Fibra sintética

Las fibras sintéticas (en inglés británico; consulte las diferencias ortográficas) son fibras fabricadas por humanos mediante síntesis química, a diferencia de las fibras naturales que se derivan directamente de organismos vivos, como plantas (como el algodón) o pieles de animales. Son el resultado de una extensa investigación realizada por científicos para replicar fibras animales y vegetales naturales. En general, las fibras sintéticas se crean mediante la extrusión de materiales formadores de fibras a través de hileras, formando una fibra. Estas se llaman fibras sintéticas o artificiales. La palabra polímero proviene del prefijo griego "poli" que significa "muchos" y el sufijo "mer" que significa "unidades individuales". (Nota: cada unidad individual de un polímero se llama monómero).

Primeros experimentos

La primera fibra completamente sintética fue el vidrio. Joseph Swan inventó una de las primeras fibras artificiales a principios de la década de 1880; hoy se llamaría semisintético en el uso preciso. Su fibra fue extraída de un líquido de celulosa, formado modificando químicamente la fibra contenida en la corteza de los árboles. La fibra sintética producida a través de este proceso era químicamente similar en sus aplicaciones potenciales al filamento de carbono que Swan había desarrollado para su bombilla incandescente, pero Swan pronto se dio cuenta del potencial de la fibra para revolucionar la fabricación textil. En 1885, dio a conocer telas que había fabricado a partir de su material sintético en la Exposición Internacional de Invenciones en Londres.

El siguiente paso lo dio Hilaire de Chardonnet, un ingeniero e industrial francés, quien inventó la primera seda artificial, a la que llamó "seda Chardonnet". A fines de la década de 1870, Chardonnet estaba trabajando con Louis Pasteur en un remedio para la epidemia que estaba acabando con los gusanos de seda franceses. El hecho de no limpiar un derrame en el cuarto oscuro resultó en el descubrimiento de la nitrocelulosa por parte de Chardonnet como un reemplazo potencial de la seda real. Al darse cuenta del valor de tal descubrimiento, Chardonnet comenzó a desarrollar su nuevo producto, que exhibió en la Exposición de París de 1889. El material de Chardonnet era extremadamente inflamable y posteriormente se reemplazó con otros materiales más estables.

Productos comerciales

El primer proceso exitoso fue desarrollado en 1894 por el químico inglés Charles Frederick Cross y sus colaboradores Edward John Bevan y Clayton Beadle. Llamaron a la fibra "viscosa", porque el producto de reacción del disulfuro de carbono y la celulosa en condiciones básicas dio una solución altamente viscosa de xantato. El primer rayón viscoso comercial fue producido por la empresa británica Courtaulds en 1905. El nombre "rayón" se adoptó en 1924, y "viscosa" se usó para el líquido orgánico viscoso que se usa para fabricar rayón y celofán. En 1865 se descubrió un producto similar conocido como acetato de celulosa. Tanto el rayón como el acetato son fibras artificiales, pero no verdaderamente sintéticas, ya que están hechas de madera.

El nailon, la primera fibra sintética en el sentido "totalmente sintético" del término, fue desarrollado por Wallace Carothers, un investigador estadounidense de la empresa química DuPont en la década de 1930. Pronto hizo su debut en los Estados Unidos como reemplazo de la seda, justo a tiempo para la introducción del racionamiento durante la Segunda Guerra Mundial. Su novedoso uso como material para las medias de las mujeres eclipsó usos más prácticos, como el reemplazo de la seda en los paracaídas y otros usos militares como las cuerdas.

La primera fibra de poliéster fue patentada en Gran Bretaña en 1928 por la compañía International General Electric. También fue producido por los químicos británicos que trabajaban en Calico Printers' Association, John Rex Whinfield y James Tennant Dickson, en 1941. Produjeron y patentaron una de las primeras fibras de poliéster a la que llamaron Terylene, también conocida como Dacron, igual o superior a nailon en dureza y resistencia. ICI y DuPont continuaron produciendo sus propias versiones de la fibra.

La producción mundial de fibras sintéticas fue de 55,2 millones de toneladas en 2014.

Descripciones

Las fibras sintéticas representan aproximadamente la mitad de todo el uso de fibras, con aplicaciones en todos los campos de la tecnología textil y de fibras. Aunque se han evaluado muchas clases de fibras basadas en polímeros sintéticos como productos comerciales potencialmente valiosos, cuatro de ellas (nylon, poliéster, acrílico y poliolefina) dominan el mercado. Estos cuatro representan aproximadamente el 98 por ciento del volumen de producción de fibra sintética, y el poliéster por sí solo representa alrededor del 60 por ciento.

Ventajas

Las fibras sintéticas son más duraderas que la mayoría de las fibras naturales y absorben fácilmente diferentes tintes. Además, muchas fibras sintéticas ofrecen funciones fáciles de usar, como estiramiento, impermeabilización y resistencia a las manchas. La luz del sol, la humedad y los aceites de la piel humana hacen que todas las fibras se rompan y se desgasten. Las fibras naturales tienden a ser mucho más sensibles que las mezclas sintéticas. Esto se debe principalmente a que los productos naturales son biodegradables. Las fibras naturales son susceptibles a la infestación por larvas de insectos; las fibras sintéticas no son una buena fuente de alimento para los insectos que dañan las telas.

En comparación con las fibras naturales, muchas fibras sintéticas son más resistentes al agua y a las manchas. Algunos incluso están especialmente mejorados para resistir los daños causados ​​por el agua o las manchas.

Contras

La mayoría de las desventajas de las fibras sintéticas están relacionadas con su baja temperatura de fusión:

• Las monofibras no atrapan bolsas de aire como el algodón y, por lo tanto, proporcionan un aislamiento deficiente.
• Las fibras sintéticas se queman más rápidamente que las fibras naturales.
• Propenso al daño por calor como daño por lavado caliente.
• Derretir con relativa facilidad.
• Se genera más carga electrostática al frotar que con las fibras naturales.
• Algunos consumidores afirman que los textiles fabricados con fibras sintéticas son menos agradables para la piel o pueden causar molestias durante largos períodos de uso.
• No biodegradable o mucho menos biodegradable en comparación con las fibras naturales.
• La mayoría de las fibras sintéticas absorben muy poca humedad y, por lo tanto, pueden volverse pegajosas cuando el cuerpo suda.
• Las fibras sintéticas son una fuente de contaminación por microplásticos de las lavadoras.

Fibras sintéticas comunes

Las fibras sintéticas comunes incluyen:

• Nailon (1931)
• Modacrílico (1949)
• Olefina (1949)
• Acrílico (1950)
• Poliéster (1953)

Las fibras sintéticas especiales incluyen:

• Rayón (1894) seda artificial
• Vinyon (1939)
• Saran (1941)
• Spandex (1959)
• Viñalón (1939)
• Aramids (1961) - conocidas como Nomex, Kevlar y Twaron
• Modal (década de 1960)
• Dyneema/Spectra (1979)
• PBI (fibra de polibencimidazol) (1983)
• Sulfato (1983)
• Lyocell (1992) (artificial, no sintético)
• PLA (2002)
• M-5 (fibra PIPD)
• Orlón
• Zylon (fibra PBO)
• Vectran (fibra TLCP) hecha de polímero Vectra LCP
• Derclon utilizado en la fabricación de alfombras

Otros materiales sintéticos utilizados en las fibras incluyen:

• Caucho de acrilonitrilo (1930)

Las fibras modernas que están hechas de materiales artificiales más antiguos incluyen:

• La fibra de vidrio (1938) se utiliza para:
  • Aislamiento industrial, automotriz y doméstico (lana de vidrio)
  • refuerzo de materiales compuestos (plástico reforzado con fibra de vidrio, hormigón reforzado con fibra de vidrio)
  • papeles especiales en separadores de batería y filtración
• La fibra metálica (1946) se utiliza para:
  • agregar propiedades metálicas a la ropa con fines de moda (generalmente fabricados con plástico compuesto y láminas de metal)
  • eliminación y prevención de la acumulación de carga estática
  • conducir electricidad para transmitir información
  • conducción de calor