Polímeros textiles

1. Polímeros textiles Tecnología de Polímeros Sanjana Haresh Sadhwani 5º Ing. Química Mayo 2009

2. Índice • Antecedente histórico • Clasificación de las fibras textiles • Fibras manufacturadas químicas 3.1. Fibras artificiales 3.2. Fibras sintéticas 4. Innovaciones textiles 4.1. Fibras ultra-hidrófobas 4.2. Polímeros con efecto memoria 4.3. Fibras biodegradables 4.4. Textiles en la ropa deportiva 4.5. Textiles con propiedades especiales

3. 1. Antecedente histórico Edad de Piedra Lino El hilado y el tejido se realizan desde la antigüedad A partir de la propia naturaleza Edad de Bronce Lana Hace 5000 años Seda Con el tiempo, la demanda fue aumentando Se producen según las necesidades y no dependen de la naturaleza Fibras químicas Económicas

4. 2. Clasificación de las fibras textiles Fibras naturales Fibras manufacturadas Animales Vegetales Minerales F. M. Físicas F. M. Químicas Fibras sintéticas Fibras artificiales

5. 3. Fibras manufacturadas químicas Fibras artificiales Fibras sintéticas • Se fabrican por transformación química de polímeros naturales. • Presentan propiedades semejantes a las fibras naturales • Generalmente derivan de la celulosa y caseína. • Se obtienen por polímeros sintéticos (síntesis química) • Mayor difusión que las naturales • Se aprovechan los derivados del petróleo

6. 3.1. Fibras artificiales • Fueron investigadas por primera vez por Hilaire Bernigaud, quien descubrió el Rayón. • La elaboración se ha ido perfeccionando desde la producción de la fibra hasta la fabricación de los tejidos y su mezcla con otras fibras, tanto naturales como artificiales. • Actualmente, estas fibras son muy valoradas • Precios elevados

7. 3.1. Fibras artificiales.Propiedades Propiedades negativas: • Se arrugan con mucha facilidad • Alta sensibilidad al agua y a exposiciones prolongadas a la luz, produciendo pérdida de resistencia • Se hinchan mucho y deforman fácilmente • Son atacados por los detergentes y otros componentes presentes en los preparados para el lavado doméstico. Propiedades positivas: • Tacto suave y muy flexibles • Buen comportamiento frente a la formación de bolitas (pilling) • Buenos conductores de calor y fríos al tacto • Alta solidez del color

8. Acetato Triacetato Tencel • Modificaciones: • HWM o modal • Rayón alta tenacidad • Cupramonio Tipos de fibras artificiales • Se obtiene por reacción de la celulosa con NaOH y CS2, obteniendo xantato de celulosa que se disuelve con más NaOH • Se utilizó en recubrimientos de telas, bordados, decoración, medias, ropa interior, manteles,…. • Buena elasticidad y capacidad de absorción de agua • Frágil al humedecerse • Actualmente, apenas se utiliza debido al CS2 (contaminante) • Buena versatilidad • Puede imitar el tacto de la seda, lana, algodón o lino. • Suaves, ligeros, frescos, cómodos, muy absorbentes y transpirables • Su resistencia disminuye con el paso del tiempo • Se carga electrostáticamente • Arde con facilidad • Poca recuperación elástica • Usos: confección textil y decoración Viscosa Rayón

9. Viscosa Rayón Tipos de fibras artificiales • Pulpa de madera o pelusa de algodón + ácido • Se utiliza en vestidos, camisas, pantalones, tapicerías,… • Elástico y tacto sedoso • Poca resistencia (abrasión y tensión) • Fácil de arrugar • Color no permanente • Sensible a ácidos y álcalis • Celulosa + anhídrido acético • Usos: vestidos, faldas, ropa de deporte • No encoge ni arruga • Fácil de planchar y secar • Estable a la luz y temperaturas altas Tencel Acetato Triacetato • Pulpa de madera + óxido amínico • Uso generalizado en la industria textil • Aspecto de las fibras naturales • Más resistente • Biodegradable • Encoge muy poco • Fija bien los colores

10. 3.2. Fibras sintéticas • Se obtienen mediante el proceso de polimerización aplicado a determinadas materias primas. • Se diferencian entre sí por los elementos químicos por los que están fabricados, las uniones y el método de hilatura empleado. • Se utilizan materias primas poco costosas: carbón, alquitrán, amoniaco, petróleo, además de subproductos de procesos industriales. • Producción de la fibra: Mediante calor, se funde el componente químico. Después, se hace pasar por una rejilla de orificios (hilera). Los “hilos” al contacto con el aire se solidifican y endurecen, quedando listos para ser enrollados en la bobina.

11. 3.2. Fibras sintéticas Propiedades Propiedades negativas: • Baja absorción de la humedad provocando la tendencia a cargas electrostáticas • Alta sensibilidad a la acción del calor • Afinidad por aceites y grasas (oleofílicas) que se deben eliminar mediante limpieza en seco Propiedades positivas: • Gran resistencia al roce y al arrugado • Gran resistencia a agentes químicos. • Excelente recuperación elástica • Colores sólidos frente a los lavados • Peso ligero • Resistencia la luz solar (usos en exteriores, cortinas, visillos, banderas, etc). • Resistente a microorganismos y polillas

12. Poliéster Poliamida o Nylon Poliuretano Tipos de fibras sintéticas Polietileno Otras fibras Acrílicas Modacrílicas Polipropileno • Contiene como mínimo 85% de monómero que tenga un carbono de cada dos con un grupo metilo, en disposiciónisotáctica • Usado ampliamente en la industria textil • Muy económicas • Elásticas y resistentes • Difícil de teñir • Mala percepción al tacto • Compuestas por macromoléculas con mínimo 85% de acrilonitrilo • Usos: Alfombras, jerseys, faldas, calcetines, ropa infantil, mantas,… • Buena rigidez y elasticidad • Resistente a la abrasión, humedad, hongos,… • Inflamables a la llama • Tienden a encoger • Contienen entre 35% y 85% de acrilonitrilo. • Otros monómeros utilizados: Cloruro de vinilo, de vinilideno y cianuro de vinilideno • Buena resistencia térmica y al fuego • Prendas suaves, calientes y elásticas • Poca tendencia al pilling • Baja absorbencia

13. Polipropileno Poliéster Modacrílicas Poliuretano Tipos de fibras sintéticas Otras fibras Acrílicas • Contiene como mínimo un 85% de etileno • Características similares al polipropileno diferenciándose en que éste sí resiste bien a la luz • Fibra más resistente de todas • Usos: medias, ropa interior, alfombras, prendas impermeables,… • Hidrófobas, elásticas y resistentes • No requiere planchado • Alta durabilidad • Sensación de frío • Costo elevado • Problemas de Pilling • Se degrada con luz UV (amarillea) • Mala percepción al tacto • Tipos: • 11Z: ropa impermeable • 12Z: ropa interior • 427:imita la seda • NOMEX: prenda contra el fuego Polietileno Poliamida o Nylon

14. Polipropileno Polietileno Modacrílicas Tipos de fibras sintéticas Acrílicas Poliamida o Nylon • Compuestas por un mínimo de 85% de un éster de dial y ácido tereftálico. • Importante: Tereftalato de polietileno. • Utilización diluída • Usos: faldas, camisas, ropa interior,… • Resistente: estirado y encogido • Fácil de teñir y secar. • Imitan fibras naturales • Sensación de frío • Propensas a electricidad estática. • Costosas y pilling • Spandex, copolímero. • Usos: cinturones, ropa interior, traje de baño, almohadas,… • Ligera, elástica, suave. • Recupera su forma original. • Resistente a desodorantes, O2 y O3. • Sensible a Tª, productos químicos y luz Poliéster Poliuretano Otras fibras • Clorofibras • Fluorofibras • Policarbamidas • Aramidas…

15. Carga electrostática en fibras sintéticas

16. Carga electrostática en fibras sintéticas Causas Consecuencias • Estructura molecular y polaridad • Humedad ambiental • Tipo de acabado y deformaciones estructurales • Contacto y rozamiento con fibras • Calentamiento • Dificulta hilado y tejido: se pegan las fibras • Atrae polvo y suciedad • Efecto desagradable en el uso Métodos para disminuir la tendencia electrostática Métodos físicos Métodos químicos • Productos tensoactivos • Mezclar fibras sintéticas con otras (artificiales o naturales) • Humidificación ambiente • Ionización atmósfera • Contacto a tierra

17. 4. INNOVACIONES TEXTILES 4.1. Fibras ultra-hidrófobas Tecnología basada en la naturaleza Finalidad Producir fibras repelentes al agua y a la suciedad HOJAS DE LOTO Clave del efecto loto Repelentes al agua e impecables Superficie con protuberancias y sustancia hidrófoba Rugosidad de la superficie

18. 4.1.1. Fibras ultra-hidrófobas. Procedimientos de obtención Capa hidrófoba mediante un polímero injerto y nanopartículas Poliestireno (baja energía de superficie) Nanopartículas de Plata Aporta comportamiento hidrófobo Iniciador de la rugosidad PET muy hidrófobo Mecanismo de múltiples etapas

19. 4.1.2. Fibras ultra-hidrófobas. Procedimientos de obtención Modificación de la superficie con nanopartículas intercambiables Cubierta Mecanismo 2 polímeros diferentes • Insertar P2VP • Deposición de nanopartículas sobre P2VP • Adición de PS P2VP PS La superficie presenta comportamiento hidrófobo en agua neutra y básica Pegajoso, con grupos adhesivos Hidrófobo El P2VP se contrae y el PS queda expuesto a la superficie Anclaje para adherir nanopartículas a la fibra pH bajos Conformación extendida

20. 4.1.3. Fibras ultra-hidrófobas. Procedimientos de obtención Aplicación a poliéster con buenos resultados Capa porosa hidrófoba SEBS Poliestireno Deposición sobre un sustrato (torta de silicona) Extracción de PS con etilacetato Estructura rugosa porosa sobre el sustrato

21. 4. INNOVACIONES TEXTILES 4.2. Polímeros con efecto memoria Son materiales inteligentes que, tras ser deformados, recuperan su estado inicial al estar sometidos por agentes externos como la temperatura. Ejemplos 1.Polímero sintetizado por técnicas comunes Forma permanente Coolmax Thermax Deformación a una forma temporal (T más baja que la de sintetizado) 2. Programación Protección frente al calor Protección frente al frío 3. Recuperación de la forma permanente al calentar SMPs Poliuretanos con componentes iónicos Confort ante cualquier clima Aplicaciones Copolímeros de PET y PEO Copolímeros con PS

22. 4. INNOVACIONES TEXTILES 4.3. Fibras biodegradables Utilización de fibras biodegrables en la hilatura Aitex Tecnología Biotex Doble necesidad Estos biopolímeros no pueden ser utilizados por sí mismos Alternativa al petróleo Vida media de los desechos muy alta Problemática Biopolímeros Modificación en investigación Completamente biodegradables Quitina Maíz Almidón Soja

23. 4. INNOVACIONES TEXTILES 4.4. Textiles en la ropa deportiva • Ligero • Impermeable, Protección agua, viento y frío • Buena transpirabilidad Goretex Algunos ejemplos • Protección viento • Transpirable • No protege frente al agua Windstopper • Película externa microporosa: • Comprime la musculatura • Reduce la fatiga • Favorece recuperación muscular • Ligero • Transpirable Tecnología EXO

24. 4. INNOVACIONES TEXTILES 4.5. Textiles con propiedades especiales Repelentes a microorganismos Inarrugables Autolimpiables • Textiles que contengan celulosa. • Son tratados con un agente de acabado y secado que contenga: • Uno o más poliisocianatos hidrofílicamente modificados • Uno o más poliuretanos en forma disuelta o dispersa. Universidad de HK Barrera contra toxinas y matan bacterias Nanotecnología Aplicación: médicos, enfermeras y soldados expuestos a patógenos Polímeros con nanorevestimientos de Titanio

25. Polímeros textiles Tecnología de Polímeros Sanjana Haresh Sadhwani 5º Ing. Química Mayo 2009