo
en 1972. Es muy resistente y su mecanización resulta muy difícil. A
finales de los años setenta, la empresa Azko desarrolló una fibra con
estructura química similar que posteriormente comercializó con el nombre
de Twaron.
HISTORIA DEL NOMEX.
Nomex es una marca registrada de un material de aramida resistente a las
llamas desarrollado a principio de los años 60 por DuPont, fue
comercializado en 1967.
Puede ser considerado como un nylon, una variante del Kevlar.
Es vendido en forma de fibra y en forma de láminas y es utilizado donde quiera se necesite resistencia al calor y las llamas.
Puede ser considerado como un nylon, una variante del Kevlar.
Es vendido en forma de fibra y en forma de láminas y es utilizado donde quiera se necesite resistencia al calor y las llamas.
CRONOLOGIA DE LA PRODUCCION DE FIBRAS SINTETICAS Y ESPECIALES.
1936-fibra de vidrio
1937-poliuretano
1938-nylon
1941-poliester
1950-acrilico
1958-fibra de carbono
1959-spandex
1965-kevlar
1967-nomex
1972-aramida
OBTENCION DE LAS FIBRAS SINTETICAS
POLIESTER
Las materias primas para la producción de fibras PES son principalmente el ácido tereftálico y el etilenglicol. A una temperatura de 260ºC.
La química resultante forma un monómero, el alcohol que se combina con el ácido a una elevada temperatura, el poliéster recién formado es fundido y extruido a través de la hilera o tobera para formar largas cintas.
El poliéster se obtiene haciendo reaccionar un ácido con un alcohol y estos reciben el nombre de éster.
Las fibras se hilan por fusión en un proceso donde las fibras se estiran en caliente para orientar las moléculas y lograr una mejoría notoria en la resistencia y la elongación y en especial en las propiedades de comportamiento bajo esfuerzo y el manchado.
Después de que el poliéster es sometido a la polimerización, las cintas largas se dejan secar hasta que se vuelven quebradizas, este material se corta en pequeños chips para formar la fibra corta.
Las fibras de poliéster se hilan en fibras cortas, filamento y cable.
Proceso de obtención
La materia prima en forma de granos pequeños se introduce por un embudo en un cañón calentado, donde un cilindro con rosca de tornillo la transporta a lo largo del tubo.
Moldeo con inyección a presión
El material de plástico se calienta hasta el punto de fusión, se inyecta a una alta presión en moldes con refrigeración, donde se enfría y se solidifica con la forma del objeto. El molde se construye en dos mitades que se separan después de la inyección para retirar el artículo de plástico. El proceso genera residuos sólidos, filtraciones de aceites hidráulicos y la utilización de aceites de refrigeración de herramientas.
Extrusión combinada con soplado
La materia prima plástica se funde y se procesa a través de una boquilla. Luego, mediante una serie de operaciones auxiliares, se obtienen los productos de material plástico. Este proceso incluye la generación de desechos sólidos, la utilización de agua para el enfriamiento, y, en algunos casos, de disolventes químicos.
El nylon 6.6 se obtiene de mezclar ácido adípico y hexametilendiamina.
Se usan 3 procesos para producir el nylon 6.6.
Dos de éstos empiezan con la sal de nylon 6,6, la combinación de ácido adípico y hexametilenediamina en agua, estos son procesos de polimerización continuos. El tercero, el proceso de polimerización de fase sólida, comienza con pellets de bajo peso molecular normalmente hechos vía autoclave, y continúa aumentando el peso molecular del polímero en un gas inerte calentado, a temperatura tal que nunca alcance el punto de fusión del polímero.
NYLON 6
2do Método
Polimerización: en este proceso se hacen reaccionar todos los
insumos, pasando luego por un lavado y secado, lográndose un polvo
denominado Poliacrilonitrilo (PAN), almacenándose en unos tanques para
el proceso posterior.
Fabricación de la fibra
Las materias primas para la producción de fibras PES son principalmente el ácido tereftálico y el etilenglicol. A una temperatura de 260ºC.
Para formar el poliéster el teraftalato se hace reaccionar con el
etilenglicol en presencia de un catalizador a una temperatura de
150-210ºC.
La química resultante forma un monómero, el alcohol que se combina con el ácido a una elevada temperatura, el poliéster recién formado es fundido y extruido a través de la hilera o tobera para formar largas cintas.
El poliéster se obtiene haciendo reaccionar un ácido con un alcohol y estos reciben el nombre de éster.
Las fibras se hilan por fusión en un proceso donde las fibras se estiran en caliente para orientar las moléculas y lograr una mejoría notoria en la resistencia y la elongación y en especial en las propiedades de comportamiento bajo esfuerzo y el manchado.
Después de que el poliéster es sometido a la polimerización, las cintas largas se dejan secar hasta que se vuelven quebradizas, este material se corta en pequeños chips para formar la fibra corta.
Las fibras de poliéster se hilan en fibras cortas, filamento y cable.
Proceso de obtención
EXTRUSOR
El extrusor es donde se transforma, transporta, compacta, se fusiona, se
mezcla, se homogeneiza se plastifica y conforma el polímero a utilizar
en el proceso de extrusión.
EL PROCESO DE EXTRUSIÓN
La materia prima en forma de granos pequeños se introduce por un embudo en un cañón calentado, donde un cilindro con rosca de tornillo la transporta a lo largo del tubo.
El material se va fundiendo, por lo que ocupa menos espacio, y va
saliendo por un extremo. Posteriormente, la fabricación del plástico se
completa mediante dos procesos: la extrusión combinada con soplado y el
moldeo con inyección a presión.
Moldeo con inyección a presión
El material de plástico se calienta hasta el punto de fusión, se inyecta a una alta presión en moldes con refrigeración, donde se enfría y se solidifica con la forma del objeto. El molde se construye en dos mitades que se separan después de la inyección para retirar el artículo de plástico. El proceso genera residuos sólidos, filtraciones de aceites hidráulicos y la utilización de aceites de refrigeración de herramientas.
Extrusión combinada con soplado
La materia prima plástica se funde y se procesa a través de una boquilla. Luego, mediante una serie de operaciones auxiliares, se obtienen los productos de material plástico. Este proceso incluye la generación de desechos sólidos, la utilización de agua para el enfriamiento, y, en algunos casos, de disolventes químicos.
TELA FINALIZADA
NYLON O POLIAMIDA.
El nylon 6.6 se obtiene de mezclar ácido adípico y hexametilendiamina.
Ácido adípico |
Hexametilendiamina |
Nylon 6.6 |
Cuando se mezclan estos dos reactivos, tiene lugar una reacción de
transferencia de protones que da lugar a un sólido blanco denominado sal
de Nylon. Cuando ésta se calienta a 250ºC, se elimina agua en forma
gaseosa y se obtiene Nylon fundido. El Nylon fundido se moldea a su
forma sólida o se extrude a través de un hilador para obtener una fibra.
Se usan 3 procesos para producir el nylon 6.6.
Dos de éstos empiezan con la sal de nylon 6,6, la combinación de ácido adípico y hexametilenediamina en agua, estos son procesos de polimerización continuos. El tercero, el proceso de polimerización de fase sólida, comienza con pellets de bajo peso molecular normalmente hechos vía autoclave, y continúa aumentando el peso molecular del polímero en un gas inerte calentado, a temperatura tal que nunca alcance el punto de fusión del polímero.
NYLON 6
El nylon 6 se obtiene a partir de una sola clase de monómero, llamado
caprolactama, éste se calienta a unos 250° C en presencia de
aproximadamente 5-10% de agua. El oxígeno del carbonilo toma uno de los
átomos de hidrógeno del agua.
El Nylon 6 no es un polímero de condensación, sino que se forma por
una polimerización por apertura de anillo que corresponde a una
polimerización por adición o de crecimiento en cadena (los monómeros
pasan a formar parte del polímero de a uno por vez).
ACRILICO
Acrilonitrilo es la principal materia prima principal para la
fabricación de fibras acrílicas. Se hace por diferentes métodos. En un
procedimiento comercial, el cianuro de hidrógeno se trata con
acetileno:
1er Método
Acetileno + El cianuro de hidrógeno -> acrilonitrilo
2do Método
Etileno - Oxidación del aire -> El óxido de etileno + HCN -
cyanahydrin> Etileno - La deshidratación a 300 ° C (catalizador)
-> Acrilonitrilo
POLIURETANO
Se obtiene por polimerización de determinados compuestos que contienen
el grupo isocianato (_N=C=O). Los poliuretanos son resinas que van desde
las formas duras y aptas para recubrimientos resistentes a los
disolventes hasta cauchos sintéticos resistentes a la abrasión y espumas
flexibles. La obtención de los poliuretanos se basa en la gran
reactividad del enlace doble del grupo isocianato que adiciona
fácilmente compuestos con hidrógenos activos en reacciones de
condensación.
POLIVINILICO
Obtención
Se elaboran a partir de alcohol polivinílico seguido de un
endurecimiento con formol, con lo que se transforman parcialmente en
polivinilacetal insoluble.
El alcohol polivinílico se obtiene por transesterificación del acetato
de polivinilo en reacción polímero-análoga, es decir, sin escisión
apreciable de las cadenas macromoleculares. El proceso se efectúa
disolviendo el acetato de polivinilo en metanol y catalizando con
alcoholato sódico. No puede obtenerse por vía directa porque no existe
el alcohol vinílico monómero CH2=CH-OH.
Fabricación de la fibra
Para la fabricación de la fibra se disuelve el alcohol polivinílico en
agua hasta dar una disolución espesa y se efectúa con ella una hilatura
húmeda haciendo pasar los hilos por un baño coagulante que contiene
formaldehído y ácidos minerales. En este proceso el alcohol polivinílico
se transforma en acetal, pero quedando grupos OH sin acetalizar.
SPANDEX
1.- El primer paso en la producción de spandex es la producción del
prepolímero. Esto se hace mediante la mezcla de un macroglicol con un
monómero de diisocianato.
2.- La solución de hilado se bombea en una célula de hilatura cilíndrica
donde se cura y se convierte en fibras. En esta celda, la solución de
polímero se fuerza a través de una placa de metal, llamado una tobera de
hilatura, que tiene pequeños orificios a lo largo de esto hace que la
solución se alinee en hebras de polímero líquido. Como los hilos pasan a
través de la célula, que se calientan en la presencia de un átomo de
nitrógeno y el gas disolvente. Estas condiciones hacen que el polímero
líquido para reaccionar químicamente y formar hebras sólidas.
3.- Ya que las fibras salen de la célula, una cantidad específica de los
hilos sólidos se juntan para producir el espesor deseado. Esto se
realiza con un dispositivo de aire comprimido que retuerce las fibras
entre sí.
En realidad, cada fibra de spandex se compone de muchas fibras
individuales más pequeñas que se adhieren el uno al otro debido a la
pegajosidad natural de su superficie.
4.-Las fibras se tratan después con un agente de acabado que impiden que
las fibras se peguen entre sí y ayudan en la fabricación de textiles.
OBTENCION DE FIBRAS ESPECIALES
FIBRA DE VIDRIO
Hilo o fibra continua sin fin, obtenida por el procedimiento de estirado a través de una hilera, por el de inyección o extrusión mediante soplante o por estirado de una varilla, a partir de vidrio. El grueso es, generalmente, de 5 a 9 um; la resistencia, de 830.10 ª a 700.10ª N/mª a 2,5% de dilatación en clima normal. Por sus propiedades como aislante térmico y acústico y su resistencia al fuego, se emplea en decoración, cortinas, revestimiento de paredes, en forma de hilos o fibra de fantasía.
Proceso de obtención
El polímero de poli-metafenileno isoftalamida se utiliza para hacer meta-aramidas y el polímero de p-fenileno tereftalamida para hacer para-aramidas.
Debido a que las aramidas se descomponen antes de fundir estos son producidos por métodos de hilado en húmedo y en seco.
El ácido sulfúrico es el disolvente normal utilizado en los procesos de hilado.
En hilado húmedo de una solución sólida del polímero, que contiene también sales inorgánicas, se hila a través de una hilera en ácido débil o agua.En este baño las sales se filtran.
NOMEX (meta-aramida)
Obtencion
Al calentar el poliacrilonitrilo no estamos seguros de qué es lo que ocurre cuando hacemos ésto, pero sabemos que el resultado final es fibra de carbono. Creemos que la reacción ocurre de la siguiente manera: cuando calentamos el poliacrilonitrilo, ¡el calor hace que las unidades repetitivas ciano formen anillos!
Y luego lo calentamos de nuevo eta vez, aumentamos el calor, nuestros átomos de carbono se deshacen de sus hidrógenos y los anillos se vuelven aromáticos.
Luego lo calentamos otra vez ,de ese modo, haciéndolo a unos 400-600 oC
Esto libera hidrógeno y nos da un polímero de anillos fusionados en forma de cinta. Retomamos el calentamiento y lo aumentamos desde 600 hasta 1300 oC.
De este modo se libera nitrógeno. Como usted puede observar en el polímero que obtenemos, existen átomos de nitrógeno en los extremos y estas nuevas cintas pueden unirse para formar cintas aún más anchas. A medida que ocurre ésto, se libera más y más nitrógeno. Cuando terminamos, las cintas son extremadamente anchas y la mayor parte del nitrógeno se liberó, quedándonos con una estructura que es casi carbono puro en su forma de grafito. Por eso a estos materiales les decimos Fibras De Carbono
NANOFIBRAS
Para generar la nanofibra polimérica por electrohilamiento (electrospinning ) se usa un campo eléctrico que se forma dentro de dos placas paralelas. En la placa superior hay una bomba por donde se deposita el polímero que es un compuesto químico cuyas moléculas están formadas por la unión de moléculas más pequeñas. Al aplicarle el campo eléctrico, se acumulan cargas en la superficie y esas cargas alargan la burbuja del polímero, se produce un goteo y se luego se forma la fibra. Cuando la fibra comienza a hacer como un látigo, entonces el polímero se estira y en la medida en que se estira se pone solvente. Lo que se deposita en la superficie es una fibra seca con un diámetro de entre 50 a 500 nanómetros.
Hilo o fibra continua sin fin, obtenida por el procedimiento de estirado a través de una hilera, por el de inyección o extrusión mediante soplante o por estirado de una varilla, a partir de vidrio. El grueso es, generalmente, de 5 a 9 um; la resistencia, de 830.10 ª a 700.10ª N/mª a 2,5% de dilatación en clima normal. Por sus propiedades como aislante térmico y acústico y su resistencia al fuego, se emplea en decoración, cortinas, revestimiento de paredes, en forma de hilos o fibra de fantasía.
ARAMIDA
Hay dos tipos de
aramida: las meta-aramidas y las para-aramidas.
Proceso de obtención
El polímero de poli-metafenileno isoftalamida se utiliza para hacer meta-aramidas y el polímero de p-fenileno tereftalamida para hacer para-aramidas.
Debido a que las aramidas se descomponen antes de fundir estos son producidos por métodos de hilado en húmedo y en seco.
El ácido sulfúrico es el disolvente normal utilizado en los procesos de hilado.
En hilado húmedo de una solución sólida del polímero, que contiene también sales inorgánicas, se hila a través de una hilera en ácido débil o agua.En este baño las sales se filtran.
KEVLAR (para- amidas)
Está hecho a partir de la reacción
de para-fenilendiamina (PPD) y cloruro de tereftaloilo fundido. La producción
de p-fenilendiamina es difícil debido a la diazotización y el acoplamiento de
la anilina.
El PPD y el cloruro de tereftaloilo se hacen reaccionar mediante el uso de N-metilpirrolidona como disolvente de reacción. La estructura para el poli-parafenilen tereftalamida se muestra a continuación.
El polímero resultante se filtró, se lavó y se disolvió en ácido sulfúrico concentrado y se extruye a través de hileras. A continuación, pasa a través de un conducto estrecho y pasa por el proceso de centrifugado en húmedo donde se coagula en ácido sulfúrico. El filamento puede tomar dos caminos diferentes en este punto. El producto final puede adoptar varias formas. Puede formar filamentos, pulpa, o las hojas de hilado-atado y papeles.
El PPD y el cloruro de tereftaloilo se hacen reaccionar mediante el uso de N-metilpirrolidona como disolvente de reacción. La estructura para el poli-parafenilen tereftalamida se muestra a continuación.
El polímero resultante se filtró, se lavó y se disolvió en ácido sulfúrico concentrado y se extruye a través de hileras. A continuación, pasa a través de un conducto estrecho y pasa por el proceso de centrifugado en húmedo donde se coagula en ácido sulfúrico. El filamento puede tomar dos caminos diferentes en este punto. El producto final puede adoptar varias formas. Puede formar filamentos, pulpa, o las hojas de hilado-atado y papeles.
NOMEX (meta-aramida)
Es un polímero aromático sintético de poliamida. Da altos niveles eléctricos, químicos y mecánicos.
Esto es lo que hace que no se contraiga, ni dilate, ni se ablande ni derrita durante la exposición a corto plazo a temperaturas tan altas como 300°C.
Esto es lo que hace que no se contraiga, ni dilate, ni se ablande ni derrita durante la exposición a corto plazo a temperaturas tan altas como 300°C.
FIBRA DE CARBONO
La fibra de carbono, posiblemente el mejor polímero que se conoce, más resistente que el acero y mucho más liviano. ¿pero cómo se hace?. Se hace a partir de otro polímero, uno llamado poliacrilonitrilo:
La fibra de carbono, posiblemente el mejor polímero que se conoce, más resistente que el acero y mucho más liviano. ¿pero cómo se hace?. Se hace a partir de otro polímero, uno llamado poliacrilonitrilo:
Obtencion
Al calentar el poliacrilonitrilo no estamos seguros de qué es lo que ocurre cuando hacemos ésto, pero sabemos que el resultado final es fibra de carbono. Creemos que la reacción ocurre de la siguiente manera: cuando calentamos el poliacrilonitrilo, ¡el calor hace que las unidades repetitivas ciano formen anillos!
Y luego lo calentamos de nuevo eta vez, aumentamos el calor, nuestros átomos de carbono se deshacen de sus hidrógenos y los anillos se vuelven aromáticos.
Luego lo calentamos otra vez ,de ese modo, haciéndolo a unos 400-600 oC
Esto libera hidrógeno y nos da un polímero de anillos fusionados en forma de cinta. Retomamos el calentamiento y lo aumentamos desde 600 hasta 1300 oC.
De este modo se libera nitrógeno. Como usted puede observar en el polímero que obtenemos, existen átomos de nitrógeno en los extremos y estas nuevas cintas pueden unirse para formar cintas aún más anchas. A medida que ocurre ésto, se libera más y más nitrógeno. Cuando terminamos, las cintas son extremadamente anchas y la mayor parte del nitrógeno se liberó, quedándonos con una estructura que es casi carbono puro en su forma de grafito. Por eso a estos materiales les decimos Fibras De Carbono
NANOFIBRAS
Para obtener una nanofibra, se utiliza lo que se llama electrohilado
(electrospinning), que permite producir filamentos continuos cien veces
inferiores a los métodos convencionales.
Dichos filamentos se depositan en una membrana o malla no tejida llamada material nanofibroso.
Dichos filamentos se depositan en una membrana o malla no tejida llamada material nanofibroso.
Para generar la nanofibra polimérica por electrohilamiento (electrospinning ) se usa un campo eléctrico que se forma dentro de dos placas paralelas. En la placa superior hay una bomba por donde se deposita el polímero que es un compuesto químico cuyas moléculas están formadas por la unión de moléculas más pequeñas. Al aplicarle el campo eléctrico, se acumulan cargas en la superficie y esas cargas alargan la burbuja del polímero, se produce un goteo y se luego se forma la fibra. Cuando la fibra comienza a hacer como un látigo, entonces el polímero se estira y en la medida en que se estira se pone solvente. Lo que se deposita en la superficie es una fibra seca con un diámetro de entre 50 a 500 nanómetros.
viernes, 4 de abril de 2014
PROPIEDADES DE LAS FIBRAS SINTETICAS
PROPIEDADES DEL POLIESTER.
Las propiedades de las telas de poliéster incluyen costos muy económicos, mucha resistencia y resiliencia, poco peso, hidrofobia (se siente seca o la humedad no se siente al tocarla) y tiene un punto de fusión inusualmente elevado. Además, aguanta las tinturas, los solventes y la mayoría de los químicos; repele las manchas; no se encoge ni se estira; se seca rápidamente; resiste las arrugas, el moho y las abrasiones; retiene los pliegues y es fácil de lavar.
PROPIEDADES DEL KEVLAR.
-Alta rigidez y resistencia.
-Elongacion a rotura.
-Descomposicion de 420-480°C
-Elasticidad
-Resistencia quimica.
PROPIEDADES DEL ACRILICO.
-Resistencia la impacto.
-Transmision de luz.
-Resistencia Quimica.
-Resistencia a la Intemperie.
-Estabilidad dimensional.
-Conductividad electrica.
-Molde en frio.
PROPIEDADES DEL NYLON.
-Viscosidad de fundido baja.
-Cambio de color al poner a la intemperia y de rigidez.
-Conbinable con fibra de vidrio.
-Resistencia a la tension.
-Propiedades electricas.
Las propiedades de las telas de poliéster incluyen costos muy económicos, mucha resistencia y resiliencia, poco peso, hidrofobia (se siente seca o la humedad no se siente al tocarla) y tiene un punto de fusión inusualmente elevado. Además, aguanta las tinturas, los solventes y la mayoría de los químicos; repele las manchas; no se encoge ni se estira; se seca rápidamente; resiste las arrugas, el moho y las abrasiones; retiene los pliegues y es fácil de lavar.
PROPIEDADES DEL KEVLAR.
-Alta rigidez y resistencia.
-Elongacion a rotura.
-Descomposicion de 420-480°C
-Elasticidad
-Resistencia quimica.
PROPIEDADES DEL ACRILICO.
-Resistencia la impacto.
-Transmision de luz.
-Resistencia Quimica.
-Resistencia a la Intemperie.
-Estabilidad dimensional.
-Conductividad electrica.
-Molde en frio.
PROPIEDADES DEL NYLON.
-Viscosidad de fundido baja.
-Cambio de color al poner a la intemperia y de rigidez.
-Conbinable con fibra de vidrio.
-Resistencia a la tension.
-Propiedades electricas.
PROPIEDADES DE LAS FIBRAS ESPECIALES
PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO.
-Baja densidad en comparacion, con otros elementos como por ejemplo el acero.
-Es conductor electrico de baja conductividad termica.
-Gran capacidad de aislamiento.
-Resistencia a las variaciones de temperatura, conservando su forma.
-Resistencia a la corrosion.
-Inercia quimica.
-Brillo superficial.
-Se puede usar en cualquier cosa ya que es versatil.
-Facil de pintar.
-Elevado precio de produccion.
-Alta rigidez al impacto.
PROPIEDADES DE LA FIBRA DE VIDRIO.
-Resistencia a la comprension y al impacto.
-Ligereza
-Es un buen aislante, ya que la fibra de vidrio no es un buen conductor.
-Aislante termico.
-Flexibilidad de diseño, dando gran valor a las partes.
-Resistencia a la corrosion.
-Baja densidad en comparacion, con otros elementos como por ejemplo el acero.
-Es conductor electrico de baja conductividad termica.
-Gran capacidad de aislamiento.
-Resistencia a las variaciones de temperatura, conservando su forma.
-Resistencia a la corrosion.
-Inercia quimica.
-Brillo superficial.
-Se puede usar en cualquier cosa ya que es versatil.
-Facil de pintar.
-Elevado precio de produccion.
-Alta rigidez al impacto.
-Resistencia a la comprension y al impacto.
-Ligereza
-Es un buen aislante, ya que la fibra de vidrio no es un buen conductor.
-Aislante termico.
-Flexibilidad de diseño, dando gran valor a las partes.
-Resistencia a la corrosion.
PROPIEDADES DE LAS NANOFIBRAS.
-Tienen gran flexibilidad.
-Resistencia a la traccion.
-Baja densidad superficial.
IDENTIFICACIÓN DE FIBRAS SINTETICAS
Este es un método el cual se encarga de determinar con que
fibra se esta trabajando y si es 100% su composición. y pueden determinarse por
lo siguiente:
-DISOLUCION
-CHAMUSCADO
-MICROSCOPIA
-TEÑIDO
IDENTIFICACION DEL POLIESTER.
●Por el
método de identificación por disolución el poliéster se puede identificar
cuando se disuelve en Acido Sulfúrico concentrado en frio, este proceso
insertando la tela en un vaso y se le colocan 5ml de Acido, y se espera a ver
su proceso.
●A través
del método de chamuscado, al acercarse a la flama este se comienza a fundir y a
encoger, en la flama se enciende, se comienza a derretir y produce un humo de
color negro, dejando olor a plástico quemado.
●Y por
microscopia por el corte transversal al cortar las fibras sintéticas generalmente
(también artificiales) según el fabricante y el uso que se le dará, la sección
al corte puede circular (redonda) o en forma de trébol (trilobal) o con 5
pétalos (pentalobal).
La característica más importante del poliéster es
que su forma es cilíndrica por lo general y en su sección longitudinal se
pueden observar dos líneas oscuras en los costados lo que indica que es
poliéster.
IDENTIFICACION DE PARA-ARAMIDA (KEVLAR)
El kevlar como se conoce es una fibra muy resistente, y esto le da grandes propiedades ante los acidos, asi que este no tiene una reaccion para que se pueda solubilizar, y por medio de el chamuscado, solamente se carboniza, no se funde la tela ni forma una gota cristalina.
Esta fibra solo se puede identificar por medio del corte transversal y la vista longitudinaly asi se logra identificar que fibra se esta manejando.
El teflon tiene propiedades muy reconocidas por su alta resistencia quimica y fisica, asi que este material no se logra disolver con algun acido, por el metodo de chamuscado tampoco se logra identificar ya que la fibra al entrar a la flama solo se carboniza, no se consume asi misma ni se derrite.
El metodo empleado para la identificacion de esta fibra es por medio de microscopia, pero este material no es muy analizado ya que es muy poco comun usarlo.
●Por medio de disolución, el acrílico se disuelve en; cetona, acetato de etilo, cloroformo, cloruro de metilo, acido sulfúrico y acido acético, se introduce la tela en un vaso, y se le agregan 5ml del disolvente y se obtiene la disolución.
●El acrílico no se logra diferenciar de otros ya que la mayoría de las fibras sintéticas tienen el mismo proceso de chamuscado, este se comienza a contraer cuando la flama se acerca ya estando en la flama se enciende y al alejarlo se consume y se logra formar una gota cristalina rígida.
●Por medio del corte transversal, se logran ver pequeñas formas como de frijolitos que absorben la luz, y por medio de la vista longitudinal se logra observar un simple filamento circular
●Por medio del corte transversal, se logran ver pequeñas formas como de frijolitos que absorben la luz, y por medio de la vista longitudinal se logra observar un simple filamento circular
IDENTIFICACION DE NYLON.
●Las poliamidas tienen buena resistencia tanto a los ácidos como al álcalis es sensible a los detergentes domésticos tienen poca resistencia a la luz solar presencia de amarillento.
Su comportamiento a la luz solar mejora por el uso de estabilizadores.
-El nylon 6 se disuelve en acido clorhídrico 4.2M y acido fórmico 85%.
-El nylon 6.6 se disuelve en acido fórmico 85% y es insoluble en acido clorhídrico al 4.2M
-El nylon 11 es insoluble en acido fórmico 85% y se disuelve en metacresol.
●Por el método de chamuscado esta fibra se contrae cuando la flama se empieza acercar, y cuando esta en la flama se enciende y al alejarse se apaga instantáneamente formando una gota cristalina.
●El corte transversal de esta tela es muy parecido al poliéster ya que tiene forma circular y la vista longitudinal es definida.
Su comportamiento a la luz solar mejora por el uso de estabilizadores.
-El nylon 6 se disuelve en acido clorhídrico 4.2M y acido fórmico 85%.
-El nylon 6.6 se disuelve en acido fórmico 85% y es insoluble en acido clorhídrico al 4.2M
-El nylon 11 es insoluble en acido fórmico 85% y se disuelve en metacresol.
●Por el método de chamuscado esta fibra se contrae cuando la flama se empieza acercar, y cuando esta en la flama se enciende y al alejarse se apaga instantáneamente formando una gota cristalina.
●El corte transversal de esta tela es muy parecido al poliéster ya que tiene forma circular y la vista longitudinal es definida.
IDENTIFICACION DEL POLIETILENO.
●Para disolver
el polietileno se utiliza el xileno es un
solvente orgánico usado para disolver muchos tipos de plásticos en la industria
del tratamiento de residuos.
●Al
acercarse a la flama se comienza a contraer, en la flama se enciende, al alejarse
se apaga sola hasta que se consume y queda como producto una gota cristalina de
color negro.
IDENTIFICACION DE POLIPROPILENO.
●Se disuelve
en Xileno a la ebullición.
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