Fibras Sintéticas

 

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍ INGENIERÍA A TEXTIL. ESIT). 

Nombre: Ivón Contreras Pérez. Profesora: Ing. Alejandra Reyes Pérez. Grupo: 2TV24.

 

Introducción. Fibrología ciencia la cual es necesaria y fundamental en el ámbito textil, la importancia de esta radica en la identificación de fibras. Tomando como punto de partida las fibras naturales el hombre intenta mejorar y perfeccionar fibras naturales las cuales sean capaces de adaptarse a las necesidades y creaylas fibras artificiales conjuntando a la naturaleza a su ingenio, para después solo utilizar su ingenio y fabricar fibras de excelente calidad y a bajo costo llamadas fibras sintéticas. El presente trabajo busca explicar al lector los diversos tipos de fibras que el hombre a creado para satisfacer sus necesidades, desde su historia, producción, estructura química, propiedades y usos de una manera breve.

 

Vegetales.

Naturales.

Clasificación Fibras Textiles. Artificiales.

Sintéticas.

Animales.. Animales

Minerales.

Rayones. Alginicas. Proteínicas.

Tallo. Hoja. Fruto. Exterior. Interior.

Algodón , Yute, lino, Cáñamo, Ramio, Coco, Henequén. Lana. Seda. Pelos.

Au, Ag, Cu, Vidrio y Asbesto.

Nitrato, cupro-amonio, acetato, viscosa. Derivadas de las algas marinas. Derivadas de la leche, maíz, soya soya,, etc.

Poliéster. Poliamida, Poli vinílicas, Poli acrílicas, Poliflurocarburadas, Polietilenicas, Polipropilenicas.

 

Clasificación de Fibras Textiles. Las fibras textiles se pueden dividir en tres t res grandes grupos: Fibras naturales

Fibras Artificiales.

Fibras Sintéticas.

Materia prima adecuada para ser transformada en hilos, la cual nos brinda la naturaleza. A su

Son todas aquellas cuya materia o sustancia es proporcionada por la naturaleza, pero manipulada por el

Todas aquellas fibras cuya composición química no se encuentre en la naturaleza. En este caso el hombre

vez se clasifican en vegetales (algodón ,yute, lino etc.) , animales (lana, seda ) y minerales

hombre, transformando dicha materia en fibras textiles utilizando como base la celulosa. Podemos situar al

realiza: el proceso de fabricación de sustancia y producir filamentos . El poliéster, poliamidas,

(Au, asbesto, vidrio etc.) .

rayón viscosa o el cupro en este rubro.

modacrílicas forman parte de este grupo.

 

Fibra Sintética Y Especiales Las fibras sintéticas son aquellas fabricadas por el hombre, a través de procesos de síntesis químicas, obteniéndose largas cadenas denominadas polímeros.moleculares Las fibras especiales tiene el mismo proceso pero su uso es ocupado en otros rubros.

 

Historia. 

  El programa de investigación de altos polímeros de Wallace Carothers en los primeros años de la década de 1930 incluía a los polímeros de poliéster, Du Pont descontinúa la investigación, y esta continua en Inglaterra allí se produce la primera fibra deypoliéster.

 

Producción.  El poliéster se obtiene haciendo reaccionar un acido con un alcohol. Las fibras se hilan por fusión. Las fibras se estiran en caliente, paramejora orientar moléculas y lograr una enlas la resistencia y la elongación. El poliéster como el nylon tienen la capacidad de retener la forma del orificio o hilera, por lo que es posible hacer modificaciones en la sección transversal.

 

Estructura Química.

La sustancia que forma la fibra es cualquier polímero de cadena larga compuesto al menos por un 85 % en peso dedihídrico un éster de alcohol y ácido teraftálico. (p HOOC C6 H4 COOH).

 

Los poliésteres tienen cadenas hidrocarbonadas que contienen uniones éster, de ahí su nombre. La estructura de la figura se denomina poli (etilén tereftalato) o PET para abreviar, porque se compone de grupos etileno y grupos tereftalato.   poliéster Los grupos éster en ladonde cadena son polares, el de átomo de oxígeno del grupo carbonilo tiene una carga negativa y el átomo de carbono del carbonilo tiene una carga positiva. Las cargas positivas y negativas de los diversos grupos éster se atraen mutuamente. Esto permite que los grupos éster de cadenas vecinas se alineen entre sí en una forma cristalina y debido a ello, den lugar a fibras f ibras resistentes resistentes..

 

Propiedades. Se

adapta muy bien en mezclas con fibras naturales, contribuyendo al fácil cuidado. Resistencia a la absorción muy buena. 

Producen carga electroestática. Poseen baja absorción de humedad. Durabilidad. 

 Densidad 1.38g/cm3. Recuper Recuperación ación de humedad 0.1-0.4 0.1-0.4%. %. Tenacidad multifilamento tenacidad normal 3.5-5 d n/tex.

 

 Fibra

tenacidad normal 3.5-4.7dn/tex, alta tenacidad 4.8- 6.1dn/tex. Elongación tenacidad 2.1-50%, alta tenacidad 10-106%.   

T ransición Vitria Vitria. . Punto de reblandecimiento 85° (Chicloso). Punto de fusión 235° (Liquido).

 

Usos.

Se emplean para hacer uniformes, pantalones deportivos, camisas, blusas, suéter suéteres, es, calcetines, ropa, hilos para coser, bandas transportadoras, hasta cordelería y mangueras contra incendios.

 

Poliéster Corterra. PTT , poliéster aromáticos conocidos como Politrimetileno Teraftálico. Su producción se basan en poli condensación condensación de acido Tere ftálico purificado (p t a) 1,3 propano diol (p d o).

Llagan a hacer resistentes a la fricción que hay con el suelo. El uso final de el poliéster Corterra se refleja en los tenis por las ventajas previa mente dichas.

 

Poliéster Sorona.

Se obtiene de recursos renovables. El ingrediente clave de Sorona es Bio-

PDO™, que se obtiene de azúcar de

maíz mediante un proceso de fermentación fermentació n patentado. Bio-PDO es un sustituto de los derivados del petróleo 1,3-propanodiol (PDO) (PDO) y del 1,4butanodiol (BDO). Hytrel fabricado con recursos será hecho producido partir de renovables un nuevo poliol con aBioPDO™. 

 

Historia

La primera fibra sintética y la primera que se origino en Estados Unidos, el descubrimiento no fue planeado y es realizado por Wallace Carothers. En 1939 Du Pont fabrica nylon 6.6 en una planta piloto, lanza al mercada medias para dama un éxitodeyadicho que ninguna material fibra , lo cual natural resulta era capaz de proporcio proporcionar nar las cualidades que el nylon 6.6 poseía.

 

Producción  Las poliamidas están compuestas por diversas sustancias. Los números que aparecen después de el nylon indican el numero de átomos de carbón. El nylon 6.6 tiene 6 átomos de carbono, en la hexametilendiamina y 6 átomos de carbono en el acido adipico, el Nylon 6 esta compuesto por una sola substancia, caprolactama que tiene 6 átomos de carbono. •

 Hilatura por Fusión.

Consiste en en hacer pasar pasar la mezcla fundida del nylon a través de los orificios de una placa caliente de acero inoxidable que constituye la hilera . La fibra al hacer contacto con el aire se endúrese y se enrolla en una bobina . Y posteriormente el nylon se estira en frio .

 

Estructura Química. Se encuentra formada por una poliamida sintética de cadena larga en donde menos del 85 % de los enlaces amina (

C O

NH )

Se encuentran encuentran unidos a dos directamente con los anillos aromáticos. Los diversos tipos de Nylon son poliamidas con grupos recurrentes, todos contienen CHON.

 

Nylon 6.6. Formado por hexametilendiamina y ácido dibásico.

Nylon 6. Elaborado con caprolactama. Ventajas •

Ventajas Los pliegues y dobleces •

se fijan con calor a temperatura mas alta. •

Punto de reblandecimiento 482 °F.

Mejor afinidad por los colorantes. El nylon tiene una estructura similar a las proteínas teniendo puntos amino donde se puede fijar los colorantes.

 

Propiedades. •

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Tasa Humedad %: 6,25. Densidad Densid ad gr g r./cc: 1,14. Alargamiento %: 16 a 42. Alarg. mojado %: 18 a 45

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Resistencia Resist Resistencia encia gr./den: mojado: 44 aa 7. 6. Colorantes: Ácidos, Cromo, tina, Indigosoles,

Dispersos, directos. directos. •

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Sensible a: Ácidos minerales, fórmico, fórmico, acético concentrado. Resiste a:  Álcalis fuertes: amoníaco, sosa. Calor: Se inflama con dificultad. R Reblandece eblandece a 235ºC.

Funde a 260ºC. FForma orma bolas duras, olor de apio.

 

Usos. Vestidos, lencería, calcetería, industria, hilos de coser,, pesca, coser pesca, redes.

 

Historia. El Kevlar es un polímero altamente cristalino. Llevó mucho tiempo encontrar alguna aplicación útil para el Kevlar, que no solublesuen ningún dado disolvente. Porera lo tanto, procesado en solución estaba descartado. No se derretía por debajo o

de los 500 C,elde mododeque tambiénen se su descartaba hecho procesarlo estado fundido. Fue entonces cuando una científica llamada Stephanie Kwolek apareció con una idea brillante.

 

Estructura Química.

El Kevlar es una poliamida, en la cual todos los grupos amida están separados grupos -fenileno, es decir, lospor grupos amida se unen al anillo fenilo en posiciones opuestas para

entre sí, en los carbonos 1 y 4.

 

Historia. •

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NOMEX® es una molécula con cadena larga. La tecnología térmica avanzada fue creada hace más de 30 años cuando los científicos de DuPont crearon una fibra con una combinación extraordinaria extraordinaria en cuanto a características características de alto rendimiento rendimiento `para el calor e ignífugas, así como características características superiores del textil. La familia de DuPont de los productos de fibra de NOMEX® proporciona resistencia excepcional al calor y a la llama y ofrece características características excelentes excelentes del textil. Los usos incluyen los filtros, las telas revestidas industriales, etc.

 

Estructura Química.  El Nomex, por otra parte, posee grupos metafenileno, es decir, los grupos amida se unen al anillo fenilo en las posiciones 1 y 3.

 

Nomex. Propiedades. •

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Elevada Estabilidad térmica inherente. Su elevado modulo de tracción y estabilidad dimensional. Su resistencia a los ácidos. Prolongación a temperaturas elevadas.

 

Historia

El acrilonitrilo, sustancia con la cual se elaboran fibras acrílicas, se obtiene por primera vez en Alemania en 1983. Wallace Carothers utiliza este producto químico en su investigación sobre altos polímeros la cual se lleva acabo en Du Pont. Para 1944 Du Pont desarrolla una fibra acrílica y en 1950 inicia su producción comercial.

 

Producción.   Hilatura

con Disolventes. Los polímeros se disuelven en un material adecuado (dimetilformamida), la extracción se hace en aire caliente y se solidifican al evaporarse el disolvente. Después del proceso de hilatura las fibras se estiranoriginal, en caliente de 3 a 10 vecesy su longitud origina l, se ondulan, cortan se venden como fibra corta o cable de filamento.

 

 Hilatura

en Húmedo. El polímero es disuelto en el disolvente di solvente apropiado. solución resultante se La vierte a través de la hiladora (llamada filera) en un líquido que es miscible con el disolvente del polímero, pero que precipita el polímero en forma de filamento. Eldisolventes acrilonitriloson es relativamente l os de los costosos, por lobarato, que el pero proceso hilatura es mas caro. El intervalo útil de peso molecular para la formación de fibras de poliacrilonitrilo es de 15,000 a 300,000, la mayor parte de poliacrilonitrilo poliacri lonitrilo para fibras comerciales tienen un peso molecular que está entre 30,000 y 100,000, según las l as condiciones en que se hace el hilado.

 

Estructura Química. Estructura Química. Química.

Fibras sintéticas compuestas por lo menos de un 85% de acrilonitrilo. Las fibras que están compuestas por un 10 % tiene de una acrilonitrilo estructura interna compacta muy orientada por lo tanto es imposible teñirla. Debido a esto la mayoría de las fibras acrílicas se fabrican como copolímeros.

H CH2

C CN

 

  Produciendo una estructura mas abierta lo cual permite poder teñir dicha fibra.

XXXXXXXXXXXXXX X X X X X X X XXXXXXXXXXXXXX c c c c

Polímero. Copolímeros. Polímero Injertado.

Los aditivos proporcionan zonas adecuadas para el teñido. El Zafrán es un polímero injertado, este tipo de polimerización el aditivo no forma parte de la cadena molecular principal, sino que se incorpora como cadenas laterales. Como se muestra en la figura de arriba.

 

Propiedades. •

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Obtención de productos textiles con buena resiliencia.  Buena retención de pliegues.  Recuperación de arrugas.  Fácil cuidado.  Propiedades wash and wear. 

 

 

Tasa Humedad %: 2. Densidad gr./cc: 1,14. Alargamiento %: 36. Alargamiento mojado %: 40. Resistencia gr./den: 2,5. Resistencia mojado: 2. Colorantes:  Básicos, Dispersos, Pigmentarios. Sensible a: Álcalis concentrados. Ácidos

minerales concentrados a ebullición. Resiste a:  Oxidantes, ácidos, álcalis débiles, disolventes orgánicos. Calor: Arde con dificultad. Deja residuo duro.

 

Usos.

Utilizado para la fabricación de abrigos, trajes, ropa de trabajo, cubiertas, cobertores, cortinas y toldos para automóviles. Las mezclas de fibras acrílicas con otras fibras naturales o artificiales se emplean bastante en prendas deacrílicas vestir y prendas para deporte. Telas de fibras al 100% se emplean en camisas, blusas, ropa interior, géneros de punto, trajes de trabajo y cortinas. Industrialmente las fibras muestran elasticidad química y resistencia al ambiente exterior en telas para filtros, bolsas para recoger polvo, tiendas de campaña, encerados, bolsas para ánodos, etcétera.

 

Producción

Las fibras Modacrílicas producen por polimerización de dossecomponentes, disolviendo el copolímeros en un químico adecuado (acetona), bombeando la solución a una columna de aire caliente y estirando las fibras en caliente.

 

Estructura Molecular.

Son fibras artificiales en donde la sustancia que forma la fibra es cualquier polímero sintético de cadena larga compuesto por lo menos de un 85 % pero mas de un 35 % de unidades de acrilonitril acrilonitrilo. o. Algunos otros productos que se utilizan son cloruro de vinilo (CH2CHCL), de vinilideno (CHCCI2) o dicianurocloruro de vinilideno (CH2 CCN2) en lugar de el acrilonitrilo. acrilonitrilo.

 

Propiedades. Colorantes: Dispersos, Básicos, complejo

metálico. Sensible a: Soluble con acetona en caliente. Resiste a: Ácidos, álcalis, agentes de blanqueo. Calor: No se inflama. Reblandece a 135ºC. Funde a 200ºC. Forma costra negra. Elasticidad química.  Resistencia al ambiente exterior.  Semejante a la lana.  Resistencia a la llama. Estabilidad al color, luz y humedad.

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 Tacto agradable.

 

Usos. Se utilizan principalmente principalmente en aplicaciones donde la resistencia ambiental o retardantes de llama es necesarios o requeridos. Como características propias de las modacrílicas modacrílicas cabe destacar su brillo y densidad, lo que las hace especialmente adecuadas para lade piel fabricación de artículos imitación natural, pelucas y artículos de pelo.

 

Historia. Los trabajos de investigación comenzaron en Alemania a mediados del siglo XIX, pero recién un siglo más tarde Otto Bayer (IG Farben, 1937) laboratorio delogra un poliuretano, la primera síntesis que es de patentado ese mismo año. Tres años más tarde se comienza con la comercialización de la fib fibra ra c con on los nombres de Igami Igamid dy Perlón. 20 años después la firma f irma DuPont lanza alCasi mercado fibras de poliuretano (denominadas genéricamente como spandex) bajo la marca registrada Lycra.

 

Producción. Las fibras de spandex se forman haciendo reaccionar moléculas previamen previamente te moldeadas de poliéster con di isocianato y después, polimerizándolas para formar cadenas largas. Los filamentos tienen por hilatura un húmedo o con disolventes.

 

Estructuraa Química. Estructur El spandex es una fibra Elastomericas artificial donde la sustancia que la forma es un polímero de cadena larga formado por un mínimo de 85 % de poliuretano segmentado.

 

Propiedades. • •

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Tasa Humedad %: 1,3. Densidad Densida d gr g r./cc: 1,1. Alargamiento %: 600. Alarg. mojado %: 600. Resistencia gr g r./den: 0,8. Resistencia Resist encia mojado: 0,8. Colorantes: Ácidos, Básicos, Cromados, Directos, Tina,

Naftoles, Dispersos.

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Sensible a: Se disuelve en ácidos concentrados en caliente. Resiste a: Ácidos diluidos fríos, álcalis débiles fríos,

disolventes comunes. Calor: Sensible al agua a 90ºC. Reblandece a 115ºC. Funde a 225ºC.

 

Usos Lencería ropa interior, punto, vestidos, tapicería.

 

Historia. Las telas de microfibra sintéticas fueron inventadas por Dr. Miyoshi Okamoto a principios de los 70. El Dr. Toyohiko Hikota producción: La mayoría de las telas de microfibra se hacen a partir de materiales sintéticos como poliéster o nylon, o una combinación de ambas. Tienen gran capacidad de absorción, no dejan pelusas ni hilos, gran resistencia a los lavados frecuentes, no encogen, no se deforman.

 

Usos.

En los trapos de limpieza y en las prendas deportivas, también en el aislamiento de bolsas de dormir, manteles, cobertores de muebles y pañales de tela.

 

Fibra de Carbono. •

Producción: Las fibras de carbón y de grafito, con las limitaciones económicas típicas, se pueden producir a partir de las fibras orgánicas comunes. En los procesos comerciales actuales, se usa una fibra orgánica, por lo general rayón viscosa o un acrílico, que se somete a un tratamiento en ausencia de aire para evitar la oxidación, mediante el cual todos los elementos excepto el carbón se volatilizan y se desprenden. El uso de fibras orgánicas como material inicial para las fibras de carbón y grafito, hace posible determinar la morfología de las fibras finales y su conformación geométrica. Las fibras continuas pueden transformarse haciéndolas pasar por un horno que opera con una atmósfera inerte o al vacío. Las telas tejidas, las películas y las estructuras de tipo cinturón que no pueden procesarse con carbón debido a su fragilidad, pueden obtenerse con operaciones textiles previas a la carbonización in situ.

 

Nanofibras. •

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Eliminar la suciedad sin utilizar agua. Tejidos antibacterianos, ignífugos o capaces de generar calor con una pequeña batería.

 

Bibliografía Bibliogra fía . Introducción a los textiles; Hollen , Norma, Primera Introducción Edición. http://www.artisam.org/descargas/pdf/FIBRAS%20 TEXTILES.pdf   http://www.ctv.es/USERS/telart/WebTelasDeCasa/T extilTeka/CaracteristicasFibrasCuerpo.html#ALGO DON   DON http://upcommons.upc.edu/revistes/bitstream/2 099/6059/1/Article03.pdf