jueves, 21 de febrero de 2013

Antecedentes Fibras Sintéticas y Artificiales


Historia de las fibras artificiales y sintéticas




Introducción

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 rayón (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.

Los primeros intentos

El primer registro publicado de un intento de crear una fibra artificial se llevó a cabo en 1664. El naturalista inglés Robert Hooke sugirió la posibilidad de producir una fibra que sería "tan buena, o mejor" que la seda. Su objetivo seguiría siendo inalcanzable hasta más de dos siglos después.
La primera patente de "seda artificial" fue concedida en Inglaterra en 1855 por un químico suizo llamado Audemars. El disolvió la corteza fibrosa interior de un árbol de morera, modificándolo químicamente para producir celulosa. El formó hilos por inmersión de agujas en esta solución y atrayéndolos hacia fuera; pero nunca se le ocurrió a emular al gusano de seda extrudando el líquido de celulosa a través de un pequeño agujero.
A principios de la década de 1880, Sir Joseph W. Swan, un químico Inglés y electricista, fue impulsado a la acción por la nueva lámpara eléctrica incandescente de Thomas Edison. Él experimentó forzando un líquido similar a la solución de Audemars a través de orificios finos en un baño de coagulación. Sus fibras trabajaban como filamento de carbono, y ellos encontraron uso en la invención de Edison.
También se le ocurrió a Swan que su filamento se podría utilizar para hacer textiles. En 1885 expuso en Londres algunos tejidos de punto de su nueva fibra hechos por su esposa. Pero las lámparas eléctricas seguía siendo su principal interés, y pronto abandonó su trabajo en aplicaciones textiles.

Primera producción comercial 


La primera producción a escala comercial de una fibra manufacturada fue alcanzado por el químico francés conde Hilaire de Chardonnet. En 1889, sus tejidos de "seda artificial" causaron sensación en la Exposición de París. Dos años más tarde se construyó la primera planta de rayón comercial en Besancon, Francia, y aseguró su fama como el "padre de la industria del rayón".
Varios intentos para producir "seda artificial" en los Estados Unidos se hicieron durante el 1900, pero ninguno fue un éxito comercial hasta que la American Viscose Company (Sociedad Americana de viscosa), formado por Samuel Courtaulds and Co. Ltd., comenzó la producción de su producción de rayón en 1910.
En 1893, Arthur D. Little de Boston, inventó otro producto celulósico (acetato) y lo desarrolló como una película. En 1910, Camille y Henry Dreyfus estaban haciendo films para cine de acetato y artículos de tocador en Basilea, Suiza. Durante la Primera Guerra Mundial, ellos construyeron una planta en Inglaterra para producir dope de acetato de celulosa para alas de los aviones y otros productos comerciales. Al entrar en la guerra, el gobierno de Estados Unidos invitó a los hermanos Dreyfus para construir una planta en Maryland para hacer el producto para los aviones de guerra estadounidenses. El primer tejido comercial utilizando el acetato en forma de fibra fueron desarrolladas por la empresa Celanese en 1924.
Mientras tanto, la producción de rayón en EE.UU. aumentó para satisfacer la demanda creciente. A mediados de la década de 1920, los fabricantes de textiles podrían comprar la fibra por la mitad del precio de la seda cruda. Así comenzó la conquista gradual de las fibras artificiales en el mercado estadounidense.



Aparición del poliéster 
Mientras tanto, el poliéster, se examinó por primera vez como parte de la investigación de Wallace Carothers, estaba atrayendo a un nuevo interés en la Asociación Calico Printers en Gran Bretaña. Allí, JT Dickson y JR Whinfield produjeron una fibra de poliéster mediante polimerización por condensación de etilenglicol con ácido tereftálico. DuPont posteriormente adquirió los derechos de patente para los Estados Unidos y la Imperial Chemical Industries para el resto del mundo.

Revolución Wash and Wear 
En 1952, el término “wash and wear” (lavar y usar) fue acuñado para describir una nueva mezcla de algodón y acrílico. El término finalmente se aplicó a una amplia variedad de mezclas de fibras manufacturadas. La producción comercial de fibra de poliéster transformo la novedad "wash and wear" en una revolución en el rendimiento del producto textil. La comercialización de poliéster en 1953 fue acompañada por la introducción del triacetato. La mayoría de las fibras sintéticas básicas del siglo 20 ya había sido descubierta. Los consumidores de la década de 1960 y 1970 compraron ropa cada vez más, hechas con poliéster. Los tejidos se hicieron más resistentes y de color más permanente. Nuevos efectos de teñido se estaban logrando ofreciendo mayor comodidad y estilo.

En la actualidad 
Hoy en día, la innovación es el sello distintivo de la industria de fibras manufacturadas. Las fibras más numerosas y diversas que los encontradas en la naturaleza son ahora rutinariamente creadas en los laboratorios de la industria. Variantes de nylon, poliéster y olefina se utilizan para producir alfombras que pueden ser fácilmente lavadas, incluso 24 horas después de haber sido manchada. Spandex elástico y poliésteres símil seda lavables a máquina ocupan lugares sólidos en el mercado de prendas. Los mejores microfibras están rehaciendo el mundo de la moda.
Para usos industriales, las fibras manufacturadas implacablemente reemplazan a los materiales tradicionales; desde los pañales super-absorbentes hasta los materiales de construcción de trajes espaciales. También tienen lugar las telas no tejidos de fibras sintéticas cuyas aplicaciones se encuentran en batas quirúrgicas y la ropa desechable entre otros usos. Las telas no tejidas, rígidas como el papel o suaves y cómodas como el paño, se hacen sin tricotar o tejer.
Como siempre lo han hecho, las fibras manufacturadas seguirán significando, un mejor estilo de vida.


Tipos de fibras
Cronología de la producción comercial de algunas fibras
1889 - Celulosa regenerada
1890 - Rayón cupramonio
1892 - Rayón viscosa
1924 - Acetato
1930 - Acrilonitrilo
1936 - Vidrio
1939 - Nylon
1939 - Vinyon
1939 - Vinylon
1941 - Saran
1946 - Metálicas
1949 - Modacrílica
1949 - Olefinas
1950 - Acrílico
1953 - Poliéster
1959 - Spandex
1960 - Modal
1961 - Aramidas
1968 - Carbono
1972 - Aramidas
1979 - Dyneema/Spectra
1983 - PBI
1983 - Sulfar
1992 - Lyocell
2002 - PLA

jueves, 14 de febrero de 2013

Poliester


El poliéster
 (C10H8O4) es una categoría de elastómeros que contiene el grupo funcional éster en su cadena principal. Los poliésteres que existen en la naturaleza son conocidos desde 1830, pero el término poliéster generalmente se refiere a los poliésteres sintéticos (plásticos), provenientes de fracciones pesadas del petróleo. El poliéster termoplástico más conocido es el PET. El PET está formado sintéticamente con etilenglicol más tereftalato de dimetilo, produciendo el polímero o poltericoletano. Como resultado del proceso de polimerización, se obtiene la fibra, que en sus inicios fue la base para la elaboración de los hilos para coser y que actualmente tiene múltiples aplicaciones, como la fabricación de botellas de plástico que anteriormente se elaboraban con PVC. Se obtiene a través de la condensación de dioles (grupo funcional dihidroxilo).
Las resinas de poliéster (termoestables) son usadas también como matriz para la construcción de equipos, tuberías anticorrosivas y fabricación de pinturas. Para dar mayor resistencia mecánica suelen ir reforzadas con cortante, también llamado endurecedor o catalizador, sin purificar.
El poliéster es una resina termoestable obtenida por polimerización del estireno y otros productos químicos. Se endurece a la temperatura ordinaria y es muy resistente a la humedad, a los productos químicos y a las fuerzas mecánicas. Se usa en la fabricación de fibras, recubrimientos de láminas, etc.



miércoles, 13 de febrero de 2013

Poliester Obtencion


Estos son algunos otros nombres por los cuales podemos encontrar el poliéster: Tergal, Terylene, Terlenka, Trevira, Dacrón, Terital, Chiffon, Tul, Velo, Forro, Crepe;


Obtencion

Las fibras de poliéster se obtienen por polimerización de monómeros a  base de ácido tereftalico y glicol etilénico. El material base, los poliésteres, son químicamente poli condensados termoplásticos lineales formados a partir de un ácido dicarboxílico y un dialcohol. El mecanismo del proceso de formación de un poliéster lineal consiste en la condensación reiterativa de los monómeros bifuncionales.
Los principales poliésteres lineales para fines textiles son los politereltalatos, que se obtienen por transesterificación y condensación del dimetiléster del ácido tereftálico con dietilenglicol. No se parte directamente del ácido tereftálico, pues por su insolubilidad resulta difícil la esterificación con glicol. Se obtiene primero el dimetiléster tereftálico, y luego se efectúa la transesterificación con exceso de glicol, a 190-200 ºC, en presencia de catalizadores como óxido de plomo o de magnesio.
Se separa el metanol formado por destilación y con el poliéster fundido se efectúa una hilatura por extrusión. Los hilos son sometidos a un estirado en frío a seis-diez veces su longitud para aumentar su solidez y luego a una termo fijación con objeto de eliminar las tensiones.

Reciclado del PET



Extrusora










martes, 12 de febrero de 2013

Propiedades del Poliester




Propiedades
* Se adapta muy bien en mezclas con fibras naturales, contribuyendo al fácil cuidado.
* En 100% PES imitan también las naturales.
* Resistencia a la absorción muy buena.
* Producen carga electroestática.
* Poseen baja absorbencia de humedad.
* En mezclas producen mucho pilling.






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 que presentan desafíos


Según un artículo de la Universidad de Tennessee, en la tela pueden formarse pequeñas bolitas de pelusa producidas por fricción, resistencia a la abrasión, rigidez y resistencia al peso. El poliéster es sensible a los alcalinos y resistente a la mayoría de las lavandinas para telas convencionales. Además, es oleofílico, lo que significa que retiene las manchas oleosas. Posee electricidad estática y se utiliza frecuentemente en telas que deben tener una apariencia brillante y lustrosa. Las microfibras más nuevas ofrecen una apariencia de mayor suavidad y su textura es más parecida al lustre y suavidad de la seda. Resiste la decoloración, especialmente cuando se la protege de las radiaciones de rayos UV y no se deforma. No todos los poliésteres tienen las mismas propiedades y características, pero comparten la mayoría.




Vistas en Microscopia


Cortes longitudinales


Cortes longitudinales de fibras de Poliester, etas vistas fueron tomadas en el laboratorio de microscopia , qui se puede diferenciar las partes del poliester características  que en el centro es de color blanco y en las orillas tiene un color obscuro eso caracteriza al Poliester








Corte Trasversal

Estos cortes fueron obtenido de la misma manera en el laboratorio de microscopia
en este se puede apreciar la forma que tiene cada filamento del poliester como son los siguientes





Proceso de Hilatura


Procesos de Hilatura



·         Preparar una solución viscosa tipo jarabe
·         Extruila a través de una hilera o tobera para formar una fibra
·         Solidificar la fibra por coagulación, evaporación o enfriamiento

Materia Prima

·         Se disuelven con algunos compuestos o se funden
·         Solución de hilatura o pasta hilable

Extrusion

Consiste en forzar o bombear la solución de hilatura a través de peueños orificios de una hilera




lunes, 11 de febrero de 2013

Características del Poliester


Características

El poliéster fue presentado ante el público estadounidense en el año 1951 como una tela que no necesitaba plancharse. Rápidamente se conoció bajo el nombre wash-and-wear (lave y use). Sin embargo, pronto se conocieron otros atributos menos favorecedores como las irritaciones en la piel; algunas personas también experimentaron rechazo al tacto de su textura.

Las fibras de poliéster pueden ser fabricadas con dos tipos de resistencia: de alta tenacidad y de tenacidad media.
Su aspecto es liso y brillante, aunque puede ser fabricada sin brillo o mates.
Son resistentes a la acción de los ácidos y tienen resistencia también a los álcalis y agentes oxidantes o reductores. Son solubles en fenol.
Al igual que las poliamidas, las fibras de poliéster son poco higroscópicas, lo que las hace poco absorbentes del sudor y de difícil tintura. 
Es también termoplástico. Por esta razón es conveniente fijar sus dimensiones en las operaciones de acabado (termo fijado) a
temperaturas que pueden llegar hasta los 220º C. 
El planchado de las prendas que lo contienen debe hacerse a temperaturas moderadas.
Es muy conocido el hecho de que las prendas que contienen fibra de poliéster conservan los pliegues que se les hacen (pantalones y faldas plisadas). Sin embargo, esta propiedad impide la corrección de los pliegues hechos equivocadamente.

Las fibras de poliéster pueden ser empleadas en forma de filamento continuo o cortadas.


Es mal conductor de la electricidad. Esta propiedad produce una carga de electricidad estática, de la que no puede desprenderse fácilmente, dando lugar a las operaciones de hilatura, tisaje, acabado y confección a dificultades como la de pegarse en las partes mecánicas de la maquina produciendo atascos y rupturas, cargarse de polvo y suciedad y producir descargas cuando se la toca. Para evitar este inconveniente debe ser sometido a tratamientos con productos “antiestáticos” que ayudan a su descarga, tratamientos que deben ser repetidos en numerosas fases de la fabricación de hilados y tejidos.

domingo, 10 de febrero de 2013

Vista Trasversal y Longitudinal


Parámetros de control


Distinguiremos dos tipos de fibras poliéster: regular y  de alta tenacidad (HT). Esta última es una variante de la fibra regular, obtenida por una alta orientación de las moléculas durante la fabricación, que le confieren ciertas propiedades descritas a continuación. De las diferentes variantes de composición del polímero, hemos escogido al PEN (polietilen-naftalendicarboxilato), como poliéster HT y el PET (polietilen-tereftalato) poliéster regular.




Dimensiones
Longitud  filamento continuo/diversos cortes
Diámetro  12- 25 micrones (fibra de 10-15den)

La sección transversal de la fibra es circular. En la imagen se muestra un tipo de fibra poliéster con diferentes cavidades (Hollofill TM), que la hacen más aislante y liviana










sábado, 9 de febrero de 2013

Prueba de Combustión Poliester



Efectos sobre la llama

Dentro -------------------------------- se funde
Olor ------------------------------------ aromático
Residuo------------------------------- volita negra, redondeada, muy dura

Efectos del calor

Resistencia al calor seco---------------------------hasta 220 °C
Perdida de tenacidad ------------------------------ a partir de los 230°C
Descomposición PES------------------------------ a partir de los 250 °C
PEN HT----------------------------------------------- a partir de los 270°C

Solubilidad

Metacresol al 100% -------------------------------- se disuelve completamente
(5 min a 100 °C)

Ácidos de los ácidos

Minerales (excepto sulfúricos) ----------------------- no lo atacan
Orgánicos ------------------------------------------------- no lo atacan
Ácido sulfúrico ------------------------------------------ completamente