INTRODUCCION
En este blog se dan a conocer el origen de las fibras sinteticas y especiales, asi como su fecha en la que comenzo la produccion de esta ya que suele ser importante saber a partir de cuando comenzaron a popularisarse estas fibras.
Tambien se incluye el proceso de obtencion de las fibras sinteticas y especiales, ya que estas dos tienen diferentes porcesos de produccion aunque sean similares en su composicion
sábado, 22 de febrero de 2014
jueves, 20 de febrero de 2014
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 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.
Cuando se introdujo por primera vez, el elastano revolucionó muchas áreas de la industria textíl. Hoy en día es utilizado sobre todo en el ámbito deportivo gracias a su flexibilidad y ligereza. Es un polimero de cadena muy larga, compuesto con un mínimo del 85% de poliuretano segmentado (Spandex); obteniéndose filamentos continuos que pueden ser multifilamento o monofilamento.
El elastano se utiliza conjuntamente con otras fibras para fabricar tejidos óptimos para producir ropa interior, ropa femenina, calcetines También esta presente en pantis y medias así como en ropa deportiva y en ropa de baño, ya que gracias a sus propiedades elásticas otorga libertad de movimientos a los deportistas que la utilizan.
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.
Esta fibra se fabrica a partir de productos químicos derivados del
petróleo o del gas natural y requiere la utilización de recursos no
renovables y de grandes cantidades de agua, para el proceso de
enfriamiento. Sin embargo, el poliéster se puede considerar un tejido
químico respetuoso con el entorno; si no está mezclado, se puede fundir y
reciclar.También puede fabricarse a partir de botellas de plástico
recicladas.
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.
Durante la década de 1970, los trabajos experimentales para encontrar
materias primas alternativas llevaron a la introducción de fibras de
carbono a partir de una brea de petróleo derivadas de la transformación
del petróleo. Estas fibras contenían alrededor de 85% de carbono y tenía
una excelente resistencia a la flexión.
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.
Cuando se introdujo por primera vez, el elastano revolucionó muchas áreas de la industria textíl. Hoy en día es utilizado sobre todo en el ámbito deportivo gracias a su flexibilidad y ligereza. Es un polimero de cadena muy larga, compuesto con un mínimo del 85% de poliuretano segmentado (Spandex); obteniéndose filamentos continuos que pueden ser multifilamento o monofilamento.
El elastano se utiliza conjuntamente con otras fibras para fabricar tejidos óptimos para producir ropa interior, ropa femenina, calcetines También esta presente en pantis y medias así como en ropa deportiva y en ropa de baño, ya que gracias a sus propiedades elásticas otorga libertad de movimientos a los deportistas que la utilizan.
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.
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.
Disolución e Hilandería: en este proceso se mezcla el PAN con Dimetilformamida (DMF), luego se realiza la extrusión en túneles donde se logra la forma de filamentos.
Acabados: aquí se desarrollan varios procesos:
-Lavado: se lavan los filamentos y se estiran para darle resistencia, recuperar el DMF y se le añade grasa y titanio, para prepararlo al proceso textil.
-Secado: se secan los filamentos y se le da el encogimiento.
-Rizado: se le da un crimpado para darle el efecto de las escamas de la lana, para permitir la cohesión de los filamentos en el proceso textil.
-Prensado: los filamentos se depositan en contenedores que luego pasan a la prensa para darles la forma de fardos.
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
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 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
Proceso de producción
El proceso de acrílico es una "tecnología de paso", con las siguientes características principales:
*polimerización en disolución
*hilado en húmedo
*Como disolvente tanto para la polimerización e hilatura DMF
El acrilonitrilo es hilado en seco. El material se disuelve en dimetil
formamida, la solución contiene 10-20 polímeros. Se calienta y se
extruye en una celda de hilatura calentada. Los filamentos son estirados
en caliente de 100 a 250°C en función del tiempo de contacto en la zona
caliente, a varias veces su longitud original.
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.
Disolución e Hilandería: en este proceso se mezcla el PAN con Dimetilformamida (DMF), luego se realiza la extrusión en túneles donde se logra la forma de filamentos.
Acabados: aquí se desarrollan varios procesos:
-Lavado: se lavan los filamentos y se estiran para darle resistencia, recuperar el DMF y se le añade grasa y titanio, para prepararlo al proceso textil.
-Secado: se secan los filamentos y se le da el encogimiento.
-Rizado: se le da un crimpado para darle el efecto de las escamas de la lana, para permitir la cohesión de los filamentos en el proceso textil.
-Prensado: los filamentos se depositan en contenedores que luego pasan a la prensa para darles la forma de fardos.
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 LAS 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.
NOMEX (meta-aramida)
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.
En el proceso de hilado en seco, las sales son más difíciles de eliminar
y este proceso sólo se utiliza para producir las fibras más débiles de
meta-aramida.
KEVLAR (para- amidas)
El kevlar solo puede ser procesado mediante el proceso de fricción en
solución, el cual consiste en obtener la fibra desde el proceso de
polimerización, ya que en este punto, se puede controlar a voluntad sus
propiedades, cabe notar que para las fibras como el kevlar solo es
posible procesarlas como fibras, ya que su resistencia mecánica y su
estructura cristalina no permite realizar otro proceso de transformado.
Kevlar es una molécula cristalina que consiste en largas cadenas moleculares que son altamente orientado y muestra una fuerte unión de cadena intermolecular en la posición para. 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.
Kevlar es una molécula cristalina que consiste en largas cadenas moleculares que son altamente orientado y muestra una fuerte unión de cadena intermolecular en la posición para. 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.
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:
¿que es un poliacrilonitrilo?
El poliacrilonitrilo no se utiliza para mucho realmente, excepto para hacer otro polímero, la fibra de carbono. Pero los copolimeros que contienen principalmente poliacrilonitrilo, se utilizan como fibras para hacer tejidos, como medias y suéteres, o también productos para ser expuestos a la intemperie, como carpas y otros. Si la etiqueta de cierta prenda de vestir dice "acrílico", entonces es porque la prenda está hecha con algún copolímero de poliacrilonitrilo. Generalmente son copolímeros de acrilonitrilo y metil acrilato, o acrilonitrilo y metil metacrilato.
A veces también hacemos los copolímeros a partir de acrilonitrilo y cloruro de vinilo. Estos copolímeros son retardantes de llama y las fibras hechas de ellos se llaman fibras modacrílicas.
Pero la gran cantidad de copolímeros de acrilonitrilo no termina aquí. El poli(estireno-co-acrilonitrilo) (SAN) and el poli(acrilonitrilo-co-butadieno-co--estireno) (ABS), se utilizan como plasticos.
El SAN es un simple copolímero al azar de estireno y acrilonitrilo. Pero el ABS es más complicado. Está hecho por medio de la polimerización de estireno y acrilonitrilo en presencia de polibutadieno. El polibutadieno tiene enlaces dobles carbono-carbono en su estructura, los que pueden también polimerizar. Así que terminamos con una cadena de polibutadieno, conteniendo cadenas de SAN injertados el él, tal como usted ve abajo.
El ABS es muy fuerte y liviano. Es lo suficientemente fuerte como para ser utilizado en la fabricación de piezas para automóviles, ¡pero es tan liviano que alguien podria levantar este paragolpes sobre su cabeza con una sola mano! El empleo de plásticos como ABS hace más livianos a los autos, así que utilizan menos combustible y por lo tanto contaminan menos.
El ABS es un plástico más fuerte que el poliestireno dado a los grupos nitrilo en sus unidades de acrilonitrilo. Los grupos nitrilo son muy polares, así que se atraen mutuamente. Esto permite que las cargas opuestas de los grupos nitrilo puedan estabilizarse, como usted ve en el cuadro de la izquierda. Esta fuerte atracción sostiene firmemente las cadenas de ABS, haciendo el material más fuerte. También el polibutadieno, con su apariencia de caucho, hace al ABS más resistente que el poliestireno.
El poliacrilonitrilo es un polimero vinilico, y un derivado de la familia de los acrilatos poliméricos. Se hace a partir del monómero acrilonitrilo, por medio de una polimerizacion vinilica por radicales libres.
Y después de explicar el poliacrilonitrilo vamos a ver como se fabrica la fibra de carbono, que es uno de sus polimeros resultantes:
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
El poliacrilonitrilo no se utiliza para mucho realmente, excepto para hacer otro polímero, la fibra de carbono. Pero los copolimeros que contienen principalmente poliacrilonitrilo, se utilizan como fibras para hacer tejidos, como medias y suéteres, o también productos para ser expuestos a la intemperie, como carpas y otros. Si la etiqueta de cierta prenda de vestir dice "acrílico", entonces es porque la prenda está hecha con algún copolímero de poliacrilonitrilo. Generalmente son copolímeros de acrilonitrilo y metil acrilato, o acrilonitrilo y metil metacrilato.
Pero la gran cantidad de copolímeros de acrilonitrilo no termina aquí. El poli(estireno-co-acrilonitrilo) (SAN) and el poli(acrilonitrilo-co-butadieno-co--estireno) (ABS), se utilizan como plasticos.
El SAN es un simple copolímero al azar de estireno y acrilonitrilo. Pero el ABS es más complicado. Está hecho por medio de la polimerización de estireno y acrilonitrilo en presencia de polibutadieno. El polibutadieno tiene enlaces dobles carbono-carbono en su estructura, los que pueden también polimerizar. Así que terminamos con una cadena de polibutadieno, conteniendo cadenas de SAN injertados el él, tal como usted ve abajo.
El ABS es muy fuerte y liviano. Es lo suficientemente fuerte como para ser utilizado en la fabricación de piezas para automóviles, ¡pero es tan liviano que alguien podria levantar este paragolpes sobre su cabeza con una sola mano! El empleo de plásticos como ABS hace más livianos a los autos, así que utilizan menos combustible y por lo tanto contaminan menos.
El ABS es un plástico más fuerte que el poliestireno dado a los grupos nitrilo en sus unidades de acrilonitrilo. Los grupos nitrilo son muy polares, así que se atraen mutuamente. Esto permite que las cargas opuestas de los grupos nitrilo puedan estabilizarse, como usted ve en el cuadro de la izquierda. Esta fuerte atracción sostiene firmemente las cadenas de ABS, haciendo el material más fuerte. También el polibutadieno, con su apariencia de caucho, hace al ABS más resistente que el poliestireno.
El poliacrilonitrilo es un polimero vinilico, y un derivado de la familia de los acrilatos poliméricos. Se hace a partir del monómero acrilonitrilo, por medio de una polimerizacion vinilica por radicales libres.
Y después de explicar el poliacrilonitrilo vamos a ver como se fabrica la fibra de carbono, que es uno de sus polimeros resultantes:
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.
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.
Suscribirse a:
Entradas (Atom)