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.
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