HISTORIA DE LAS FIBRAS ARTIFICIALES Y SINTÉTICAS

INTRODUCCIÓN

A pesar de que las fibras naturales han existido desde hace miles de años, el descubrimiento de las fibras sintéticas es un fenómeno relativamente nuevo. Desarrollado como una manera de compensar algunos de los "problemas" causados ​​por las fibras naturales como las polillas, las arrugas, y el desgaste, el rayón y el nylon se crearon hace casi 100 años.

A pesar de que estas fibras se hicieron realidad desde  hace un siglo, los científicos han estado tratando de hacer fibras artificiales durante casi 200 años antes. El primer intento de tal hazaña fue por un químico suizo Audemars quien desarrollo la primera fibra artificial patentada  en Inglaterra en 1855. La fibra fue creada por la disolución de la corteza fibrosa interior de un árbol de morera y la adición de productos químicos, que a su vez producen celulosa.

Muchos de los primeros intentos de crear fibras sintéticas tenían por objeto hacer seda artificial. No fue hasta la creación del rayón a principios del siglo 20 que esta meta en particular se cumplió. Las empresas han estado utilizando celulosa durante algunas décadas antes de que se utilizara  para la creación de rayón.

HISTORIA DE LAS FIBRAS ARTIFICIALES Y SINTÉTICAS

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.

ANTECEDENTES DE LAS FIBRAS ARTIFICIALES Y SINTETICAS

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. 

Nylon (la fibra milagrosa) 

En septiembre de 1931, el químico estadounidense Wallace Carothers se informó sobre la investigación llevada a cabo en los laboratorios de la compañía DuPont de las "gigantes" moléculas llamadas polímeros. Se enfocó su trabajo en una fibra conocida simplemente como "66", una serie derivada de su estructura molecular. El nylon, la "fibra milagrosa", había nacido. 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.

La industria de la post-guerra 

Después de la guerra, se convirtió la producción de nylon para usos civiles y cuando las primeras cantidades pequeñas de medias de nylon posguerra fueron anunciadas, miles de mujeres frenéticas se alinearon en grandes almacenes de Nueva York para comprarlas.
En la inmediata posguerra, la producción de la mayoría de nylon se utiliza para satisfacer esta enorme demanda reprimida de calcetería. Pero a finales de la década de 1940, también se utilizaba en las alfombras y la tapicería del automóvil. Al mismo tiempo, tres nuevas fibras manufacturadas genéricas comenzaron la producción. La empresa Dow Badische (hoy, BASF Corporation) introduce las fibras metalizadas, Union Carbide Corporation desarrolló las fibras modacrílicas, y Hércules, Inc. las fibras de olefina. Las fibras manufacturadas continuaron su crecimiento. En la década de 1950, una nueva fibra, "acrílico", se añadió a la lista de nombres genéricos, como DuPont comenzó la producción de este producto símil lana.

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.

OBTENCIÓN DE LAS FIBRAS SINTÉTICAS

Las fibras sintéticas están hechas de polímeros, muchas de las cuales se obtienen a partir del petróleo. Algunas fibras sintéticas comunes son nylon, rayón, terylene, acrylon y cashmilon. Se pueden colocar en:_

1.      Fibras hechas de celulosa

2.      Fibras hechas uniendo monómeros.

Los materiales sintéticos son baratos, fuerte y atractiva para la ropa. Son fáciles de mantener, ya que son fáciles de lavar, de peso ligero y resistente a las arrugas, las polillas y el moho. Cuando una fibra sintética se desarrolla, se le da un nuevo nombre de la comisión de comercio. Con el fin de recibir un nombre, el producto nuevo debe tener propiedades útiles para el consumidor.

FABRICACIÓN DE FIBRAS SINTÉTICAS:

La mayoría de las fibras sintéticas se hacen al forzar los líquidos a través de pequeños agujeros en una placa de metal y permitiendo que se endurezca. Una amplia gama de líquidos produce una gran variedad de fibras. Las placas de metal son llamadas hileras. Están hechos de oro o de platino ya que estos metales no se ven afectados por la mayoría de productos químicos. El tamaño de la tobera de hilatura es aproximadamente del tamaño de dedal y tiene 10 a 150 pequeñas aberturas, en función del espesor de la barra quería. Diferentes fibras sintéticas están hechas de diferentes materia  primas.

OBTENCIÓN DE LAS FIBRAS ARTIFICIALES:

El proceso de polimerización, aplicado a determinadas materias primas, permite la obtención de fibras sintéticas. Los polímeros son moléculas orgánicas complejas, formadas como resultado de la unión de varias moléculas orgánicas simples, los monómeros. Al constituirse un polímero, los monómeros forman entre sí una larga cadena lineal, con extraordinarias condiciones de ligereza, elasticidad y resistencia. Dichas propiedades son fundamentales para la fabricación de todo tipo de fibras. En este sentido, los polímeros se emplean, además de para fabricar tejidos, en la elaboración de plásticos, productos estructurales diseñados para resistir esfuerzos —parachoques de automóviles, tuberías—, aislantes, filtros, cosméticos, así como en la industria eléctrica, electromecánica, del mueble o de la construcción. Las fibras sintéticas se pueden clasificar en: políamidas, poliésteres, poliacrílicas, polivinilos y polipropilénicas.

Las fibras artificiales provienen de materias naturales transformadas por sustancias químicas, que proceden sobre todo de la celulosa o de la pelusa del algodón (celulosa regenerada, ésteres de celulosa, proteína regenerada, u otras diversas), como la viscosa, el tencel…

Fibras artificiales

¨ Fibras artificiales celulosicas: rayones

o La materia prima es la celulosa

o Tienen una gran resistencia mecánica en seco

o Obtención:

Celulosa →extraccion→molido→disolucion→masa pastosa→coagulacion y extracción de hilos

¨ Fibras artificiales proteinicas: no han respondido a las expectativas. Su fabricación consiste en la hilatura de masa obtenidas por la disolución de proteínas.

o Fibrolana o lanitel: se fabrica a partir de la caseína de la leche disuelta en sosa cáustica

o Picara: se obtiene de las proteínas del maíz disuelto en soda cáustica

o Rayón alginato: se obtiene de las proteínas de algas marinas disueltas en sosa cáustica

Las fibras textiles artificiales poseen propiedades semejantes a las de las fibras naturales. Aunque pueden obtenerse a partir de proteínas vegetales presentes en determinadas plantas —cacahuete, maíz o soja—, generalmente derivan de la celulosa y de la caseína. La celulosa, un hidrato de carbono complejo, es el componente básico de las paredes de las células vegetales. De color blanco, sin olor ni sabor, sus aplicaciones industriales no se reducen al campo textil; se emplea, asimismo, en la fabricación de papel, plásticos o explosivos. Por su parte, la caseína es una proteína rica en fosfatos, que se encuentra presente en la leche de los mamíferos; por la acción de enzimas se transforma en paracaseína insoluble (queso).

PROPIEDADES Y CARACTERISTICAS ESPECIALES

Su tacto es suave; los rayones son fibras muy flexibles.

Su comportamiento a la formación de bolitas o “pilling” es bueno y se forman ocasionalmente.

Son buenos conductores de calor y fríos al tacto.

La solidez del color es muy alta.

Propiedades negativas

Debido a su estructura poco cristalina estos tejidos se arrugan con mucha facilidad.

Son muy sensibles al agua y a exposiciones prolongadas a la luz, factores que ayudan a la pérdida de resistencia.

En general, los rayones se hinchan mucho y se deforman fácilmente.

Los rayones son atacados por los detergentes y otros componentes presentes en los preparados utilizados en el lavado doméstico. Es conveniente limpiar en seco.

PROPIEDADES Y CARACTERISTICAS SINTETICAS

 Las fibras químicas poseen una gran resistencia al roce y al arrrugado.

Su recuperación elástica es excelente.

Los colores son sólidos frente a los lavados.

Propiedades negativas

Su baja absorción de la humedad provoca la tendencia a las cargas electroestáticas.

Las fibras sintéticas son muy sensibles a la acción del calor.

CARACTERISTICAS DE LAS FIBRAS SINTETICAS

Tipos de fibra	Nombre comercial	Características
Poliamidas	Nylon	Son muy resistentes y elásticos; no son atacadas por insectos o putrefacción. Tienen el inconveniente de deformarse con el calor. A veces producen alergias a pieles sensibles. Se usa par equipos deportivos y trajes de baño, mezclada con elastanos.
Poliéster	Tergal	De amplio uso en prendas de vestir y deportivas, sola ó mezclada con otras fibras. Son muy resistentes y con un precio relativamente bajo.
Acrílicas	Leacril	Son muy resistentes a la acción de la intemperie y de la luz. Generalmente se utilizan en géneros de punto o como hilos para tejer manualmente en mezclas con lana.
Polivinílicas	Rhovil	Son fibras muy suaves por lo que se suelen utilizar para la fabricación de prendas de recién nacidos.
Polietilénicas	Sarán	Tienen una gran resistencia a la abrasión. Por ello se utiliza mucho en artículos de tapicería, alfombras y moquetas.
Polipropilénicas	Merklón	Tiene muy bien la abrasión, así como toda clase de tratamientos y agentes químicos. Se emplean en la fabricación de tapicerías, artículos de de uso industrial y prendas de trabajos.

En la década de los años treinta, se produjo en Inglaterra la primera fibra de poliéster, filamento contínuo,   obtenido a partir de ácidos dicarboxílicos llamado Terylene ; en Francia esta fibra se llamó Tergal y en España Terlenka. Después de la segunda guerra mundial, la firma alemana Hoechst, empezó a producir un poliéster con el nombre de Trevira. En 1946 Du Pont adquirió la exclusiva para fabricar poliéster en Estados Unidos, conociéndose en aquél país con el nombre de Dacrón, y lanzado en 1951. Durante estos años, Du Pont, buscaba multiplicar las propiedades técnicas del poliéster, texturando filamentos y creando napas sintéticas (fiberfil para rellenos) que superponiéndolas, se utilizaban para sacos de dormir y anoraks, ya que tienen mejor resultado que la pluma natural.

Obtención del poliéster:

Los poliésteres son los polímeros, en forma de fibras, en los años '70 para confeccionar la ropa que se usaba en las confiterías bailables. Pero desde entonces, las naciones del mundo se han esforzado por desarrollar aplicaciones más provechosas para los poliesteres, como las botellas plásticas irrompibles. Como se puede apreciar, los poliésteres pueden ser tanto plásticos como fibras. Otro lugar en donde usted encuentra poliéster es en los globos. Los productos como éstos, hechos de dos clases de materia prima, se llaman compósitos. Una familia especial de poliésteres son los policarbonatos. 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.

Historia del Acrílico:

Desde 1913 una patente alemana había contemplado la posibilidad de producir hilados a partir del cloruro de polivinilo, material plástico de gran utilización, pero no se conocía ningún solvente para este producto y la patente no tuvo aplicación.

En 1931 I.G. Farben retorno a la idea de utilizar cadenas largas de cloruro de polivinilo por ser un producto económico obtenido a partir del acetileno o del etileno. Sobre clorando el cloruro  de polivinilo, obtuvo un producto soluble en acetona. En 1948 se descubrió que el cloruro de polivinilo se podía disuelven en una mezcla de acetona y sulfato de carbono, facilitando la fabricación de fibras acrílicas.

La primera fibra acrílica (poliacrilonitrilos) obtenidas por polimerización del acrilonotrilo fueron lanzados al mercado en 1948, con el nombre de Orlon. Fibras similares se fabricaron en 1954 por Alemania con el nombre de Dralon y en Francia con el nombre de Crilon.

Química y estructura molecular:

Las fibras acrílicas son fibras elaboradas en donde la sustancia que forma la fibra es un polímero sintético que, cuando menos, contiene 85% en peso de acrilonitrilo. Federal Trade Comisión.

Historia de las fibras de aramida:

A finales de los años 60, la empresa du Pont desarrolló una nueva clase de polímeros, poliamidas aromáticas para-orientadas (aramidas), que poseían internamente cadenas moleculares rigidas en una configuración extedida. Las poliamidas aromáticas no son adecuadas para hilados viscosos; sin embargo, bajo determinadas condiciones de concentración, disolvente, peso molecular y temperatura pueden llegar a formar soluciones líquido-cristalinas. Estas soluciones pueden fluir a través de un hilador consiguiendo un producto fibroso de muy alta orientación. De forma similar a las fibras de vidrio o carbono, la curva tensión-deformación de las aramidas es casi lineal hasta su rotura. Al menos tres fibras de aramida disponibles en el mercado (Kevlar49-DuPont, HM50-Teijin, Twaron-Teijin) han sido experimentadas para reforzar composites con matriz de cemento. Las propiedades relativas a la tensión de estas tres fibras . Las fibras de Kevlar49 habían sido empleadas, por tanto, para reforzar cementos con el propósito principal de mejorar su tenacidad y el comportamiento a impacto. La combinación de baja densidad con alta resistencia y alto módulo elástico confiere a las fibras de aramida la mayor resistencia a tracción específica de cualquier material y un razonablemente alto módulo elástico incluso en comparación con la fibra de carbono. Las aramidas sometidas a tensión tienen una buena estabilidad dimensional, con deformación similar a la del acero después de un corto periodo inicial. Las deformaciones en Kevlar49 son menores al 20% de la deformación inicial elástica después de varios años de esfuerzo. Se ha observado que la deformación depende de la temperatura y esto podría ser significativo sólo para niveles de carga superiores al 70% del punto de rotura. A compresión, las aramidas son elásticas a baja deformación, pero llegan a ser perfectamente plásticas con altas deformaciones. El comienzo de la fase plástica durante la compresión surge por la cizalladura de las cadenas moleculares que conduce a la formación de plegados oblicuos dentro de la fibra. En comparación con las fibras de carbono, las aramidas sobreviven intactas curvándose al someterse a compresión. Este comportamiento es tecnológicamente importante porque facilita el proceso de tejido, trenzado y entrelazado.

ARAMIDAS (PAA)

Composición: Poliamidas aromáticas. Características generales

o Tienen mejor comportamiento químico y físico que las poliamidas.

o No arden.

o Buena estabilidad frente ácidos y álcalis. 

Historia del Nylon:

El descubridor del nylon y quien lo patentó fue Wallace Hume Carothers. A su muerte, la empresa Du Pont conservó la patente. Los laboratorios de dicha empresa, en 1938, produjeron esta fibra sintética fuerte y elástica, que reemplazaría en parte a la seda y el rayón.Existían dos ciudades en las que se esperaba que tuviese gran éxito este invento, y por las cuales le pusieron el nombre a la fibra: New York (Ny) y Londres (Lon). Con este invento se revolucionó en 1938 el mercado de las medias de nylon. Las primeras partidas llegaron a Europa en 1945.

Tipos de poliamida / nylon aplicaciones textiles

nylon 4 Z

 nylon 6 Z

 nylon 7 Z

 nylon 9 Z

 nylon 10 Z

 nylon 11 Z Prendas impermeables y paraguas

nylon 12 Z Para ropa interior y calcetería

nylon 427 Fibra parecida a la seda

nylon 6.6 XY

nylon NOMEX

Fibra aromática. Se utiliza en prendas contra el fuego

 Historia del Polietileno:

El polietileno (PE) es el polímero de plástico más utilizado en el mundo con tasas de consumo anuales de más de 50 mil millones de libras por año. Más del 70 por ciento de los productos de Porex utilizan polietileno.

Con una estructura lineal molecular de repetición de unidades-CH2-CH2-, el PE es un polímero semicristalino que se alarga antes de romperse, aumentando su resistencia. En general, el PE se considera un termoplástico fuerte, ligero y con muy buena resistencia química. Los productos fabricados a partir de los grados de polietileno básicos típicamente tienen diámetros de poros de tamaño que van desde 7 a 150 micrómetros, pero estos valores nominales pueden aumentar a 300 micrómetros con mezclas especiales. 

POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD (HDPE)

El polietileno de alta densidad (HDPE) de Porex está disponible en láminas, varillas, tubos y formas moldeadas. El HDPE se puede utilizar en servicio continuo a temperaturas de hasta 180 °F (82 °C) y de forma intermitente a 240 °F (116 °C). Si no se ejerce presión, es estable a 212 °F (100 °C) en servicio continuo.

POLIETILENO DE PESO MOLECULAR ULTRAELEVADO (UHMWPE)

Como con polietileno de alta densidad, el polietileno de peso molecular ultraelevado (UHMWPE) viene en láminas, varillas, tubos, y formas moldeadas. El UHMWPE es un material fuerte y ligero que ofrece todas las características del polietileno de alta densidad (HDPE), además de la característica añadida de ser resistente a los ácidos y álcalis concentrados, así como a numerosos solventes orgánicos. Este material tiene las mismas limitaciones de temperatura que el polietileno de alta densidad. Tamaño de poro promedio en micrómetros: 10 y 20.

Tamaño de poro promedio en micras: 10 y 20

Historia Spandex:

El desarrollo del spandex se inició durante la Segunda Guerra Mundial. En este tiempo, los químicos asumieron el reto de desarrollar sustitutos sintéticos para el caucho. Dos factores principales motivaron la investigación. En primer lugar, el esfuerzo de la guerra requería la mayor parte de la goma disponible para la construcción de equipos. En segundo lugar, el precio del caucho era inestable y había fluctuado frecuentemente. El desarrollo de una alternativa a la goma podría resolver ambos problemas.

Al principio, su objetivo era desarrollar una hebra durable elástica a base de polímeros sintéticos. En 1940, los primeros elastómeros de poliuretano fueron producidos. Estos polímeros producidos eran elásticos, los cuales eran una alternativa adecuada a la goma. Aproximadamente al mismo tiempo, los científicos de Du Pont produjeron los primeros polímeros de nylon. Estos tempranos polímeros de nylon eran duros y rígidos, por lo que los esfuerzos habían comenzado por hacerlos más elástica. Cuando los científicos descubrieron que otros poliuretanos podría convertirse en hilos finos, se decidió que estos materiales podían ser útiles en la fabricación de medias de nylon estirables o utilizarlos en la fabricación de prendas de vestir de peso ligero.

Las primeras fibras spandex se produjeron a nivel experimental por uno de los pioneros de la química de polímeros, Farbenfabriken Bayer, obteniendo una patente alemana para su síntesis en 1952. El desarrollo final de las fibras se trabajó de forma independiente por los científicos de Du Pont y de Rubber Company EE.UU. Du Pont usó el nombre de Lycra y comenzó la fabricación a gran escala en 1962. Es actualmente el líder mundial en la producción de fibras spandex

Síntesis y estructura química:

Una gran variedad de materias primas se utilizan para producir fibras spandex. Esto incluye prepolímeros que producen la columna vertebral de la fibra, estabilizantes que protegen la integridad del polímero, y colorantes.

Dos tipos de prepolímeros se hacen reaccionar para producir el polímero de la fibra spandex. Uno de ellos es un macroglicol flexible, mientras que el otro es un diisocianato rígido. El macro-glicol puede ser un poliéster, poliéter, policarbonato, policaprolactona o alguna combinación de estos. Estos son polímeros de cadena larga, que tienen grupos hidroxilo (-OH) en ambos extremos. La característica importante de estas moléculas es que son largas y flexibles. Esta parte de la fibra de spandex es responsable de su característica de estiramiento. El otro prepolímero que se utilice para producir spandex es un diisocianato polimérico. Este es un polímero de cadena más corta, que tiene un grupo isocianato (-NCO) en ambos extremos. La característica principal de esta molécula es su rigidez. En la fibra, esta molécula proporciona fuerza.

La estructura química del spandex es aproximadamente la siguiente:.

Historia del Polipropileno:

El polipropileno es uno de esos polímeros versátiles que andan a nuestro alrededor. Cumple una doble tarea, como plástico y como fibra. Como plástico se utiliza para hacer cosas como envases para alimentos capaces de ser lavados en un lavaplatos. Esto es factible porque no funde por debajo de 160 oC. El polietileno, un plástico más común, se recalienta a aproximadamente 100oC, lo que significa que los platos de polietileno se deformarían en el lavaplatos. Como fibra, el polipropileno se utiliza para hacer alfombras de interior y exterior, la clase que usted encuentra siempre alrededor de las piscinas y las canchas de mini-golf. Funciona bien para alfombras al aire libre porque es sencillo hacer polipropileno de colores y porque el polipropileno, a diferencia del nylon, no absorbe el agua.

Estructuralmente es un polímero vinílico, similar al polietileno, sólo que uno de los carbonos de la unidad monomérica tiene unido un grupo metilo. El polipropileno se puede hacer a partir del monómero propileno, por polimerización Ziegler-Natta y por polimerización catalizada por metalocenos.

Este tipo de fibras ha sido presentado a la industria textil como iin reto para vencer determinadas características que se presentaban conio serias desventajas en su aplicación. fundamentalmente en lo que hace referencia a su tintura.

Las fibras de polipropileno poseen excelentes propiedades físicas con tenaci- dades similares a la del poliéster. en el caso de fibra cortada y más altas en el caso de filamento contíniio; la absorcibn dc la huniedad es extremadamente baja y su resistencia en húmedo y en seco Tal vez, la propiedad más atractiva de las fibras de polipropileno es su baja densidad 0.9, la más baja de todas las fibras textiles. Conio el propileno tiene iina elevada resistencia a la abrasión. su aplicación en cordelería. redes. tejidos indiistriales y alfombras es niiiy importante.

El principal inconveniente de las fibras de polipropileno reside en su bajo plinto de fiisicín, 160°C. y por ello los tejidos qiie contienen iiiás de 30 Cj, de poli- propilcno no se deben exponer a temperaturas más elevadas de 12S0 C. pues de lo contrario el tejido se vuelve duro y se encoge.

El PTFE es un polímero de alto peso molecular. Es considerado uno de los más versátiles dentro de los materiales plásticos conocidos y su utilidad se extiende a un gran rango de productos, para aplicaciones en las cuales otros materiales no pueden ser utilizados.

Historia del Teflon:

El polímero politetraflouroetileno, mejor conocido en el mundo por el nombre de Teflon®, fue desarrollado en el año de 1938 por Roy Plunkett en Nueva Jersey, Estados Unidos, mientras este realizaba trabajos para crear un nuevo refrigerante CFC. Un día en el laboratorio, Plunkett estaba vaporizando un cilindro que contenía dos libras de gas, poco después de haber comenzado, Plunkett se percató que el flujo de gas en el cilindro se había detenido. Al desmontar y abrir el cilindro se encontró en su interior una sustancia blanca en forma de polvo, el cual resultó ser tetrafluoroetileno polimerizado. Al caracterizarlo, Plunkett descubrió que era inerte a todos los disolventes, ácidos y bases disponibles.

El coeficiente de fricción de esta sustancia, la cual se nombró Teflon® es el tercer más bajo en lo que se refiere a materiales sólidos, el cual es de .05 a .10. Tal es su resistencia a las fuerzas de Van der Waals que lo convierte en el único tipo de superficie a la que un gueco no puede adherirse. Gracias a esta propiedad, Teflon® es uno de los polímeros más versátiles, permitiendo su uso en una gran variedad de aplicaciones.

Obtención y composición

El politetrafluoretileno (PTFE) es un polímero similar al polietileno, en el que los átomos de hidrógeno han sido sustituidos por átomos flúor. La fórmula química del monómero, tetrafluoretileno, es CF2=CF2.Bajo el nombre de Teflon,

Para la obtención del teflón partimos de un agente clorante en este caso cloro gaseoso y lo hacemos reaccionar con metano a una temperatura de 450ºC , mediante la acción de la luz se van a formar radicales de Cl que se unirán al metano para formar triclorometano.

En un segundo paso el triclorometano se hace reaccionar con fluoruro de hidrógeno para dar HClF2 y bajo un calentamiento a 800ºC , reacción por lo tanto endotérmica (todas las anteriores son exotérmicas) , obtenemos el monómero de tetrafluoroetileno y ácido clorhídrico.

El último paso seria la polimerización radicalaria del monómero de tetrafluoroetileno hasta obtener el PTFE o Teflón.

Efecto del flour

El flúor es un elemento muy extraño. Cuando forma parte de una molécula, no le agrada estar alrededor de otras moléculas, incluso cuando éstas contengan átomos de flúor. Menos aún cuando se trata de otras clases de moléculas. De modo que una molécula de PTFE, estando tan repleta de átomos de flúor como está, quisiera estar lo más alejada posible de otras moléculas. Por esta razón, las moléculas en la superficie de un trozo de PTFE rechazarán cualquier cosa que intente acercárseles. Esta es la razón por la cual nada se pega al PTFE.

Las fibras de aramida son una clase de fibras sintéticas resistentes y termoestables. Se utilizan en aplicaciones aeroespaciales y militares, tejidos para chalecos antibalas y compuestos balísticos, neumáticos de bicicleta y como sustituto del amianto. Las moléculas en cadena de las fibras de aramida están mayoritariamente orientadas a lo largo del eje de las fibras, lo que permite aprovechar esta resistencia del enlace químico.

Propiedades

•             Antiadherente: Muy pocas sustancias sólidas se le pegarán permanentemente alPTFE. Aunque las sustancias pegajosas pueden mostrar cierta adhesión al PTFE, las mismas se despegarán fácilmente.

•             Bajo Coeficiente de Fricción: El coeficiente de fricción del PTFE es en promedio de 0.05, dependiendo de la magnitud de la carga soportada y la velocidad de deslizamiento.

•             Impermeable: Debido a que las superficies cubiertas con PTFE son óleo e hidrofóbicas, las mismas no son fácilmente humedecidas. Su limpieza es mas fácil y mas completa – en muchos casos, las superficies son autolimpiables.

•             Resistente a la Temperatura: El PTFE puede operar continuamente a temperaturas hasta 260°C/500°F y pueden trabajar de manera intermitente en servicio hasta 316°C/600°F con ventilación adecuada.

•             Excelentes Propiedades Eléctricas: Sus propiedades dieléctricas son esencialmente constantes a todas las frecuencias y a todo el rango de temperaturas de servicio del PTFE. El PTFE es totalmente no flamable en todas las pruebas normales.

•             Estabilidad a Temperaturas Criogénicas: El PTFE puede resistir extremos severos de temperatura. El PTFE industrial puede ser utilizado a temperaturas tan bajas como-270°C/-454°F (servicio con helio líquido).

•             Resistencia Química El PTFE normalmente no es afectado por los ambientes químicos. Las únicas sustancias químicas y solventes comerciales capaces de afectar al PTFE son los metales alcalinos derretidos y los agentes fluorados altamente reactivos

Punto de fusión y Densidad

Densidad de 2.2 g/cm.

Su punto de fusión es el °C 327 (el 620.6°F) , solamente sus características degrada sobre el °C 260 (500°F)

Usos

Ofrece numerosas aplicaciones en todo tipo de industria, especialmente en la industria papelera, quimica, petrolera, electrica, nuclear, metalurgica, farmaceutica, alimenticia, plastica, textil, etc. presentaciones: LAMINA, BARRA, TUBO, JUNTAS , CINTA, ANILLOS, CHUMACERAS, PIEZAS ESPECIALES.

Usos Textiles

En revestimientos de aviones, cohetes y naves espaciales debido a las grandes diferencias de temperatura que es capaz de soportar.

Nombres  Comerciales

SEALON – SEPCO - GORE-TEX

Caracteristicas de la aramida:

A prueba de calor, Ignífugo, Calor-Aislamiento, Producto-Resistente, Resistente a las radiaciones, Aeronaves y naves espaciales partes estructurales, los buques marítimos, tr express.

Obtención de la Aramida

Método de obtención de hilo de aramida de alta resistencia a la tracción, en el que el hilo se prepara con un copolímero obtenido partiendo de una mezcla de monómeros que comprende 5-

 (6)-amino-2-(p-aminofenil) bencimidazol, una para-diamina aromática y un para-diácido aromático, en el que el hilo se calienta en dos etapas del procedimiento, por lo menos, caracterizado porque en una primera etapa el hilo es calentado a una temperatura de 200 a 360ºC en una tensión de 0,2 cN/dtex, por lo menos, seguido de una segunda etapa en la que el hilo es calentado a una temperatura de 370 a 500ºC en una tensión menor que 1 cN/dtex.

Tipos de Aramida:

Por lo general hay 2 modelo de aramida: Meta Aramida y Para Aramida.

Meta-aramida poseen excelente estabilidad trmica, llama retardance, aislamiento elctrico, estabilidad qumica, resistencia a la radiacin.

Para-aramida poseen muy alta resistencia.

Estructura Química:

El Kevlar es una poliamida, en la cual todos los grupos amida están separados por grupos para-fenileno, es decir, los grupos amida se unen al anillo fenilo en posiciones opuestas entre sí, en los carbonos 1 y 4. El Kevlar se muestra en la figura grande, en la parte superior de esta página.

Usos

•             proteccion balistica (textil)      

•             cuerdas

•             cables

•             ropa resistente (textil)

•             chalecos antibalas (textil)

•             materiales compuestos

•             ind. Aeroespacial

Usos

Cremallera Cinta tejida FieltroRopa de trabajoIndustria de vidrioIndustria de automvilSiderurgia

Producción

La única empresa que fabrica Kevlar y Nomex es Dupont, ya que ha sido la que ha descubierto estas fibras de aramida y tiene la patente para su fabricación y comercialización.

Meta Aramida (Nomex)

Historia:

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 en cuanto a características de alto rendimiento `para el calor e ignífugas, así como características superiores del textil.

Estrutura Quimica

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

Historia Poliuretano:

En la década de los 30's, Otto Bayer, quien dirigía en ese entonces el Departamento de Investigación de Bayer AG , quería encontrar una fibra sintética similar a la poliamida que había sido descubierta en USA. Contaba con la idea del mecanismo para formar macromoléculas. Otto Bayer consideró como grupo reactivo apropiado el isocianato, que tiene la facultad de entrar en reacción con alcoholes para dar lugar a la formación de uretanos.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 1941, a raíz de un experimento fracasado, se logró colocar la primera piedra de la aplicación de poliuretanos. se provocó laseparación de anhídrido carbónico y por consiguiente, la formación de espuma (espumación) mediante la adición de pequeñas cantidades de agua.

En 1959 DuPond desarrollaría un tejido muy elástico empleando fibras de poliuretano al que llamó Spandex, y comercializó bajo el nombre de Lycra.

Propiedades

•             Elevado poder térmico y aislante, bajo coeficiente de trasmisión del calor, menor que los aislantes tradicionales (Corcho, fibra de vidrio, poliestireno expandido, etc).

•             Aislante continuo sin juntas: elimina puentes térmicos.

•             Impermeabilidad al agua (en alta densidad).

•             Autoadherente, a cualquier superficie o material utilizado en la construcción.

•             Ligereza de peso: no sobrecaraga las estructuras.

•             Duración Indefinida.

•             Estanquidad total.

•             Resistencia química.

•             Resistencia al fuego.

•             Rápida ejecución en obra

•             Son termoestable

Punto de fusión

180°C

Combustión

En la flama: funde y no encoge

Fuera de la flama: arde y se derrite continua ardiendo

Ceniza: blanda y negra no se percibe olor

Nombres comerciales

Lycra (DuPont)

Igamid

Perlón

Lastex

 Dorlastan

Stretch

Elastan

Consumo y Producción

Anualmente el consumo mundial es de 7 millones de toneladas y la empresa de mayor producción es dupont

BAYER : Con una planta de mezclado en Brasil para abastecer el mercado Latino Americano.

Los últimos estudios de mercado se han realizado en 2007 a través de una encuesta en línea, con la participación de un total de 3.625 consumidores en 15 países, incluyendo a mujeres y hombres de entre 18 y 49 años y a chicas adolescentes de entre 14 y 17 años de edad. En un periodo de 4 años, con estudios llevados a cabo en 2004 y en 2007, los resultados globales muestran una mayor propensión hacia el deseo de adquirir productos asociados a la fibra de marca LYCRA®. Las mujeres se mostraron particularmente interesadas por los productos siguientes que contienen  fibra LYCRA®: Bañadores, Medias, Leggings, Ropa íntima, Ropa deportiva.

Usos Textiles

•             Bañadores

•             Medias

•             Leggings

•             Ropa íntima

•             Ropa deportiva

•             Leotard

Historia Polivinico:

Fue descubierto por el científico Renault en el año 1838. Descubrió, accidentalmente, el poli (cloruro de vinilo), por medio de la exposición directa del monómero a la luz del día. Sin embargo, no advirtió la importancia de sus descubrimientos, ni comprendió que el polvo blanco contenido en el vaso de precipitados de vidrio, era el polímero del líquido obtenido al comienzo.

Baumann tuvo éxito en 1872, al polimerizar varios haluros de vinilo y fue el primero en obtener algunos de estos en la forma de producto plástico.

Obtención:

Se obtiene por polimerización. La mayor parte de la producción de acetato de vinilo se obtiene mediante el llamado proceso Wacker, haciendo reaccionar etileno, oxígeno y ácido acético en presencia de un catalizador de paladio.

Se polimeriza espontáneamente dando lugar al poliacetato de vinilo o acetato de polivinilo (PVA).

También la copolimerización del cloruro de vinilo con otros monómeros da materiales sintéticos apropiados para fabricar fibras textiles. Copolimerizando con 10-12 por 100 de acetato de vinilo se obtiene una fibra (Vinyon). La fibra se elabora por hilado en seco del copolímero disuelto en acetona.

Por copolimerización de cloruro de vinilo con acrilnitrilo en la relación, se obtiene una fibra (Dynel) más estable frente al calor y disolventes que la anterior.

Otra fibra copolímera se obtiene con cloruro de vinilide¬no (Saran). Todas ellas se caracterizan por su gran resisten¬cia química buena resistencia mecánica y escasa estabilidad térmica.

Propiedades

•             buen poder aislante

•             no absorbe agua

•             resistente a la intemperie

•             resistente a polillas y bacterias

•             no absorbe humedad

•             tacto suave

•             Es resistente al aceite, grasas y disolventes

•             Es inodoro y no tóxico

Punto de Fusión

El punto de fusión del PVA es de 175°C

Combustión y solubilidad

Solubilidad: Resistentes a los ácidos, bases y otros agentes químicos,

Combustión: no arden ni se inflaman, pero son poco estables al calor, encogiéndose a 78º C.

Nombres comerciales

•             Rhovil

•             Clevyl

•             Thermovyl

•             Veidron

Usos Textiles

•             telas filtrantes

•             cordones

•             redes

•             Vestimenta antifuego y antiácidos

•             prendas de bebé

•             velos

•             vestidos

•             impermeables

•             lencería

•             calcetería

Consumo y Producción

El consumo del polivinilo fue más de un millón de toneladas métricas en 2006.

Los grandes productores son Kuraray (Japón y Europa) y Sekisui Specialty Chemicals (EE.UU.), pero China ha instalado una serie de instalaciones de producción muy grandes en la última década. En la actualidad representa el45% de Capacidad mundial.

Historia Micro fibra de Poliamida:

La producción de la microfibra se remonta a finales de 1950, utilizando técnicas de hilado "melt-Blown" (soplado-fundido) y técnicas de hilado rápido. Sin embargo, sólo podían ser fabricadas hebras finas de longitud al azar y se encontraron muy pocas aplicaciones.

Los experimentos para la producción de fibras ultra finas de un tipo de filamento continuo se realizaron posteriormente, el más prometedor de los cuales se hizo en Japón durante la década de 1960 por el Dr. Miyoshi Okamoto. Los descubrimientos del Dr.Okamoto, junto con los del Dr. Toyohiko Hikota, dieron lugar a numerosas aplicaciones industriales. Entre estas estaba Ultrasuede, una de las primeras microfibras sintéticas exitosas, que se incorporo en el mercado en la década de 1970. Así el uso de microfibras en la industria textil se expandió.

Las microfibras se dieron a conocer por primera vez en la década de 1990 en Suecia y vieron el éxito como un producto en Europa en el transcurso de la década.

 En 2007, Rubbermaid comenzó una linea de productos de microfibra para los mercados de América, siendo la primera empresa importante que lo hizo.

Obtención:

En un proceso precondensado de dos etapas para preparar poliamidas se hacen reaccionar diaminas con dihaluros deácido dicarboxílico en un medio líquido orgánico inerte, no básico y polar bajo condiciones tales que se forme un producto de condensación que tenga un bajo grado de polimerización. La condensación resultante se pone en contacto después con una solución acuosa de un receptor de ácidos hidrosoluble al alimentar continuamente los componentes en un sistema de reactores que tiene un tiempo de residencia total de aproximadamente 2 segundos a aproximadamente 2 minutos, y que tiene un número de Peclet mayor que aproximadamente 3.5 para formar un producto de poliamida que tiene un alto grado de polimerización.

Propiedades

•             Resistencia y durabilidad excelente.

Gran resistencia a la abrasión y recuperación elástica.

•             Tacto suave y sedoso.

•             De gran aplicación como fibra sola o mezclada en calcetería.

•             Incomodidad respecto a su baja absorbencia de humedad

•             confiere una alta capacidad de absorción,

•             Resiste muchoslavados

•             temperaturas altas

•             los tejidos de microfibra no se deforman

•             no se quedan pequeños ni se hacen mayores

•             hipoalergénica

Combustión y Punto de fusión

Su punto de fusión es de entre los 200°C a los 260°C.

Se funden al acercarlas a la llama. Arden lentamente y al alejar lo de la flama se auto extinguen, durante su combustión desprenden cenizas en forma de una bola gris o color café.

Solubilidad

Las microfibras de poliamida son sensibles a los ácidos, alquiles concentrados y oxidantes. El clorito sódico produce una degradación a la fibra que es más importante a medida que el PH de baño de blanqueo es más alcalino. Resisten bien los disolventes orgánicos usados en el lavado seco

Nombres comerciales

•             Dayan

•             Carbyl

•             Enkalón

•             Tactel

Producción Mundial

Producción mundial 2009: 3.300.000 Tons. y la empresa que más microfibra distribuye en latinamerica es Rubbermaid

Usos

Toallas

•             Paños

•             Batas 

•             Corseteria

•             Calcetines

•             Trajes de baño

•             Trapeadores

•             abrigos

•             guantes

Historia de Microfibras de Nanofibras:

El primer cintifico que intento crear el material fue  Von Neuman en los años 40, estudió la posibilidad de crear sistemas de una manera que se auto reproducen.

En 1959 Richard Feynmann en una conferencia expresó su inclinación por descubrir como manejar objetos átomo por átomo.En el año 1985 se descubrieron las nanopartículas.  En 1996 Harry Koto recibió un premio Nobel por el descubrimiento de las nanoparticulas.

Pero fue años después cuando en el Instituto de Tecnología de Georgia fueron desarrolladas las nanaofibras por un equipo al mando de Zhong Lin Wang.

Obtención:

Se obtienen mediante un proceso común para obtener fibras comunes consiste en el hilado en el que un polímero fundido o en solución se hace pasar por una boquilla a cierta velocidad y temperatura. Además se estira el material buscando darle más módulo y resistencia. Pero 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.

El electrospinning consiste en usar 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 al aplicarle el campo eléctrico se acumulan las cargas en la superficie, esto produce un goteo que forma la fibra.

Propiedades

•             Flexibilidad

•             tenacidad

•             resistencia a la tracción

•             son hidrofóbicos

•             efecto anti microbiano

•             barrera termica

•             control de electricidad estática

•             transpirabilidad

•             propia para tejidos inteligentes

•             buena solides de colores

•             antillamas

Combustión

En la prueba de combustión se observa que se va quemando muy lentamente y queda carbonizada como una bola dura.

Solubilidad

Es resistente y con un contacto rápido no le pasa nada en cambio si esta permanece mucho tiempo expuesta a un ácido se va desasiendo poco a poco.

Usos textiles

ropa de proteccion

uniformes inteligentes

ropa deportiva y para aire libre

tela de filtracion (geotextiles)

vendajes

textiles médicos

Historia de Conterra:

El PTT fue patentado por primers vez en 1941 por John Rex Whinfield y James Tennant Dickson pero no fue hasta la década de 1990 cuando Shell Chemicals desarrollo un método de bajo costo para su producción al agregar 1,3 - propanodiol

Obtención:

Se puede preparar mediante la introducción de grupos aldehído y también se obtiene por la oxidación de la fibra para intruducir grupos aldehído, seguido de la reacción de una parte de los grupos aldehido con un reactivo que contiene nitrógeno.

Propiedades

Suave

•             Resistente al estiramieto

•             Secado rápido

•             Resistente a arrugas

•             Capaz de retener pliegues y arrugas

•             Fácil de lavar

Usos

•             Ropa casual

•             Alfombras

•             Trajes de baño

•             Ropa Deportiva

•             Cortinas

•             Sabanas

•             Telas de Tapiceria

•             No tejidos

Nombres Comerciales

Shell ha autorizado el uso de la marca Corterra a las siguientes productoras de fibras:

•             KoSa, Catalana de Polímers (España).

•             Interface Flooring Sistems Inc., Setila (Francia).

•             Unifici Textured Yarns Europe Ltd., Miroglio (Italia).

•             SK Chemicals, Handbook Synthetics Inc. (Corea).

•             Hyosung Corp. (Corea).

Producción

La empresa con la mayor producción de esta fibra es Shell  Chemicals

Definición de Cationica:

Una fibra de celulosa catiónica que contiene entre 1 y 30 grupos catiónicos y entre 0,1 y 20 grupos aldehído por 100 unidades de anhidroglucosa es una base adecuada para la producción de productos de papel y el tejido sin la necesidad de utilizar polímeros catiónicos no biodegradables como aditivos de resistencia en húmedo.

Obtención:

La fibra celulósico catiónico se puede obtener por oxidación de la fibra para introducir grupos aldehído, seguido de la reacción de una parte de los grupos aldehído con un reactivo que contiene nitrógeno tal como hidrocloruro de hidrazida de betaína. La fibra se combina ventajosamente con un polímero aniónico tal como monoaldehıdo carboxilo almidón o con ciclodextrina aniónica.

Propiedades

•             Buena retención del color

•             Resistencia a la humedad

•             Buena elastividad

•             Tensión de fluencia D5 =  0,45

Usos

Las fibras catiónicas se pueden mezclar con fibras celulósicas regulares o material polimérico hidrocoloidal para darles mejores características.

Definición de Fibra de Carbón:

La fibra de carbono es un material formado por fibras de 50-10 micras de diámetro, compuesto principalmente de átomos de carbono. Los átomos de carbono están unidos entre sí en cristales que son más o menos alineados en paralelo al eje longitudinal de la fibra. La alineación de cristal da a la fibra de alta resistencia en función del volumen. Varios miles de fibras de carbono están trenzados para formar un hilo, que puede ser utilizado por sí mismo o tejido en una tela.

 Historia:

En 1958, Roger Bacon creó fibras de alto rendimiento de carbono en el Centro Técnico de la Union Carbide Parma. 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.

El alto potencial de la fibra de carbono fue aprovechado en 1963 en un proceso desarrollado en el Establecimiento Real de aeronaves en Hampshire, Reino Unido. El proceso fue patentado por el Ministerio de Defensa del Reino Unido y luego autorizada a tres empresas británicas: Rolls-Royce, Morganita y Courtaulds. 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.

Obtención:

La fibra de carbono se fabrica a partir de otro polímero, llamado poliacrilonitrilo, a través de un complicado proceso de calentamiento. Cuando se calienta el poliacrilonitrilo, el calor hace que las unidades repetitivas ciano formen anillos Al aumentamos el calor, los átomos de carbono se deshacen de sus hidrógenos y los anillos se vuelven aromáticos. Este polímero constituye una serie de anillos piridínicos fusionados.

Luego se incrementa la temperatura a unos 400-600°C. De este modo, las cadenas adyacentes se unen:

Este calentamiento libera hidrógeno y da un polímero de anillos fusionados en forma de cinta. Incrementando aún más la temperatura de 600 hasta 1300ºC, nuevas cintas se unirán para formar cintas más anchas:

De este modo se libera nitrógeno. Terminado el proceso, las cintas son extremadamente anchas y la mayor parte del nitrógeno se liberó, quedando una estructura que es casi carbono puro en su forma de grafito.

El filamento de carbono es producido a partir de un polímero precursor. El polímero precursor es comúnmente rayón, poliacrilonitrilo (PAN) o una resina derivada del petróleo.

Propiedades

Tiene propiedades mecánicas similares al acero y es tan ligera como la madera o el plástico. Por su dureza tiene mayor resistencia al impacto que el acero.

•         Muy Elevada resistencia mecánica, con un módulo de elasticidad elevado.

•         Baja densidad, en comparación con otros elementos como por ejemplo el acero.

•         Elevado precio de producción.

•         Resistencia a agentes externos.

•         Gran capacidad de aislamiento térmico.

•         Resistencia a las variaciones de temperatura, conservando su forma, sólo si se utiliza matriz termoestable

Combustión

En la flama es incandescente y dan a la flama color rojo, naranja y amarillo si rebasa los 1500 °C se puede llegar a ver una flama blanca

Nombres comerciales

•             EASTON

•             EFFEKTEN

•             TEK

Producción

La producción global de fibra de carbono es de $ 10,8 mil millones de dólares en 2009,aprox. 13,2 mil millones de dólares en 2012 y que aumente a 18,6 mil millones de dólares en EE.UU. en 2015 con una tasa de crecimiento anual del 7% o más. Las demandas más fuertes provienen de las industrias aeronáutica y aeroespacial, de la energía eólica, así como de la industria automotriz.

Usos

•             Reforzar materiales

•             Tapicería de autos

•             Guantes de seguridad

•             Ropa de seguridad

•             Tejidos de las raquetas

•             Impermeables

•             Suela de calzado de seguridad