lunes, 20 de mayo de 2013

POLIURETANO


POLIURETANO


El poliuretano (PUR) es un polímero que se obtiene mediante condensación de bases hidroxílicas combinadas con disocianatos. Los poliuretanos se clasifican en dos grupos, definidos por su estructura química, diferenciados por su comportamiento frente a la temperatura. De esta manera pueden ser de dos tipos: Poliuretanos termoestables o poliuretanos termoplásticos ( según si degradan antes de fluir o si fluyen antes de degradarse, respectivamente).
Los poliuretanos termoestables más habituales son espumas, muy utilizadas como aislantes térmicos y como espumas resilientes. Entre los poliuretanos termoplásticos más habituales destacan los empleados en elastómeros, adhesivos selladores de alto rendimiento, suelas de calzado, pinturas, fibras textiles, sellantes, embalajes, juntas, preservativos, componentes de automóvil, en la industria de la construcción, del mueble y múltiples aplicaciones más.
Es habitual su combinación con pigmentos tales como el negro de humo y otros.


Aunque la química de los isocianatos fue estudiada por primera vez por C. A. Wurtz y por A.W. Hoffman en la década de 1840, no fue hasta un siglo después cuando Otto Bayer desarrolló la primera síntesis de un poliuretano en 1937 trabajando en los laboratorios de IG Farben, en Leverkusen (Alemania), empleando diisocianato de 1,6-hexametileno y 1,4-butanodiol, con el objeto de conseguir un material competitivo con la poliamida (NYLON) desarrollada poco antes por W. Carothers trabajando para DuPont (EE.UU). 
 Otto Bayer y sus colaboradores publicaron la primera patente de poliuretanos en 1937 y la producción industrial empezó en 1940 con productos como Igamid Perlon. Sin embargo, debido a la falta de recursos por la Segunda Guerra Mundial, la producción creció muy lentamente. En 1959 DuPond desarrollaría un tejido muy elástico empleando fibras de poliuretano al que llamó Spandex, y comercializó bajo el nombre de Lycra


ESTRUCTURA DEL POLIURETANO


ESTRUCTURA

La química del poliuretano tiene como principal protagonista al grupo isocianato (-NCO). Este grupo contiene un átomo de carbono altamente electrofílico que puede ser atacado por diferentes grupos nucleófilos provistos de hidrógenos lábiles, como es el caso del grupo hidroxilo, amina o tiol para dar uretanos, ureas o tiocarbamatos respectivamente, o con agua para mediante el Transposición de Hofmann dar una amina como se puede observar en la figura de la derecha. El hecho de que se libere CO2 mediante esta última reacción, es aprovechado para la síntesis de espumas de poliuretano.
Además de las reacciones presentadas en la figura de la derecha, a elevadas concentraciones del grupo isocianato y a altas temperaturas, el grupo isocianato puede reaccionar con uretanos para dar grupos alofanato o con ureas para dar grupo Biuret. En ambas reacciones el grupo N-H del uretano o urea, reacciona con el isocianato formando un punto de entrecruzamiento en la red polimérica. Cuando el propósito es obtener materiales termoplásticos estas reacciones son consideradas laterales y pueden ser evitadas llevando a cabo la reacción a temperaturas moderadas. Sin embargo, cuando se pretende obtener un poliuretano entrecruzado estas reacciones deben ser consideradas como interesantes.





USOS DE LA FIBRA DE POLIURETANO


USOS


La formulación de los poliuretanos depende mucho de la aplicación final para la cual quieran ser empleados. En general, la reacción de formación del polímero, común en todos ellos, es una policondensación que da lugar a cadenas poliméricas unidas mediante grupos uretanos.
Normalmente su formulación se basa en la combinación de dioles(HO-R-OH) de baja o media masa molecular (1000-2000 g/mol) combinados con diisocianatos(NCO-R'-NCO). Los dioles proporcionan un carácter elástico, flexible y tenaz al material por lo cual sus segmentos en la estructura molecular se denominan "segmentos flexibles". Además según la aplicación deseada, los requisitos y las solicitaciones a las que se verá sometido el material final se pueden añadir diferentes moléculas con grupos funcionales de carácter básico y con grupos hidrógeno lábiles (-OH, -NH2, -SH, principalmente) para conferir a la estructura polimérica segmentada  y con diferentes propiedades. Los diisocianatos junto con estas otras moléculas difuncionales añadidas forman parte de la estructura molecular que los químicos denominan "segmentos rígidos".


FIBRA DE POLIVINILICO


POLIVINILICO


El alcohol de polivinilo (PVOH, PVA, o PVal), también llamado polietenol o poli (alcohol vinílico), es un polímero sintético soluble en agua, de fórmula química general (C2H4O)n. No debe confundirse con acetato de polivinilo, un popular pegamento de madera.


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.



PROPIEDADES DE LA FIBRA DE POLIVINILICOS


PROPIEDADES

El alcohol polivinílico tiene excelentes propiedades para formar películas, como emulsionante y como adhesivo. También es resistente al aceite, grasas y disolventes. Es inodoro y no tóxico. Tiene alta resistencia y flexibilidad, así como alta propiedades de barrera para el oxígeno y los aroma. Sin embargo, estas propiedades dependen de la humedad, es decir, con mayor humedad más agua es absorbida. El agua, que actúa como un plastificante, a su vez reducirá su resistencia a la tracción, pero aumentan su elongación y resistencia al desgarro. El PVOH es totalmente degradable y se disuelve rápidamente. El PVOH tiene un punto de fusión de 230°C y 180-190ºC para los grados totalmente hidrolizado y parcialmente hidrolizado respectivamente. Se descompone rápidamente por encima de 200°C. El poli (alcohol de vinilo) no funde como un termoplástico, sino que se descompone por pérdida de agua de dos grupos hidroxilos adyacentes a temperaturas superiores a 150°C. Los enlaces dobles permanecen en la cadena y, a medida que se forman más en posiciones conjugadas, tiene lugar una coloración importante. 
Aunque el poli (alcohol de vinilo) es amorfo cuando no está estirado, puede estirarse dando una fibra cristalina por ser los grupos hidroxilo lo bastante pequeños para encajar en un retículo cristalino a pesar de la estructura de cadena atáctica. 
El poli (alcohol de vinilo) es soluble en agua. Se disuelve lentamente en agua fría, pero lo hace más rápidamente a temperaturas elevadas, y puede normalmente disolverse a más de 90°C. Las disoluciones acuosas no son particularmente estables, especialmente si hay presentes trazas de ácido o base. Las disoluciones pueden sufrir una compleja serie de reacciones de gelación reversibles e irreversibles. Por ejemplo, puede producirse entre-cruzamiento en los enlaces éter, lo que resulta en un aumento de viscosidad por la formación de productos insolubles. 
EI poli (alcohol de vinilo) puede reacetilarse por calentamiento con un exceso de anhídrido acético en presencia de piridina. El poli (acetato de vinilo) resultante puede o no tener la misma estructura que el polímero madre a partir del cual se obtuvo el alcohol, debido a la naturaleza de la estructura de cadena ramificada del polímero. 
El coeficiente de Poisson se ha medido a entre 0,42 y 0,48.



USOS DE LA FIBRA DE POLIVINILICOS

USOS


1.- Papel adhesivo con ácido bórico en el bobinado de tubo en espiral y la producción de cartón compacto 
2.- Espesante, modificador, de colas de acetato de polivinilo 
3.- Apresto textil 
4.- Revestimientos de papel. 
5.- Como una película soluble en agua útil para el embalaje. Un ejemplo es el sobre que contiene detergente para la ropa en "liqui-tabs". Otro ejemplo son las bolsas de cebo que se disuelven en agua para la pesca deportiva en agua dulce 
6.- Higiene femenina y productos de incontinencia para adultos como lámina de plástico biodegradable. 
7.- Barrera de dióxido de carbono en botellas de tereftalato de polietileno (PET). 
8.- Como un agente de liberación del molde para ciertos polímeros 
9.- Juguete para niños cuando se combina con bórax forma un producto gelatinoso viscoso que escurre (juguete llamado Slime, Flubber u otros nombres comerciales) 
10.- Se utiliza en gotas para los ojos y como una solución lubricante para lentes de contacto rígidos. También como agente de lágrimas artificiales para el tratamiento del ojo seco. 
11.- Fibra de PVOH, como refuerzo en el concreto 
12.- Se utiliza en protección guantes resistentes a químicos 
13.- Se utiliza como fijador para la recogida de muestras, en especial las muestras de heces
14.- Como un agente de embolización en procedimientos médicos 
15.- Excipiente, recubrimiento de pastillas, biofermentación y tópicos para productos farmacéuticos




SPANDEX


SPANDEX

El elastano o spandex es una fibra sintética muy conocida por su gran elasticidad, inventada en 1959 por el químico Joseph Shivers, quien trabajaba para la compañía DuPont.

La empresa estadounidense DuPont patentó su invención en 1959 y le dio el conocido nombre de marca LYCRA®. La fibra LYCRA® es hoy propiedad de la empresa Invista. No es un tejido sino una de las fibras que componen un tejido. Sus propiedades son de dar elasticidad y mayor calidad que otros elastanos. La fibra LYCRA® es un elastano, pero no todos los elastanos son de marca LYCRA®.

Cuando se introdujo por primera vez, el elastano revolucionó muchas áreas de la industria textíl. Hoy en día es utilizado sobre todo en el ámbito deportivo gracias a su flexibilidad y ligereza. Es un polímero de cadena muy larga, compuesto con un mínimo del 85% de poliuretano segmentado (Spandex); obteniéndose filamentos continuos que pueden ser multifilamento o monofilamento.

El elastano se utiliza conjuntamente con otras fibras para fabricar tejidos óptimos para producir ropa interior, ropa femenina, calcetines. También esta presente en pantis y medias así como en ropa deportiva y en ropa de baño, ya que gracias a sus propiedades elásticas otorga libertad de movimientos a los deportistas que la utilizan.


CARACTERISTICAS DEL SPANDEX


CARACTERISTICAS




  • Puede ser estirado hasta un 600% sin que se rompa.
  • Se puede estirar gran número de veces y volverá a tomar su forma original.
  • Seca rápidamente.
  • El Elastano lo encontramos en textiles elásticos como bañadores, calcetines, medias, prendas deportivas y artículos ortopédicos. Hoy en día es muy frecuente encontrar en pantalones, faldas y camisas la mezcla de algodón (98%) y elastano (2%).

MICROFIBRA DE POLIAMIDA


MICROFIBRA

La microfibra es un tipo de fibra sintética muy fina con la que se fabrica un textil no tejido llamado, por extensión, también microfibra . Está compuesta mayoritariamente por poliéster (unas cuatro quintas partes) y poliamida. El hilo obtenido es cien veces más fino que el cabello humano, pero sólo la mitad de grueso que la seda. Su diámetro es del orden de 10 micras.
La producción de fibras ultra finas (menos de 0,7 denier) 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 encontró su camino 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.

APLICACIONES
1. Toallas de uso general: Normalmente una toalla de microfibra de unos 40x40 cm, con una mezcla 80/20 de poliéster y poliamida. Tiene un grosor medio y puede servir para cualquier tarea relacionada con el cuidado del automóvil. Es la toalla que habitualmente se utiliza para detalle rápido, eliminar residuos, limpiar cristales, etc.
2. Toallas para pulir y limpiar cristales: Las toallas de microfibra que mejor sirven para tareas de pulimento y limpiar cristales tienen características comunes: no pueden dejar ningún tipo de rastro y deben ser ligeramente abrasivas para eliminar todo tipo de suciedad. Eso se traduce en unas fibras algo más cortas que las de las toallas de uso general, dándole un poder limpiador superior y mayor capacidad de arrancar residuos. Normalmente tienen unos surcos longitudinales (verticales) y es preferible usarlas de forma que estos surcos queden en forma de barrera de la suciedad.
3. Toallas para secar: Aunque existen multitud de diseños, las que mejor resultado dan son las que poseen un diseño tipo gofre (también llamado Waffle Weave). Consiguen absorber cantidades de agua muy elevadas, al tiempo que son muy fáciles de escurrir. Vienen en multitud de tamaños y pesos, siendo más recomendables las que poseen bordes suaves para evitar arañazos. Normalmente para secar un vehículo necesitaremos dos toallas, una que acumulará la mayor parte del agua y otra para los pequeños detalles.
4. Toallas para abrillantado: Son mucho más suaves que las vistas anteriormente y poseen fibras más largas. Por ello son tremendamente agradables al tacto y nos garantizan que no arañarán nuestro acabado. Son ideales para eliminar el residuo existente tras aplicar nuestras mejores ceras, y nos darán un brillo sin igual. Algunas toallas tienen una fibra más larga y esponjosa por un lado (para abrillantar la cera o selladora) y una más corta por el otro lado (ideal para eliminar residuos de pulimento), haciéndolas más versátiles.


domingo, 19 de mayo de 2013

PROPIEDADES DE LA MICROFIBRA DE POLIAMIDA


PROPIEDADES


La forma de la fibra les confiere una alta capacidad de absorción, por lo que los productos hechos con este material son buenos para secar, para limpiar, etc. El hecho de que absorba el doble que el algodón hace que una toalla pueda ser más fina y ligera, o que una bayeta necesite una cantidad menor de producto de limpieza. Dentro del ámbito de la limpieza, otra ventaja es que no deja residuos en forma de vello ni trazas de la trayectoria del fregado, en un cristal, por ejemplo.
Como se trata de un tipo de fibra sintética, es decir especialmente diseñada para ciertos usos humanos, está ya hecha de manera que tenga un ciclo de vida largo. Resiste muchos lavados y a temperaturas altas, los tejidos de microfibra no se deforman, no se quedan pequeños ni se hacen mayores. Los hay de muchos tipos con diferentes acabados finales, de modo que se pueden conseguir, por ejemplo, pañuelos o piezas de ropa fina tan suave como la seda, o paños superabsorbentes que no rayan.
Por otra parte, para su uso en ropa cercana al cuerpo, hay personas que no toleran bien las fibras sintéticas o que sienten que no transpiran tan bien como las de algodón o lino, por ejemplo. Algunas personas, aunque no sean alérgicas, transpiran más y de una manera muy ácida si llevan una camisa con los componentes de la microfibra.

FIBRA CATIONICA Y FIBRA NANOFIBRA


CATIONICA

La invención proporciona un polímero insoluble en agua, capaz de hinchar en agua, que comprende unidades derivadas de un monómero dialílico de sal de amonio cuaternario, reticuladas mediante un compuesto polifuncional de vinilo, apropiado, estando por lo menos una proporción sustancial de los grupos funcionales en forma básica.



NANOFIBRA
Son fibras tan pequeñas, prácticamente invisibles. En términostécnicos unnanofibra tiene un diámetro menor deun micrón lo quesequivalente a la millonésima parte del metro. 

PROPIEDADES DE LA NANOFIBRA
Hidrofobicidad
Hidrofilicidad
Solides en los colores
Antillamas
Resistencia al ensurado
Resistencia a la mecanica, a la traccion, rasgado y abrasion

APLICACIONES DE LA NANOFIBRA
La baja densidad y elevado volumen de los poros hacen a estos materiales apropiados para dispositivos biomédicos como el sistema de liberación controlada de fármacos o la obtención de cosméticos. 




FIBRA DE CARBONO


                                                          CARBONO




La fibra de carbono es una fibra sintética constituida por finos filamentos de 5–10 μm de diámetro y compuesto principalmente por carbono. Cada filamento de carbono es la unión de muchas miles de fibras de carbono. Se trata de una fibra sintética porque se fabrica a partir del poliacrilonitrilo. 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.

ORIGENES DE LA FIBRA DE CARBONO
Fueron desarrollados en las décadas  de 1950 como un refuerzo para la alta temperatura de los componentes de plásticos moldeados en misiles.
Las primeras fibras se fabrican por los filamentos hasta que son carbonizados.


APLCIACIONES Y OBTENCION DE LA FIBRA
Se fabrica mediante un complicado proceso de calentamiento de un filamento orgánico, el cual es mas fácil de estirar o hilar en tramos largos.
Al principio de este proceso de calentamiento (piro lisis) se libra hidrógenos (H2) y a continuación nitrógeno (N2). Terminando la síntesis queda una estructura que es casi carbono puro.
La materia prima utilizada para fabricar la fibra de carbono es llamada precursor, cerca del 90 % de las fibras de carbono producidas son hechas de poliacrinitrilo (PAN), El 10% restantes es hecho de rayona brea de petroleo. Todos los materiales son polimeros organicos que se caracterizan por cadenas largas de moléculas unidas entres si por átomos de carbono. La composicion xacta de cada precursor variara de una compañía a otra y es generalmente considerado un secreto comercial.



APLICACIONES
Refuerzo estructural de tuneles con fibra de carbono.
-Incremento de capacidad de cargas vivas en edificios y  puentes.
-Refuerzo sismicos de elementos estructurales tales como columnas
-Muros no reforzados de albañileria 


PROPIEDADES

    FISICAS                                              
-La dencidad de la fibra de carbono es de 1.750 kg/m2.
-Es conductor electrico y de baja conductividad termico.
-Punto de fusión  3800 (g) 3825 (k). 


QUIMICAS
-Las fibras de carbono es resistentes a:
   -Corroxion
   -Fuego
   -Inercia quimica
   -Conductividad electrica
-Ante variaciones de temperatura conserva su forma