Procesos de obtención de fibras químicas y artificiales

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Resumen

El documento describe los procesos de obtención de fibras químicas (extrusión en seco, hilatura húmeda y hilatura por fusión) y las fibras artificiales, tanto proteicas como celulósicas, como el rayón viscosa y el rayón acetato. También recoge las principales fibras sintéticas, como poliamidas, poliésteres, acrílicas, elastano, poliolefinas y clorofibras, y menciona fibras de carbono, vidrio, cerámicas y composites. Con él se aprenden sus características, usos y ejemplos.

Puntos clave

  • Las fibras químicas se obtienen haciendo pasar un polímero fluido por una hilera con agujeros (extrusión).
  • En la hilatura en seco la fibra solidifica por evaporación del disolvente; en la húmeda, por coagulación en un baño químico; en la de fusión, por enfriamiento.
  • Las fibras artificiales celulósicas, conocidas como rayones, incluyen el rayón viscosa y el rayón acetato.
  • Las fibras sintéticas se obtienen a partir de productos derivados del petróleo.
  • El poliéster es la fibra más usada del mercado y tiene mucha resiliencia y resistencia a la abrasión y a la luz solar.
  • Las fibras de carbono contienen al menos un 90 % en masa de carbono y se usan, por ejemplo, en piezas de aviones y raquetas.

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Fibras químicas

Parte de un polímero en estado fluido, se hace pasar por una hilera con agujeros que pueden tener diversas formas. Se le denomina extrusión a este proceso.

Procesos de obtención

  • En seco

    Polímero disuelve disolventes orgánicos, fibra hila en aire caliente, fibra solidifica por evaporación de disolvente. Ejemplos: acrílica, modacrílicas, triacetato.

  • Hilatura húmedo

    Polímero disuelve con productos químicos, fibra hila dentro baño químico, fibra solidifica por coagulación en el baño. Ejemplos: acrílico, rayón, spandex.

  • Hilatura por fusión

    Polímero funde en autoclave, fibra hila aire, fibra solidifica al enfriarse. Ejemplos: nylon, olefina, poliéster.

Fibras artificiales

  • Fibras artificiales proteicas

    Se obtienen disolviendo y solidificando proteínas de fuentes animales. Fibras débiles, se encuentran en la naturaleza.

  • Fibras artificiales celulósicas

    Las más utilizadas, se conocen como rayones. Entre ellos están el rayón viscosa y el rayón acetato.

Rayón viscosa (VI)

Es una fibra que se obtiene a partir de la madera del abeto y del eucalipto. Estos multifilamentos se pueden fabricar mates, semimates y con brillo. Los movimientos se pueden fabricar colorantes, o añadir pigmentos deslustrados. Tienen una buena arrugan mucho por tener una baja resiliencia.

Viscosa bicomponente

Tienen un núcleo y una corteza, el núcleo de viscosa tiñe con un tipo de colorantes, y la corteza de viscosa acidulada que tiñe con otro tipo de colorantes. Se obtienen efectos bicolor.

Viscosa modal

Se pueden obtener fibras de alta tenacidad como la fibra modal HWM o High Wet Modulus que es una fibra polinósica. Es una fibra de tacto agradable, con voluminosidad y elasticidad.

Fibra Lyocell

Es una viscosa con propiedades mejoradas. Una de las fibras más conocidas es el Tencel, fibra que se mezcla muy bien con el algodón. Se utiliza para terciopelos, tejanos, etc. Si se le da un recubrimiento con látex puede tener aplicaciones industriales.

Rayón acetato

Se mezcla la materia con anhídrido acético, en presencia de un catalizador, y ácido acético como medio disolvente. El filamento obtenido es una combinación química entre la celulosa y el ácido acético.

Fibras sintéticas

El polímero se obtiene por la síntesis de diversos productos derivados del petróleo. La elaboración de la materia prima y la posterior fabricación de la fibra son realizadas por el hombre. Entre ellas tenemos:

  • Poliamida

    Son termoplásticas y pueden realizarse plisados permanentes. Tienen elevada resiliencia, no se arrugan los tejidos. Poseen una gran resistencia a la abrasión y a la tracción. Son poco hidrófilas, por lo que acumulan electricidad estática y también son sensibles a la luz solar.

  • Poliamida modificada

    Se fabrica variando la sección transversal o a través de modificaciones químicas. Ejemplos: Nomex, Kevlar, Kermel.

  • Poliéster

    Fibra formada por macromoléculas lineales cuya cadena está constituida en un 85 % de su masa (como mínimo), de éster de un diol y ácido tereftálico. Es la fibra más usada en el mercado. Las fibras PES (poliéster) son termoplásticas, resistentes a la abrasión, a la tracción, a la luz solar y a hongos, bacterias e insectos. Tiene mucha resiliencia. Le atacan ácidos fuertes concentrados y álcalis a elevada temperatura.

  • Poliéster modificado

    Uno de los poliésteres más conocidos es el poliéster FR, que tiene como característica principal su comportamiento ante la llama. Se usa para tejidos utilizados en lugares públicos como butacas, cortinas de teatros, etc.

  • Fibra acrílica

    Son las formadas por macromoléculas lineales que tienen en su cadena un mínimo del 85 % en masa de acrilonitrilo. Tienen buen comportamiento al fuego, buena resiliencia y un alto encogimiento para imitar pieles animales. Son atacadas por ácidos fuertes concentrados.

  • Fibra acrílica modificada o acrílicas FR

    Mejora su comportamiento al pilling. Mejor posibilidad de tintura con diversos tintes. Aumenta la hidrofilidad. Resistencia a la luz solar, menor capacidad para producir electricidad estática, con un buen comportamiento al fuego.

  • Elastano Lycra

    Se la conoce como Spandex. Químicamente es un poliuretano segmentado. En su característica estructura radica su capacidad inherente de elasticidad y recuperación de forma, lo que le permite mejorar los tejidos con nuevas dimensiones de ajuste, confort y flexibilidad.

  • Poliolefina (PE)

    Estas fibras deben contener más del 85 % de etileno o propileno. Ejemplos: polietileno, polipropileno.

Clorofibra

Formadas por macromoléculas lineales cuya cadena contiene al menos el 50 % de cloruro de vinilo. Presentan buena resistencia a los agentes atmosféricos, a los productos químicos y microorganismos. Buena resistencia a la abrasión y a la tracción: son resilientes. Tiñen con colorantes dispersos.

Clorofibra modificada

Cordelan. Contiene cloruro de vinilo y alcohol vinílico. Son fibras de baja densidad para prendas ligeras. Tienen baja absorción de humedad. Son retardantes a la llama. Fabricada en Japón por Teijin. No produce pilling y tiene una gran resistencia a la abrasión.

Fibras de carbono

Contienen al menos un 90 % en masa de carbono. Se obtienen a partir de residuos del petróleo. Gran resistencia a la rotura y a la tracción. Moderada resistencia al choque y abrasión. Con ellas se fabrican piezas de aviones, raquetas.

Fibras de vidrio

Fibra de sílice que se obtiene por fusión de vidrio. La fibra de vidrio es una de las más utilizadas como material de refuerzo, también tenemos el Kevlar o la fibra de carbono.

Fibras cerámicas

Se utilizan para el aislamiento de altas temperaturas (aguanta temperaturas de hasta 1425 °C) y en protección contra el fuego. También como escudos térmicos, airbags y pastillas de frenos y en la industria aeronáutica.

Composites

Son materiales formados por dos o más constituyentes. En la naturaleza tenemos ejemplos de composites, como la corteza de los árboles, constituida por celulosa envuelta con resinas naturales. Pueden ser de fibra continua o fibrosos. Un composite puede ser cualquier polímero textil reforzado con fibras cerámicas, de vidrio o de carbono.

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Preguntas frecuentes

¿Qué es la extrusión en la obtención de fibras químicas?

Es el proceso en el que un polímero en estado fluido se hace pasar por una hilera con agujeros de diversas formas para formar la fibra.

¿Qué diferencia hay entre la hilatura en seco y la hilatura húmeda?

En la hilatura en seco la fibra se hila en aire caliente y solidifica por evaporación del disolvente, mientras que en la húmeda se hila dentro de un baño químico y solidifica por coagulación.

¿Qué es el Tencel?

Es una fibra Lyocell, una viscosa con propiedades mejoradas, que se mezcla muy bien con el algodón y se utiliza para terciopelos y tejanos.

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Test

1. ¿Cómo se denomina el proceso en el que un polímero fluido pasa por una hilera con agujeros?
2. ¿Cómo solidifica la fibra en la hilatura húmeda?
3. ¿Cuál es la materia prima del rayón viscosa según el texto?
4. ¿Qué porcentaje mínimo de éster de un diol y ácido tereftálico debe tener el poliéster?
5. ¿Para qué se usan las fibras cerámicas según el documento?
6. ¿Qué característica tiene el elastano Lycra?

Preguntas generadas con IA a partir del documento: comprueba las respuestas con el texto.