2. 2 Características físicas, químicas, mecanicas y termicas de las fibras

Propiedades Físicas

Las propiedades físicas son aquellas que logran cambiar la materia sin alterar su composición. Por ejemplo, cuando moldeas un trozo de plastilina, sus átomos no se ven alterados de ninguna manera, pero exteriormente cambia su forma. 

Estas propiedades pueden variar en tres estados distintos como: Estado Sólido, Líquido y Gaseoso.

Estado Sólido

Se producen cuando los materiales se encuentran a una baja temperatura provocando que sus átomos a menudo se entrelazan formando estructuras cristalinas definidas, lo que les permite soportar fuerzas sin deformación. Los sólidos son calificados como duros y resistentes, y en ellos las fuerzas de atracción son mayores que las de repulsión.

Las sustancias en estado sólido tienen las siguientes características:

• Forma definida.
• Incompresibilidad (no pueden comprimirse)
• Resistencia a la fragmentación.
• Volumen tenso.

Estado Líquido

Se produce cuando dicho material adquiere el punto de fusión y su principal característica es la capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene.

El estado líquido presenta las siguientes características:

• Fuerza de cohesión menor.
• Toma la forma del envase que lo contiene.
• En frío se comprime.
• Posee fluidez.

Estado Gaseoso

Se alcanza esto punto aumentando la temperatura de dicho material para llegar hasta su ebullición. Los átomos o moléculas del gas se encuentran libres de modo que son capaces de ocupar todo el espacio del recipiente que lo contiene, aunque con mayor propiedad debería decirse que se distribuye o reparte por todo el espacio disponible.

El estado gaseoso presenta las siguientes características:

• Fuerza de cohesión casi nula.
• Sin forma definida.
• Toma el volumen del envase que lo contiene.
• Se puede comprimir fácilmente.
• Ejerce presión sobre las paredes del recipiente que los contienen.
• Los gases se mueven con libertad.

Propiedades Químicas

Propiedades químicas de la madera

La composición química de la pared celular de las fibras de madera es de mucha importancia, especialmente en maderas duras, por el efecto que tiene en la calidad de la pulpa y papel. La composición química de la madera en sus principales componentes holocelulosa, lignina y extraíbles, es de suma importancia para el comportamiento de la madera en el proceso de pulpaje, así como para la calidad de la madera.

De todos los compuestos naturales de carbono, la celulosa parece ser el más abundante y es el principal componente de todas las maderas. Frecuentemente se encuentra en forma fibrosa y dado que su resistencia a la tensión es muy grande, se convierte en el componente más importante en la fabricación de pulpa y papel.

La lignina, que corresponde a un polímero complejo donde su función principalmente es como relleno o sustancia cementante para impartir rigidez al tejido leñoso.

Los polímeros derivados de celulosa, hemicelulosa y lignina presentan una variación considerable en las distintas especies de Eucalyptus. Además, esta lignina es de fácil extracción con un bajo consumo de reactivos químicos lo que trae como consecuencia un fácil pulpaje.

Con respecto a los extraíbles presentes en el género Eucalyptus, presenta un alto y variado contenido de extraíbles que varían considerablemente según la especie y que la mayoría de los compuestos son fenólicos con alguna proporción de ácido elágico.

Propiedades químicas de los metales

Sus átomos tienen 1, 2, o 3 electrones en su último nivel de energía. Los elementos que forman los grupos IA(Alcalinos), IIA(Alcalinotérreos), IIIA(Térreos) son metálicos, por lo tanto los elementos del grupo IA tienen en su último nivel de energía un electrón, los del grupo IIA tienen dos electrones y los del IIIA tienen tres electrones.

Sus átomos pueden perder los electrones de su último nivel de energía y, al quedar con más cargas positivas forman iones positivos llamados cationes.

Sus moléculas son monoatómicas. Es decir, sus moléculas están formadas por un solo átomo (Al, Cu, Ca, Mg, Au). Forman óxidos al combinarse con el oxígeno.

El carácter metálico varía de acuerdo con la ubicación del elemento en la clasificación periódica. Acción del oxígeno sobre los metales: Con el oxígeno forman óxidos que en presencia del agua funcionan como bases o hidróxidos. Estas bases son muy fuertes para los metales del primer grupo /alcalinos), menos fuertes para los del segundo grupo (alcalinos terreos) y de más en más débiles a medida que aumenta la valencia y el peso atómico.

Todos los metales, excepto el Au, la Ag y el Pt (metales nobles), se oxidan a la temperatura más o menos elevada en el oxígeno o en el aire seco. Los metales como el Na, el K, el Fe y el Al, al oxidarse a temperatura muy elevada, suelen hacerlo con mucha energía y con viva incandescencia.

Propiedades químicas de los polímeros

Las propiedades químicas de los polímeros se manifiestan a través de la afinidad que tengan los elementos constitutivos del polímero con el medio al cual están expuestos.Todos los átomos de los polímeros están combinados, sin embargo existe el riesgo de la disolución , la cual hace que los elementos se separen del polímero, y debido a esto no deben ser expuestos a solventes (acetona, alcohol, etc.).

• Son permeables a muchos fluidos.
• La exposición a la radiación solar puede hacer que el material se averíe, pierda pigmento, se fracture y se rompa según la cantidad de calor.
• No son afectados por el fenómeno de corrosión; los elementos ya están oxidados naturalmente.
• No reaccionan con ácidos.
• Fenómeno en el cual los elementos combinados tienen una mayor afinidad con algún elemento del medio que lo rodea, que con los elementos del mismo polímero.
• Fenómeno en el cual fluidos, líquidos y gases, puedan pasar a través de los intersticios de los polímeros.
• Infrarrojo (Gran longitud de onda) y Ultravioleta (Baja longitud de onda).

Propiedades químicas de las fibras textiles

	SENSIBLE A	RESISTENTE A
ALGODÓN	Ácido sulfúrico. Cuproamoniacal al 80%	Disolventes, Alcalis, Ácidos diluidos.
LANA	Ácido sulfúrico y Clorhírico concentrado, Alcalis	Disolventes orgánicos, Ácidos diluidos, oxidantes.
CELULOSA	Ácidos, Alcalis fuertes, cupro-amoniacales, ciertos oxidantes.	Disolventes orgánico, Acetona. Ácido Fórmico.
ACRÍLICO	Alcalis caliente, Dimetil, Formamida, Ácido nítrico en frío.	Ácidos, Oxidantes, Disolventes.
POLIAMIDA	Ácidos concentrados, Fenol, Dimetilformamida en caliente.	Disolventes orgánicos. Agentes de blanqueo
POLIÉSTER	Ácido nítrico concentrado, Nitrobenceo. Fenoles	Antioxidantes.
POLIETILENO	Hidrocarburos clorados caliente.	Bases, ácidos, disolventes.
POLIPROPILENO	Disolventes clorados a alta temperatura, Compuestos aromáticos	Ácidos y alcalis fuertes, Disolventes corrientes.

Propiedades químicas de los pétreos

Las rocas se deben clasificar por su composición química, mineralogía, estructura, yacimiento y origen. La clasificación adoptada en la construcción es la geológica o modo de formación.

Las rocas se denominan simples o compuestas, según estén formadas. Estos minerales pueden pertenecer a cualquiera de los siguientes grupos químicos: óxidos, silicatos, carbonatos y sulfatos.

Pertenecen al grupo de los óxidos, el silice, el cuarzo, lo pórfidos, las areniscas y el gneis.

Al grupo de los silicatos pertenecen los feldespatos de sus distintas variantes, potásico y cálcico.

Dentro del grupo de los carbonatos tenemos la calcita (carbonato cálcico), que es el mineral esencial de las piedras calizas y mármoles, la magnesista y la dolomia.

Finalmente, el grupo de los sulfatos, tenemos el algez o sulfato cálcico hidratado, que es el mineral esencial del yeso.

Propiedades Mecánicas

En ingeniería, las propiedades mecánicas de los materiales son las características inherentes, que permiten diferenciar un material de otro. También hay que tener en cuenta el comportamiento que puede tener un material en los diferentes procesos de mecanización que pueda tener.

• Elasticidad 

El término elasticidad designa la propiedad mecánica de ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan.

• Plasticidad 

La plasticidad es la propiedad mecánica que tiene un material para deformarse permanentemente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su limite elástico.

• Resistencia a la fluencia 

Es la fuerza que se le aplica a un material para deformarlo sin que recupere su antigua forma al parar de ejercerla.

• Resistencia a la tracción o resistencia última 

Indica la fuerza de máxima que se le puede aplicar a un material antes de que se rompa.

• Resistencia a la torsión 

Fuerza de torsión máxima que soporta un material antes de romperse.

• Resistencia a la fatiga 

Deformación de un material que puede llegar a la ruptura al aplicarle una determinada fuerza repetidas veces.

• Dureza 

La dureza es la propiedad que tienen los materiales de resistir el rayado y el corte de su superficie. Por ejemplo: la madera puede rayarse con facilidad, esto significa, que no tiene mucha dureza, mientras que el vidrio cuando lo rayas no queda marca, por lo tanto tiene gran dureza. 

• Fragilidad 

La fragilidad intuitivamente se relaciona con la cualidad de los objetos y materiales de romperse con facilidad. Aunque técnicamente la fragilidad se define más propiamente como la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación, a diferencia de los materiales dúctiles que se rompen tras sufrir acusadas deformaciones plásticas.

• Tenacidad 

La tenacidad es una medida de la cantidad de energía que un material puede absorber antes de fracturarse. Evalúa la habilidad de un material de soportar un impacto sin fracturarse.

• Resiliencia o resistencia al choque

Es la energía que absorbe un cuerpo antes de fracturarse. 

• Ductilidad

La ductilidad es una propiedad que presentan algunos materiales, como las aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse, permitiendo obtener alambres o hilos de dicho material. A los materiales que presentan esta propiedad se les denomina dúctiles. Los materiales no dúctiles se clasifican de frágiles. Aunque los materiales dúctiles también pueden llegar a romperse bajo el esfuerzo adecuado, esta rotura sólo se produce tras producirse grandes deformaciones.

• Maleabilidad 

La maleabilidad es la propiedad de la materia, que junto a la ductilidad presentan los cuerpos al ser elaborados por deformación. Se diferencia de aquella en que mientras la ductilidad se refiere a la obtención de hilos, la maleabilidad permite la obtención de delgadas láminas de material sin que éste se rompa. Es una cualidad que se encuentra opuesta a la ductilidad puesto que en la mayoría de los casos no se encuentran ambas cualidades en un mismo material.

• Maquinabilidad 

La maquinabilidad es una propiedad de los materiales que permite comparar la facilidad con que pueden ser mecanizados por arranque de virutas.

• Colabilidad 

Es la capacidad de un metal fundido para producir piezas fundidas completas a partir de un molde.

Propiedades térmicas

Se sabe que los materiales cambian sus propiedades con la temperatura. En la mayoría de los casos las propiedades mecánicas y físicas dependen de la T° a la cual el material se usa o de la T° a la cual se somete el material durante su procedimiento.

• Densidad (ρ)

Masa de material por unidad de volumen: ρ = m / V (kg/m3).

• Calor específico (C)

Cantidad de energía necesaria para aumentar en 1 ºC la temperatura de 1 kg de material. Indica la mayor o menor dificultad que presenta una sustancia para experimentar cambios de temperatura bajo el suministro de calor. Los materiales que presenten un elevado calor específico serán buenos aislantes. Sus unidades del Sistema Internacional son J/(kg·K), aunque también se suele presentar como kcal/(kg·ºC); siendo 1 cal = 4,184 J. Por otra parte, el producto de la densidad de un material por su calor específico (ρ · C) caracteriza la inercia térmica de esa sustancia, siendo esta la capacidad de almacenamiento de energía.

• Conductividad térmica (k)

Capacidad de un material para transferir calor. La conducción térmica es el fenómeno por el cual el calor se transporta de regiones de alta temperatura a regiones de baja temperatura dentro de un mismo material o entre diferentes cuerpos. Las unidades de conductividad térmica en el Sistema Internacional son W/(m·K), aunque también se expresa como kcal/(h·m·ºC), siendo la equivalencia: 1 W/(m·K) = 0,86 kcal/(h·m·ºC).

• Difusividad térmica (α)

Caracteriza la rapidez con la que varía la temperatura del material ante una solicitud térmica, por ejemplo, ante una variación brusca de temperatura en la superficie. Se puede calcular mediante la siguiente expresión:  α = k / (ρ · C) (m2/s)

2. 1 Propiedades y características generales

Las características que deben analizarse en las fibras textiles:

• Textura: Es decir, aspecto y sensación al tacto. Esta propiedad está determinada por la estructura microscópica de las fibras, especialmente la forma.
• Resistencia mecánica: Especialmente la resistencia a la tracción y por ende a la rotura.
• Propiedades eléctricas: Las fibras textiles son buenas aislantes.
• Resistencia a la humedad: Llamada reprise. El agua tiende a hinchar las fibras, especialmente aquellas de origen vegetal.
• Resistencia química: Especialmente a los álcalis y ácidos.
• Resistencia a la luz: El sol tiende a degradar la mayoría de las fibras.
• Resistencia al calor: En algunos casos tiende a carbonizar la fibra (origen natural).

Las propiedades eléctricas más importantes de las fibras están asociadas con la absorción de agua ya

que el material se distribuye cuando aumenta el contenido de humedad. Las buenas fibras textiles tienen que resistir el ataque de los ácidos y las bases de concentración moderada hasta temperaturas de 60 a 80º C

Propiedades de las Fibras:

Las propiedades básicas deseables en una fibra son:

1. Alto punto de fusión, que la haga apta a tratamientos térmicos, ya sean de tintura o planchado.
2. Suficiente resistencia y elasticidad.
3. Tintabilidad, es decir, que se le pueda aplicar color de forma permanente.
4. Hidrifilidad moderada, que sea confortable al contacto con la piel.

Pero todas estas propiedades dependen del campo de aplicación, así que atendiendo a éste campo (prendas de vestir), las propiedades más apreciadas son:

• Percepción; el tacto, aspecto visual.
• Capacidad de protección frente al calor, al frío o al agua.
• Fácil cuidado de la prenda.
• Confort.
• Durabilidad y mantenimiento.

En cambio, cuando se trata de usos más técnicos o industriales, las propiedades más apreciadas en una fibra son:

• Resistencia a la tracción y fatiga.
• Resistencia a diferentes agentes.
• Durabilidad al uso y mantenimiento.
• Protección frente a agentes externos.

1. 2. 3 Microfibras

Es un tipo de fibra sintética muy fina con la que se fabrica un textil no tejido llamado, por extensión, también microfibra. El hilo obtenido es cien veces más fino que el cabello humano, pero sólo la mitad de grueso que la seda. 

Generalmente están compuestas de 80% de poliéster y de 20% de poliamida. 

 

Okamoto descubrió, junto con el Dr. Toyohiko Hikota, amplias aplicaciones industriales, tales como Ultrasuede, también conocido como Alcántara. 

Una de las primeras microfibras sintéticas con éxito que se encontró en el mercado fue en la década de 1970.El uso en la industria textil de la microfibra se dio a conocer por primera vez en la década de 1990 en Suecia, y vio el éxito como producto en el resto de Europa, en el transcurso de esa década. 

 

Es la mezcla de fibras microscópicas de poliéster y poliamida (nylon) que se combinan creando pequeños ganchos que actúan como garras absorbiendo cualquier materia que necesite limpiar. La poliamida se utiliza generalmente en el centro de la microfibra (20%-30%) mientras que el poliéster la recubre.

Azul: Poliester     -    Amarillo: Nylon

1. 2. 2 Especiales

Rayón

El rayón, llamado también "seda artificial" se hace de celulosa obtenida de pulpa de madera o de pequeñas y finas fibras de algodón que no se prestan a fines textiles.

Hay cuatro métodos principales de fabricar rayón, los cuales describiremos brevemente:

• El método más antiguo fue concebido en Inglaterra por Swan en 1883 y por Chardonnet en Francia poco más o menos al mismo tiempo. Se disuelve el nitrato de celulosa en una mezcla de alcohol y éter y la solución se pasa a presión por unos tubos capilares a un recipiente con agua. A las hebras así obtenidas se les remueve el nitrato tratándolas con ciertos productos químicos como, por ejemplo, sulfuro amónico. Aún se fabrica en Europa seda Chardonnet, aunque en cantidades limitadas.
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• El proceso cuproamoniacal es otro bien conocido método de fabricar rayón. Fue descubierto por Schweitzer en 1857 y tiene la ventaja de ser menos riesgoso que el proceso Chardonnet. Se disuelve la celulosa en una solución de hidróxido cúprico en amoniaco y el líquido viscoso resultante se pasa a presión a través de los pequeños orificios de un hilandero hacia un baño de ácido diluido donde las fibras se arrollan en carreteles.
• El proceso viscoso, ideado por dos químicos británicos, Cross y Bevan en 1892 es, con mucho, el método más importante de fabricar seda artificial y por este método se hace la inmensa mayoría de la fibra rayón que se fabrica hoy en día. Se sumerge la pulpa de madera en una solución fuerte de soda cáustica la que se trata después con bisulfuro de carbono. De esta forma se convierte la celulosa en un compuesto que es de fácil dispersión en la solución de soda cáustica. Al producto que así se obtiene se le da el nombre industrial de "viscosa". Se pasa por presión por los pequeños poros de una hilandera de metal hacia una solución de ácido que vuelve a convertir las hebras viscosas en celulosa pura.
• El proceso de acetato no es por regeneración como los anteriores (en los que la celulosa se convierte en compuestos de celulosa para reconvertirse después en celulosa), ya que las fibras se obtienen en realidad de acetato de celulosa, por un cambio de la sustancia natural.

Este método, desarrollado comercialmente después de la Primera Guerra Mundial, consiste en tratar hilachas inservibles de algodón con una cantidad excesiva de anhídrido acético y ácido acético para convertirlas en acetato de celulosa; se disuelve éste en acetona y se para a presión la solución por una hilandera para obtener las hebras. Estas son químicamente tratadas y arrolladas en carreteles con destino a las industrias textiles.

La reacción típica de producción se logra agregando al monómero (unidad básica estructural del polímero), un iniciador con radicales libres y sustancias modificadoras.

Vinyon

Se obtiene copolimerizando 60% de cloruro de vinilo con 40% de acrilonitrilo. Las fibras resultantes tienen una temperatura de ablandamiento de 158°C. 

Las largas fibras de vinyón N se cortan en pedazos pequeños semejantes a los tamaños del algodón o de la lana y se les denomina dynel. Esta fibra se suele mezclar con otras para elaborar estambres para tejer. 

Las fibras de vinyón N son termoplásticas, y hasta cierto punto se parecen al nylon. Esta propiedad se aprovecha ventajosamente en los acabados de las telas, como por ejemplo en los estampados. 

Una variación de este tipo de fibra es el vinyón, que se obtiene copolimerizando 88% de cloruro de vinilo con 12% de acetato de vinilo.

Sarán

Esta fibra también se conoce como velón. Se produce copolimerizando el cloruro de vinilo con cloruro de vinilideno.

El policloruro de vinilideno, cloruro de polivinilideno o PVDC (polyvinylidene chloride) es un polímero sintético producido por la polimerización del cloruro de vinilideno. Nombre por IUPAC, poli-1,1-dicloroeteno. Se utiliza principalmente en películas plásticas claras, flexibles e impermeables para envolver alimentos. En general se lo utiliza en forma de copolímero de cloruro de vinilideno, principalmente con cloruro de vinilo, pero también con acrilatos o nitrilos. 

Ralph Wiley, trabajador de laboratorio en Dow Chemical, descubrió accidentalmente cloruro de polivinilideno en 1933. Al limpiar la cristalería de laboratorio, se encontró con un vial que no podía dejar limpio. Investigadores Dow hicieron de este material una película de color verde oscuro, primero llamado Eonite y luego Saran. 

Ralph Wiley pasó a convertirse en uno de los investigadores de Dow Chemical e inventar y desarrollar muchos plásticos, productos químicos y máquinas de producción. 

El Saran fue desarrollado inicialmente en un spray. Los militares rociaron Saran en los aviones de combate para protegerlos de la corrosión producto del rocío del agua de mar y los fabricantes de autos la utilizaron para la tapicería. Después de 2° Guerra Mundial, fue aprobado para el envasado de alimentos. Dow más tarde ideó una fórmula de cloruro de polivinilideno libre de olores desagradables y el color verde.

El monómero, cloruro de vinilideno (CH2=CCl2), un líquido claro, incoloro y tóxico, se obtiene a partir del tricloroetano (CH3-CCl3) a través de la deshidrocloración (extracción de cloruro de hidrógeno HCl) de ese compuesto por tratamiento alcalino.

El policloruro de vinilideno se obtiene por polimerización por radicales libres.

Para su transformación en PVDC, el líquido se suspende en agua en forma de gotas finas o tratadas con surfactantes (jabón) y dispersos en el agua como una emulsión de partículas pequeñas. Bajo la acción de radicales libres iniciadores, los monómeros de cloruro de vinilideno se unen entre sí para formar el polímero. El polímero se obtiene de la fase acuosa en forma de polvo seco o perlas, las cuales se pueden fundir para la extrusión en film plástico.

Spandex

Se fabrican condensando el hexamentilen-diisocianato con el glicol, o por la reacción del éster clorofórmico del glicol con hexamentilendiamina. 0 sea que son fibras de poliuretano cuyas cadenas moleculares se modifican en el proceso para impartirles elasticidad.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.

Tiene enlaces urea y uretano en su cadena. Lo que le confiere al spandex sus características especiales, es el hecho de que en su estructura tiene bloques rígidos y flexibles. La cadena polimérica corta de un poliglicol, de generalmente cerca de cuarenta unidades de longitud, es flexible y parecida al caucho. El resto de la unidad de repetición, es decir el estiramiento con los enlaces uretano, los enlaces urea y los grupos aromáticos, es extremadamente rígido. Esta sección es tan fuerte que las secciones rígidas de diversas cadenas se agrupan y se alinean para formar fibras. Los dominios fibrosos formados por los bloques rígidos están unidos entre sí por las secciones flexibles parecidas al caucho. El resultado es una fibra que actúa como elastómero. Esto permite que logremos una tela capaz se estirarse, ideal para la ropa de gimnasia y similares. 

Cuando los dos tipos de prepolímeros se mezclan entre sí, interactúan para formar las fibras de spandex. En esta reacción, los grupos hidroxilo (-OH) en los macroglicoles reaccionan con los isocianatos. Cada molécula se añade al final de otra molécula, y se forma un polímero de cadena larga. Esto se conoce como una polimerización por crecimiento en etapas o de adición. Para iniciar esta reacción, debe ser utilizado un catalizador tal como diazobiciclo octano. Otras aminas de bajo peso molecular se añaden para controlar el peso molecular de las fibras.

Vinalon

Estructura química y síntesis
La estructura química abreviada del alcohol de polivinilo es la siguiente:

A diferencia de muchos polímeros vinílicos, el PVOH no es preparado por la polimerización del correspondiente monómero. Dado que el alcohol vinílico es inestable con respecto a la isomerización a acetaldehído su polímero debe prepararse por métodos indirectos. El monómero, alcohol vinílico, existe casi exclusivamente en la forma tautoméricas, el acetaldehído. El PVOH se prepara por alcohólisis (se emplean también los términos menos exactos hidrólisis y saponificación) parcial o total de acetato de polivinilo para eliminar los grupos acetato.

Para efectuar la alcohólisis puede utilizarse etanol o metanol, con un ácido o una base como catalizador. La hidrólisis alcalina es mucho más rápida. La hidrólisis ácida es más probable que produzca algunos enlaces en la cadena por medio de un mecanismo que implica la pérdida de una molécula de agua de dos grupos hidroxilos adyacentes. Se trata de una reacción no deseable. La alcohólisis se lleva a cabo usualmente disolviendo el poli (acetato de vinilo) en el alcohol, añadiendo el catalizador y calentando. El poli(alcohol de vinilo) precipita de la disolución. 

Se puede controlar esta reacción de modo que queden grupos acetato en el polímero. Lo que se obtiene entonces, es un copolímero de poli (alcohol vinílico) y de poli (vinil acetato) llamado poli (alcohol vinílico-co-vinil acetato). Es un copolímero al azar, parecido al poli (alcohol vinílico) excepto que cada tanto tiene unidades repetitivas de vinil acetato.

Esto confiere al polímero zonas hidrofílicas (grupos alcohol) y zonas hidrofóbicas (grupos acetato). Propiedad útil para elaboración de pinturas acrílicas de base acuosa. Esto permite que el poli metil metacrilato (PMMA) forme una suspensión puesto que no es soluble en agua formando un látex, de aquí la denominación de pinturas al látex. El polímero se enrolla, quedando los grupos alcohol hacia afuera (en contacto con el agua) y los grupos acetato hacia dentro (cubriendo la moléculas de PMMA).

Aramidas

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.

Nomex (meta-aramida)

El polímero se produce por policondensación de monómeros de m-fenilenodiamina y cloruro de isoftaloilo.

Kevlar (para-aramida)

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.

Sulfar

La fibra fabricada de PPS presenta la característica de ser una larga cadena sintética de polisulfuro en la que al menos el 85% de los enlaces sulfuro (-S-) se unen directamente a dos anillos aromáticos.

El polímero PPS (polisulfuro de fenileno) esta conformado por grupos fenileno y sulfuro que se entrelazan en forma alterna para formar las cadenas poliméricas.

Está formado por la reacción del sulfuro de sodio con p-diclorobenceno:

Mediante esta síntesis se logra obtener PPS de bajo peso molecular útil para recubrimiento. Para ser utilizado como material es necesario calentarlo en presencia de oxígeno para elevar su peso molecular. Este procedimiento también lo entrecruza (reticula).

El proceso para la producción comercial de PPS (Ryton) fue desarrollado por H. Wayne Hill Jr. y James T. Edmonds en Phillips Petroleum Company. La N-metilpirrolidona se utiliza como disolvente polar de la reacción, ya que es estable en las altas temperaturas requeridas para la síntesis y se disuelve el agente de sulfuración y los oligómeros intermedios. El mayor reto es controlar el grado de polimerización, que es en parte controlado por la gestión del contenido de agua de la mezcla de reacción. El polímero es extruído por hilatura por fusión para producir fibras de filamento.

La primera fibra comercial de sulfuro en EE.UU. fue producida en 1983 por Phillips Fibers Corporation, una subsidiaria de la empresa Phillips 66.

El PPS es comercializado por diferentes marcas y empresas. Ejemplos de estas son: PPS Ryton de Chevron Phillips (polímero reticulado); Fortron por Ticona (polímero lineal), y Sulfar Testori (fibra).

Lyocell

Es una fibra artificial procedente de la pulpa de la madera (se extrae de árboles especialmente cultivados para ello) y tratada con un disolvente orgánico no tóxico (óxido amínico) para disolver directamente la celulosa y obtener una disolución muy viscosa. El disolvente empleado se recicla continuamente. Podemos decir que es una fibra ecológica.

PLA

Su proceso implica la extracción de los azucares (principalmente dextrosa, pero también de la glucosa y de la sacarosa) del almidón de la remolacha o del trigo y después fermentarlo con ácido láctico. El ácido láctico se convierte en el dimer o el lactide que se purifica y se polimeriza (método de apertura del anillo) a ácido poliláctico sin la necesidad de solventes.

Cómo ácido fermentado se tiene el 99,5% L-isómeros y 0,5% D-isómero.

La conversión al dimer o lactide se puede controlar para dar tres formas L,D y Mesolactides.

M-5

Fibra M5 se prepara mediante una polimerización de condensación entre tetraaminopyridine y ácido dihydroxyterephthalic usando pentóxido de difósforo como agente deshidratante . La mezcla de polímero se calienta entonces y se extruye para formar fibras de polímero azules brillantes . Las fibras se lavaron exhaustivamente con agua y la base con el fin de eliminar el ácido fosfórico generado por la hidratación de pentóxido de difósforo a partir del polímero . Para eliminar el agua de la estructura de fibra y permiten a los enlaces de hidrógeno intermoleculares a ser creados , aumentando así la resistencia del polímero , la fibra se calienta y expuesto a estrés controlado. Esto alinea la estructura molecular de la fibra en una mejor configuración para resistencia a la tracción y la compresión.

Orlon

La fibra acrílica es una fibra sintética elaborada a partir de acrilonitrilo, del que deriva su nombre genérico. El acrilonitrilo se obtuvo por primera vez en Alemania en 1893. 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.

Zylon

La elaboración de Zylon se consigue mediante la mezcla de un polímero llamado PBO (para fenileno benzobisoxazol), forzándolo a través de una máquina giratoria. El PBO tiene una estructura química que es difícil de procesar, pero uno de los grandes fabricantes de fibras, Toyobo Co., Ltd., ha conseguido producir la “super fibra.” La resistencia de Zylon es cerca de diez veces mayor que la del acero - un hilo de Zylon de tan solo 1 mm de espesor puede sostener un objeto de 450 kg. de peso. Zylon cuenta con una excelente resistencia al fuego, soportando temperaturas de hasta 650 grados centígrados y es más resistente al impacto que los propios acero y carbón.

Modal

Las etapas de la fabricación del modal son similares a las del rayón normal, también llamado viscosa. Sin embargo, los principios que se siguen son los siguientes:

• La maduración de la celulosa alcalina se suprime, y la investigación demostró que durante esta operación, el grado de polimerización de la celulosa media, baja de 800 a 350;
• La preparación del xantato de celulosa se lleva a cabo en presencia de una mayor cantidad de disulfuro de carbono;
• El xantato de celulosa se disuelve en agua para obtener en la solución, con un contenido de 6% de celulosa;
• La materia filable no es sometida a maduración;
• El baño de coagulación no contiene más de 1% de ácido sulfúrico (en lugar de 14%) y hace que la coagulación se efectúe más lentamente, a una temperatura moderada (25 °C en lugar de 50 °C);
• La estructura de la fibra es mayor y llega a 200% de deformación.

Spectra

Se fabrica con polietileno de peso molecular ultra alto que se produce mediante un proceso patentado de bobinado con gel.

PBI

La preparación de PBI (IV) se puede lograr mediante reacción de condensación de isoftalato de difenilo (I) y 3,3 ', 4,4'-tetraaminodiphenyl (II). La ciclación espontánea de la forma intermedia formada animo-amida (III) a PBI (IV) proporciona una unión mucho más estable amida. Este método sintético se utilizó por primera vez en el laboratorio y más tarde se convirtió en un proceso de dos pasos. En una condición típica, los materiales de partida se calentaron a 270 grados durante 1,5 h para formar el prepolímero PBI y más tarde el prepolímero se calentó a 360 grados para otra 1 h para formar el producto final de calidad comercial. La razón para el segundo paso es debido a la formación del fenol subproducto y el agua en la primera etapa de creación de espuma voluminosa, lo que conduce a la expansión de volumen de varias veces de la original. Esta es la cuestión debe ser considerada por los fabricantes industriales. Esta espuma se puede reducir mediante la realización de la policondensación a una alta temperatura alrededor de 200 ° C y bajo la presión de 2.1 a 4.2 MPa. La espuma también se puede controlar mediante la adición de líquidos alto punto de ebullición tales como éter de difenilo o de cetano para la policondensación. El punto de ebullición puede hacer que la estancia líquido en la primera etapa de la policondensación pero evaporar en la segunda etapa de condensación sólido. La desventaja de este método es que hay todavía algo de líquido permanecen en PBI y es difícil de eliminar completamente.

Vectran

Químicamente es un poliéster aromático producido por la policondensación de ácido 4 - hidroxibenzoico y ácido 6 - hidroxinaftaleno - 2 - carboxílico.

Kuraray Co. , Ltd. comenzó a fabricar Vectran en 1990. En junio de 2007, Kuraray ha sido propietaria del 100% de la producción mundial Vectran desde 2005 cuando adquirieron el negocio Vectran de Celanese Advanced Materials Inc. ( CAMI ) , con sede en Carolina del Sur, EE.UU. La capacidad total de Vectran se expandió de cerca de 600 toneladas / año en 2007 a 1000 toneladas / año en 2008.

Dacron

Poliéster comercializado por Dupont. Se obtiene a partir de ácido tereftálico y etilenglicol.

Es la fibra sintética de mayor uso. Existen diversos tipos utilizados para la fabricación de tejidos de diferentes características, ya sea como único componente o mezclado con otras fibras.

1. 2. 1 Sinteticas

Nylon

El término nylon se refiere a una familia de polímeros llamados poliamidas lineales. Hay dos métodos comunes de hacer nylon para aplicaciones de fibras. En un enfoque, las moléculas con un ácido (COOH) grupo en cada extremo se hacen reaccionar con moléculas que contienen grupos amino (NH2) en cada extremo. El nylon resultante se nombró sobre la base del número de átomos de carbono que separan los dos grupos ácido y las dos aminas. Así nylon 6,6 que se utiliza ampliamente para las fibras se hace a partir de ácido adípico y hexametilendiamina. Los dos compuestos forman una sal, conocido como sal de nylon, una exacta 1:1 relación de ácido a base. Esta sal se seca a continuación y se calienta bajo vacío para eliminar el agua y formar el polímero.

En otro enfoque, un compuesto que contiene una amina en un extremo y un ácido en el otro se polimeriza para formar una cadena con unidades de (-NH- [CH2] n-CO-) x repetir. Si n = 5, el nylon se conoce como nylon 6, otra forma común de este polímero. La producción comercial de nylon 6 comienza con caprolactama utiliza una polimerización de apertura de anillo.

En ambos casos, la poliamida se hila en fusión y dibujado después del enfriamiento para dar las propiedades deseadas para cada uso previsto. Producción de fibras industriales y alfombra de nylon comienza con una solución acuosa de monómeros y procede continuamente a través de polimerización, hilado, dibujo, o dibujar-texturización.

Nylon 6

Nylon 6, 6

Modacrilicas

El procedimiento parte de un homopolímero o copolímero teniendo unidades de acrilonitrilo disueltas en un solvente orgánico, formándose un colodión con una concentración de 15 a 30% en peso de polímero o copolímero y a una temperatura entre 50 y 100°C, el cual es hilado por vía húmeda en hileras con orificios de conformación no circular, pasándose el hilado por un baño acuoso de coagulación cuya temperatura está comprendida entre 5 y 30°C y cuya concentración está comprendida entre 30 y 50% en peso de solvente orgánico en agua, obedeciendo la velocidad de estiramiento a una relación representada por la ecuación (1):V1/V2 > 5, siendo V1 la velocidad del rollo de empuje y V2 la velocidad real de extrusión. La fibra obtenida tiene excelentes propiedades de índice de abrasión-flexión, muy baja tendencia a la formación de glóbulos y una transversal en forma de corazón, o sea cordiforme. La invención incluye un cabo de fibra acrílica o modacrílica que comprende de10 hasta 100% de fibras cordiformes.

Olefinicas

Las olefinas son hidrocarburos con dobles enlaces carbono – carbono. El término olefinas es de olefiant gas, que significa, gas formador de aceite. Estos se encuentran en los procesos industriales más importantes. Existen muchos tipos de olefinas pero las más importantes son el Etileno y el Propileno. El etileno o eteno (H2C=CH2) es un compuesto químico orgánico formado por dos átomos de carbono enlazados mediante un doble enlace. Es uno de los productos químicos más importantes de la industria química. Se halla de forma natural en las plantas.

El propeno (CH2=CH–CH3) es un hidrocarburo perteneciendo a los alquenos, incoloro e inodoro. Es un homólogo del etileno. Como todos los alquenos presenta el doble enlace como grupo funcional.

Existen varias formas para obtener olefinas, pero nosotros nos vamos a centrar en la producción de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano; esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas I y II, este documento es en referencia a Olefinas I del Complejo Petroquímico Ana Maria Campos (Antiguo Complejo Petroquímico El Tablazo) ubicado en los Puertos de Altagracia, Estado Zulia, Venezuela (Pequiven S.A.).

Está la alimentación de materia prima que es el propano y etano a un 95% y 95.5% de pureza respectivamente, esto ocurre de forma liquida a una presión de 17,6 kg/cm2 y 38 ºC. Este gas pasa por una sección de hornos, en total hay 9 hornos, en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles, cada celda con la misma capacidad que la otra. En estas celdas se va a realizar la pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos, con una relación de 0,3 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo; la pirolisis para el Etano ocurre a 843 ºC y de 826 a 843 ºC para el propano.

Durante el craqueo del etano se produce etileno, hidrógeno en mayor proporción; y metano, acetileno, etano, propeno, propileno, propano, propadieno, hidrocarburos más pesados, coque, dióxido de carbono, monóxido de carbono, agua en menor proporción. Mientras que el craqueo del propano se produce básicamente lo mismo la una diferencias es que el etileno, Propileno, hidrógeno se encuentran en mayor proporción. Y el resto de los subproductos permanecen constantes. Los hornos tienen capacidad de craquear etano a un 64% de conversión (los dos tipos de hornos), mientras que los hornos dobles craquean propano a un 90%, mientras que los sencillos a un 75%, alcanzando una conversión global de 80%. El coque generado no sigue en la mezcla, este se adhiere a los paneles de los hornos, haciendo con el paso del tiempo menos efectivos estos, por lo que se necesitan retirarse de los hornos para los sencillos cada 80 días y para los dobles cada 60 días, y retirarle todo el coque que contiene.

Luego de la pirolisis se necesita descender la temperatura súbitamente, por que si los dejo a la temperatura de la cual salió del horno continuaría reaccionando alterando los resultados y se obtendrían resultados no convenientes para el proceso, por lo que se pasa por un quench enfriador, para descender la temperatura a 333ºc aproximadamente. Luego se enfría de nuevo para luego pasarlo por una torre de lavado con agua, donde se usa agua a contracorriente, a unas condiciones y los compuestos de más de cinco carbonos caen en forma liquida y los compuestos más livianos se salen en forma de vapor. El aceite pesado es retirado, mientras que los compuestos livianos son llevamos a un compresor, donde este consta de 5 partes, debido a que se necesita aumentar mucho la presión, es más factible aumentar la presión por partes, y no súbitamente. Solo usaremos 4 de los 5, el último sabremos su utilidad más adelante.

En la muestra de mezclas de compuestos existe una cantidad considerable de acetileno, este no se puede dejar en esta mezcla ya que es dañino para los catalizadores de las industrias que se basan en esta materia prima, a tal punto que los desactiva o envenena. Para esto se lleva a una torre de conversión de acetileno, que tiene doble función, convertir el acetileno y propadieno en etileno y Propileno respectivamente. Para esto primero se pasa por un horno convertidor que tiene 2 funciones esenciales, la primera agregar a la mezcla n-Butil mercapno, luego se controla la temperatura del horno para que el gas procedente del compresor hasta llegar a los 200ºC a esa temperatura el n-Butil mercapno se convierte en ácido sulfhídrico más un ion butilo, el ácido sulfhídrico debe estar presente en la mezcla entre 3 y 50 ppm. Luego que termina de darse este proceso se pasa a la sección de conversión de acetileno; en esta área la mezcla obtenida en el horno de conversión se le agrega un catalizador que esta hecho de cobalto, níquel y cromo soportado en alúmina, este catalizador es altamente selectivo, este va a evitar que en el convertidor de acetileno se hidrogene etileno, y solo hidrogene al acetileno y propadieno, que lo hace en conjunto con el H2S, el H2S actúa como un promotor (Las reacciones que se llevan a cabo en el convertidor catalítico se verán en la figura 2)esta reacción dura 60 días, no se puede dejar más tiempo por que se podría hidrogenar el etilenos, que es las, materia que queremos obtener como producto.

Ahora tenemos en el proceso una cantidad de H2S que se deben retirar, para ello se lleva a una torre de lavado caustico, en esta se usa soda en contracorriente con agua, la soda con una concentración de 7%, en la reacción hay CO2 y H2S que al hacerlas reaccionar con la soda darán las reacciones de la figura 3. Luego que reaccionan se producen sulfuro de sodio y carbonato de sodio, que son condensados por su alto peso molecular. Los elementos más livianos salen en forma de vapor a una torre es llevado a una secadora, pero antes paso por un tambor donde se separan los compuestos mas pesaos de las más livianos. Los más livianos pasan a un despojador de dripolenos, mientras que los más livianos pasan por un tambor para retirar los líquidos, para luego eliminar la humedad. Después de esto es comprimido nuevamente por el compresor que no utilizamos de los 5, para luego pasar a la sección de enfriamiento.

En la sección de enfriamiento la temperatura es bajada a -34ºC, de aquí en adelante lo que queremos es purificar el compuesto lo más que se pueda, tratando de retirar las impurezas o subproductos que no son necesarios.

Luego de la sección de Enfriamiento se procede a pasar por al torre predemetanizadora, esta tiene 30 patos y una temperatura de 15ºC, a la cual los compuesto como el hidrógeno, metano, con algunos rastros de etano y etileno son evaporados, para eliminar los compuestos mayores a dos carbonos se pasa por la torre desmetanizadora que opera a unas condiciones en el fondo de 0 ºC y en la parte superior de 90 ºC cual se logra separar la mayoría de los compuestos de 2 carbono y luego el metano e hidrógeno que se evaporan y suben por la columna son llevamos a la sección de enfriamiento para luego recolectarlos y enviarlo como combustible para el primer horno para la pirolisis.

Los compuesto que condensaron en las torres de predemetanizador y demetanizador son llevamos a la torre de deetanizadora, que separa el etano y etileno de los compuestos más pesados, en este caso el acetilenos y etileno suben por la torre, y el resto se condensa; el etileno y etano se llevan a una torre fraccionadora de Etano/Etileno, esta posee una temperatura de -21ºC y una presión de 21 kg/cm², en la cual hay dos torres, una de 90 platos y la otra de 50 platos, aquí se separa el etilenos del etano, en las dos torres de forma paralela. Para obtener el etileno con un 95.95% de pureza, mientras que el etano que se produjo es re circulado para los hornos de pirolisis.

Luego los compuestos que condensaron en la torre deetanizadora son llevados a una torre de fraccionamiento de Propileno y Propano, esta tiene unas condiciones de 21.3 kg/cm² y una temperatura de 62ºC en esta se separa el Propileno de los otros compuestos más pesados, cuando se separa el Propileno, en el quedan remanentes importantes de propano, por ello se lleva a otra columna secundaria de Propileno/Propano, en este se elimina la mayoría de las impurezas quedando una producción de Propileno al 95,6 %; los compuestos pesados que están en la torre fraccionadora de propano y propilenos pasan a una torre debutanizadora, esta se encarga de separar los compuestos pesados del propano sube en forma de vapor por la torre hacia un reactor de regeneración.

Inicialmente se creía habían cantidades significativas de acetileno en las corrientes de etano provenientes de la debutanizadora, pero como no sucedió esas predicciones, no se implementó el reactor de hidrogenación. El etano obtenido de vuelve a reciclar en el horno de pirolisis. Los compuestos más pesados que salieron por la torre debutanizadora, son enviado a la planta de dripoleno para proceder a retirarle el dripoleno.

El Propileno y el Etileno, son las materias primas básicas fundamentales para la obtención de un sin fin de productos.

Acrilicas

El polímero se forma por polimerización de radicales libres en suspensión acuosa. La fibra se produce disolviendo el polímero en un disolvente tal como N, N-dimetilformamida acuosa o tiocianato de sodio, la medición a través de una hilera con múltiples orificios y coagular los filamentos resultantes en una solución acuosa del mismo disolvente (hilado húmedo) o evaporación el disolvente en una corriente de gas inerte calentado (hilado en seco). Lavadora, estiramiento, secado y prensado completar el procesamiento. Fibras acrílicas se producen en una gama de deniers, típicamente 0,9 a 15, como elemento básico cortar o como un filamento de 500.000 a 1 millón de remolque.

También se puede hacer para imitar otras fibras, tales como algodón, cuando se gira en equipos de fibra corta. Algunos acrílico se extruye en forma de color o pigmentada; otro se extruye en "crudo", también conocido como "natural", "blanco crudo", o "teñir". Fibra pigmentada tiene mayor resistencia a la luz.

Fibras de acrílico se produce a partir de acrilonitrilo, una petroquímica. El acrilonitrilo se combina generalmente con pequeñas cantidades de otros productos químicos para mejorar la capacidad de la fibra resultante para absorber los tintes. Algunas fibras acrílicas son hilar seco y otros son húmedos girar. Fibras acrílicas se utilizan en forma de grapas o remolque. Para un diagrama de flujo de producción detallado (húmeda y seca hilar), vaya aquí.

Fibras acrílicas se modifican para dar propiedades especiales más apropiadas para determinados usos finales. Ellos son únicas entre las fibras sintéticas, ya que presentan una superficie irregular, incluso cuando se extruye desde un orificio redondo de la hilera.

Poliester

Polimerizacion (poliesteres): es formado por ácidos tereftalico (ácido p-bencenodicarboxilico) y el etilenglicol (etanodiol) se puede obtener como fibra llamada tergal ( dacrón). Este proceso consiste en que los poliesteres reaccionen con etilenglicol en presencia de un catalizador (el catalizador anhídrido maleico se usa para la fabricación del poliéster), se combina con ácido tereftalico, el poliéster es extruido para formar filamentos largos. Pueden ser 3 procesos:

1. Polietileno tereftalato (polímero de condensación se produce por un ácido tereftalico con etilenglicol)
2. Ácido tereftalico (PTA): Producido de p-xileno con bromuro por la oxidación.
3. Tereftalato de dimetilo (DMT): Proceso de 2 etapas de oxidación y esterificación.

• Secado: en este proceso el poliéster se desprende de la polimerización, los filamentos largos de dejan enfriar hasta que tienen forma. Después el material se corta con pequeños chips, se debe secar para evitar irregularidades al final del proceso para poder hilar de manera exitosa.

• Hilatura poe fusión: Aquí el poliéster se estira pasando por varios rodillos en forma de zic zac y logra mejorías en la resistencia y elongacion, puede retener la forma del orificio de la tobera o hilera y este puede ser circular o triangular ya que son las más utilizadas para la formación de los filamentos del poliéster, y por ello es posible hacer modificaciones en la sección transversal. Las virutas se funden a 70 grados para formar un jarabe, la solución se pone en la extrusora y después en la tobera de hilatura, esta puede ser de cualquier forma para producir fibras especiales, el número de agujeros determina el número de hilo, las fibras emergentes se unen para formar una sola hebra; al final se pueden añadir productos químicos a la solución para hacer que el material sea antiestatico o más fácil de teñir.

La maquinaria relacionada con el proceso:

• Extrusora: Se encarga de moldear por flujo continuo, con presión o empuje pasando por un molde de tornillo caliente encargado en darle la forma deseada.

• Tobera: Boquilla de metal que tiene agujeros finos a travez de la cual se fuerza una solución de hilado para formar un filamento.

Fibra de Carbono

La fibra de carbono es un polímero de una cierta forma de grafito. El grafito es una forma de carbono puro. En el grafito los átomos de carbono están dispuestos en grandes láminas de anillos aromáticos hexagonales.

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. Como se puede observar, el polímero que es obtenido tiene átomos de nitrógeno en los extremos, por lo que, estas cintas pueden unirse para formar cintas aún más anchas. A medida que ocurre esto, se libera más 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.