Fibrele chimice din polimeri naturali

Polimerii sunt substanţe ce conţin molecule mari, alcătuite la rîndul lor din multe unităţi repetitive de mici dimensiuni, numite monomeri sau meri. Numărul de unităţi structurale repetitive dintr-o moleculă mare reprezintă gradul de polimerizare. Materialele cu un grad ridicat de polimerizare sunt cunoscute sub numele de polimeri înalţi. Aceştia pot fi homopolimeri: polimeri la care există o singură unitate structurală repetitivă de acelaşi fel şi copolimeri, care sunt formaţi din mai multe unităţi structurale repetitive diferite.

Cele mai multe dintre substanţele materiei vii, cum ar fi proteinele, lemnul, cauciucul, răşinile etc. sunt polimeri, la fel ca şi materialele sintetice (materialele plastice, fibrele sintetice, adezivii, sticla şi porţelanul) care, prin extensie, pot fi considerate substanţe polimerice.

Primele fibre obţinute din polimeri înalţi naturali, de natură hidratcelulozică, au fost realizate la sfîrşitul secolului al XIX-lea şi au fost cunoscute sub denumirea de rayon. Rayonul a mai fost denumit şi “mătase artificială”, cu toate că din punct de vedere al compoziţiei chimice, el diferă complet de mătase. De la obţinerea lui în anul 1900, rayonul a fost folosit în multe domenii ale industriei textile.

În procesul de fabricare a rayonului, celuloza naturală extrasă din lemn sau din lintersul de bumbac s-a tratat cu o serie de substanţe chimice, pentru a se obţine o soluţie vîscoasă. Apoi, acestă soluţie a fost extrudată, iar fibrele trecute printr-o baie de acid slab, astfel ca filamentele să revină la forma de celuloză pură. Rayonul a început să fie obţinut atît prin procedeul viscozei cît şi prin procesul cuproamoniacal.

La scurt timp după producţia rayonului au fost obţinute şi primele fibre estercelulozice, dintr-un acetat de celuloză şi printr-un proces similar rayonului. De atunci, gama fibrelor chimice s-a îmbogăţit în mod continuu, ele avînd o pondere mai mare decît cele obţinute din polimerii sintetici.

Aceste fibre obţinute din polimeri naturali au o pondere mult mai mare decît cele obţinute din polimerii sintetici.

Principalele tipuri de fibre continue obţinute din polimeri naturali, prin procedee chimice sunt:

  • viscoza şi cupro (hidratcelulozice);

  • acetat (estercelulozice);

  • azlon (proteice);

  • fibre din cauciuc.

Toate aceste fibre au o moliciune accentuată şi sunt plăcute la pipăit, prezintă o culoare albă sau sunt diferit colorate, prin vopsire în masă, luciul fiind însă diferit: puternic, semimat sau mat, în funcţie de procesul tehnologic de obţinere.

Procesul de fabricaţie al acestor fibre constă în trei faze:

  • prepararea unor soluţii vîscoase din produsul macromolecular;

  • filarea;

  • finisarea fibrelor.

În funcţie de polimerul de bază şi de procedeul de fabricaţie, fibrele din polimeri naturali se împart în:

  • fibre pe bază de celuloză obţinute prin procedeul viscoza;

  • fibre pe bază de celuloză obţinute prin procedeul cupro;

  • fibre pe bază de ester celulozic, obţinute prin procedeul acetat.

Procedeul viscoza se bazează pe transformarea celulozei albite (purificată) din lemn, paie sau stuf în xantogenatul de celuloză, ca produs celulozic intermediar. Acesta este dizolvat cu o soluţie de hidroxid de sodiu 4%, obţinîndu-se o soluţie portocalie, omogenă şi foarte clară, cu o vîscozitate de 2-3 ori mai mare decît a glicerinei, soluţie numită viscoza.

Următoarea etapă este aceea de fabricare propriu-zisă a fibrelor şi constă într-un proces de extrudere (proces numit şi filare), prin care soluţia vîscoasă este forţată să treacă prin nişte mici orificii ale unei duze (numită filator), într-o baie ce conţine o serie de substanţe chimice de coagulare, care permit obţinerea unor filamente consistente. Secţiunea transversală a fibrelor variază de la forma crenelată (cu zone distincte de coajă şi miez), la forme aproape circulare şi cu conţinut omogen.

Ultimele operaţii sunt cele ale unor tratamente speciale, care se referă la: neutralizare, desulfurare, albire, spălare, uscare şi tăiere.

Ca structură, fibrele chimice nu au perfecţiunea structurii fibrilare a fibrelor naturale. Fibrele au un diametru regulat, deseori cu striuri longitudinale, continue şi bine marcate şi, de asemenea, prezintă granulaţie caracteristică (în fibrele mate sau colorate cu pigmenţi).

Viscoza obţinută are un conţinut de celuloză de 87-89% şi un grad de polimerizare de 300-350, fineţea filamentelor fiind cuprinsă între 4,4-1,7 dtex (Nm 2250-6000).

Proprietăţile chimice şi fizico-chimice ale fibrelor sunt uniforme pe toată întinderea lor, mai ales netezimea, afinitatea faţă de coloranţi, rezistenţa şi alungirea.

Din punct de vedere al luciului, fibrele de viscoză se fabrică în trei tipuri: lucioase, semimte şi mate, în general, viscoza avînd un luciu argintiu. Luciul prea puternic, specific fibrelor cu o secţiune ovală şi mai puţin dinţată este un inconvenient pentru procesele tehnologice ulterioare şi tocmai de aceea, fibrele se matisează.

Viscoza se vopseşte cu aceeaşi coloranţi ca şi bumbacul, avînd aceeaşi afinitate faţă de aceştia ca şi bumbacul mercerizat.

Higroscopicitatea este superioară celei a bumbacului, umflarea cauzată de apă fiind reversibilă, iar repriza este de 11%.

Conductibilitatea termică se aproprie de cea a bumbacului şi este superioară conductibilităţii lînii şi mătăsii. Proprietăţile termoizolante ale îmbrăcămintei realizate din viscoză depind de stratul de aer dintre fibre şi nu de conductibilitatea termică a fibrelor izolate.

Comportarea viscozei în aproprierea flăcării şi în flacără este asemănătoare bumbacului, mirosul emanat şi aspectul cenuşii fiind similare cu cele al fibrelor naturale vegetale.

Fibrele de viscoza sunt distruse de acizii minerali concentraţi, chiar la o temperatură normală, în timp ce acizii diluaţi le degradează cu uşurinţă la temperaturi ridicate sau printr-o acţiune prelungită. De asemenea, ele sunt degradate cu uşurinţă şi de alcalii diluaţi, la temperaturi ridicate. Fibrele sunt stabile faţă de acţiunea solvenţilor organici (benzină, benzen), în care nu se umflă decît foarte puţin.

Masa specifică este 1,51-1,52 g/cm3 iar rezistenţa specifică este de 18-22 kgf/mm2.

Prin încălzire un timp mai îndelungat, la 150°C, macromoleculele se depolimerizează iar proprietăţile fizico-mecanice se degradează, rezistenţa la tracţiune menţinîndu-se pînă la 120°C.

Prin procedeul cupro (procedeul cuproamoniacal), celuloza purificată din linters sau din pin este tratată cu sulfat de cupru şi cu hidroxid de sodiu, pentru a forma celuloza cuproamoniacală. Aceasta este dizolvată în soluţii de 25% amoniac şi hidroxid de natriu şi extrudată, la fel ca şi viscoza, coagularea făcîndu-se însă în apă sau în hidroxid de sodiu. Ultimele tratamente sunt cele de decuprificare, spălare, uscare şi tăiere.

Fibrele obţinute prezintă un diametru regulat, fără striuri vizibile, iar fibrele mate sau colorate cu pigmenţi prezintă o granulaţie caracteristică.

Fiind tot fibre hidratcelulozice, caracteristicile acestor fibre sunt asemănătoare cu cele ale viscozei, însă alungirea la rupere este mai mică (10-16%) decît a acesteia. De asemenea, au o structură mai uniformă şi se vopsesc mai bine şi mai omogen. Repriza fibrelor cupro este egală cu a viscozei şi este de 11%.

Fibrele cupro reprezintă materia primă pentru produse fine de tricotaje, în special pentru ciorapi.

Procedeul acetat (diacetat şi triacetat) foloseşte celuloza din linters sau de pin care este tratată chimic cu acid acetic glacial şi cu anhidridă acetică, în vederea obţinerii celulozei acetat. Soluţia de filare este obţinută prin dizolvarea celulozei acetat în acetonă şi alcool etilic, extruderea prin orificiile filierelor făcîndu-se ca la viscoza, însă cu evaporearea solvenţilor folosiţi. Ultima operaţie este cea de tăiere a filamentelor continue.

În funcţie de gradul de esterificare, fibrele acetat se prezintă sub două forme: diacetilcelulozice şi triacetilcelulozice, ambele avînd aproximativ aceleaşi proprietăţi mecanice.

Fibrele au un diametru regulat, cu striuri longitudinale continue, dar relativ puţine. Fineţea fibrelor acetat este cuprinsă între 2,2-1,3 dtex (Nm 4500-7500).

Fibrele acetat sunt plăcute la pipăit, foarte moi, cu luciu asemănător mătăsii, dar se mototolesc cu uşurinţă.

Nu prezintă afinitate faţă de coloranţii obişnuiţi şi de aceea sunt vopsite cu coloranţi specifici, de dispersie, cu care se pot obţine şi diferite efecte de culoare.

Sunt fibre termoplastice, şi la 140°C încep să se deformeze. Tocmai de aceea, călcarea se face numai prin intemediul unor ţesături umede.

Fibrele acetat sunt rele conducătoare de căldură, puţin higroscopice şi uşor inflamabile. Fiind puţin higroscopice, fibrele acetat au proprietăţi electroizolante bune. Repriza fibrelor acetat este de 6%.

În apropriere de flacără încep să se topească, în flacără, ard topindu-se iar la ieşirea din flacără, continuă să ardă, topindu-se, cu formare de gămălii negre, tari, mirosul emanat fiind acid, înţepător.

Dintre fibrele celulozice, fibrele acetat sunt cele mai sensibile la acţiunea bazelor, soluţiile slab alcaline de săpun şi sodă descompunînd-o la fierbere. Au o stabilitate mai mare faţă de acizi decît fibrele hidratcelulozice, însă acizii concentraţi o descompun. În solvenţi organici (acetonă, esteri) fibrele se umflă mult şi se dizolvă.

Fibra acetat obişnuită are o rezistenţă specifică de 12-16 kgf/mm2 iar cea supraetirată, o rezistenţă excepţională, de 126 kgf/mm2, depăşind rezistenţa tuturor fibrelor textile, chiar şi pe cea a oţelului. Masa specifică este de 30 g/cm3.

Aceste fibre sunt folosite la fabricarea ţesăturilor şi a tricotajelor, fiind utilizate totodată şi la realizarea diferitelor amestecuri de fibre, pentru obţinerea efectelor de culoare şi a reducerii şifonabilităţii.

Celofibra viscoza este alcătuită din fibre scurte obţinute din celuloză prin procedee chimice. În funcţie de procedeul de obţinere, celofibra poate fi: celofibra viscoza, celofibra cupro şi celofibra acetat.

Avînd din punct devedere chimic aceeaşi compoziţie cu cea a fibrelor continue, proprietăţile celofibrei sunt aproape identice cu cele ale acestor fibre.

Celofibra se prelucrează aproape întotdeauna în amestec cu alte fibre, ca: bumbac, lînă, polimeri sintetici etc. şi de aceea, ea se fabrică în sortimente diferenţiate din punct de vedere al lungimii, gradului de ondulare etc., pentru a fi compatibilă cu fibrele cu care urmează a se amesteca şi cu metoda de filare.

Principalele tipuri de fibre de celuloză, din punct de vedere al lungimii lor, sunt:

  • celofibra B, de tip bumbac: 20-40 mm;

  • celofibra L, de tip lînă cardată: 60-80 mm;

  • celofibra L, de tip lînă pieptănată: 80-150 mm;

  • celofibra I, de tip in: 125-300 mm.

Celofibra tip bumbac prezintă un aspect lucios, un grad de alb de min. 80%, densitatea de lungime în denieri este de 1,5 iar repriza este de 13%.

De asemenea, se mai fabrică celofibră de tip iută, pentru vigonie, celofibră groasă pentru covoare etc.

Celofibra polinozică a început să fie fabricată în 1960 şi este o celofibră viscoza superioară calitativ celei obişnuite, fără a se ridica însă la nivelul de rezistenţă a bumbacului.

Secţiunea acestor fibre este circulară şi au un grad de structurare fibrilară mai ridicat. De asemenea, în stare umedă, prezintă un grad de rezistenţă sporit, sunt mai rezistente la acţiunea alcaliilor, au o capacitate de gonflare mai redusă şi o mare afinitate faţă de coloranţi.

Datorită proprietăţilor sale superioare, celuloza polinozică substituie bumbacul, un amestec de 50% celofibră cu 50% bumbac posedînd aproape în totalitate însuşirile corespunzătoare bumbacului.

De asemenea, se foloseşte în amestecuri cu fibre sintetice, respectiv cu cele poliesterice, fibrele obţinute caracterizîndu-se prin rezistenţă mărită la frecare, neşifonabilitate, păstrarea dungii şi întreţinere uşoară.

Fibrele proteice (protidice) mai sunt cunoscute sub numele de fibre azlon.

Fibrele azlon pot fi fabricate pe bază de: cazeină din lapte (fibre lanital), zeină din porumb (fibre Vicara), glicină din arahide (fibre Ardil), din soia, din sămînţă de bumbac etc. şi fiind fibre proteice, prezintă caracteristici asemănătoare fibrelor de lînă.

Producţia lor a început în 1935 dar nu s-a dezvoltat şi nu există şanse de dezvoltare nici în viitor, datorită faptului că baza de materii prime o reprezintă domeniul alimentar, care şi aşa este deficitar la nivel mondial şi pentru că posedă o slabă rezistenţă atît în stare uscată, cît şi umedă.

Fibrele chimice din polimeri sintetici (fibrele sintetice)

Fibrele sintetice sunt fibre obţinute din polimeri sintetici prin procedee chimice. Cele mai multe dintre ele sunt termoplastice şi de aceea moliciunea şi supleţea sunt obţinute prin tratamente termice.

Prima fibră sintetică a fost o poliamidă, denumită nylon, obţinută în anul 1930 de către chimiştii conduşi de Wallace Hume Carothers, din cadrul companiei americane “du Pont de Nemours”. Aceasta era o fibră foarte rezistentă, foarte elastică şi extrem de suplă.

În această perioadă, se pare că exista o adevărată rivalitate între chimiştii americani şi cei japonezi în obţinerea fibrelor sintetice, fapt pentru care, după unele opinii, în denumirea de nylon acordată fibrelor poliamidice s-ar ascunde o ironie a chimiştilor americani la adresa celor japonezi (Now you lose old Nipponese- “acum tu pierzi bătrîn japonez”).

De atunci, au fost obţinute multe alte fibre sintetice, printre care: acrilul (poliacrilonitril), aramidul (poliamidă aromată), olefina (polietilenă şi polipropilenă), poliesterii şi spandexul (poliuretanul), toate caracterizate prin: tuşeu plăcut, asemănător mătăsii şi lînii, culoare albă sau diferite culori, realizate prin vopsirea în masă, luciu variabil, în funcţie de procesul tehnologic şi proprietăţi fizico-chimice, tehnologice şi microbiologice superioare.

Fibre sintetice se comercializează sub un număr foarte mare de denumiri, însă toate au la bază cca. 30 de polimeri sinetici.

Într-un proces tipic de obţinere a acestor fibre, un polimer sintetic, aflat sub formă de soluţie, topitură sau pastă uşor mulabilă, este extrus prin orificiile unui filator şi trecut într-un mediu care conduce la solidificarea lui.

În general, secţiunea transversală rotunjită conduce la o serie de dificultăţi în procesul de prelucrare (alunecarea straturilor, noduri rezistente, favorizarea pillingului etc.) şi tocmai de aceea, se folosesc orificii de filare în forme geometrice diferite (stea cu cinci –opt colţuri, semicerc cu raze, trapez deschis etc.), în funcţie de polimerul extrus.

De asemenea, în vederea reducerii masei specifice a fibrelor, extruderea se poate realiza prin orificii prevăzute cu miezuri, care permit obţinerea unor canale cu aer în masa fibrelor.

Pentru conferirea unui tuşeu plăcut (ele prezentînd un tuşeu apropiat de cel al sticlei), fiberele sintetice sunt volumizate prin diferite metode.

Fibrele din polimeri sintetici sunt mai uşoare decît celelalte fibre textile, au o capacitate bună de izolare termică, o higroscopicitate redusă (fapt pentru care sunt curăţate şi uscate cu mare uşurinţă) şi sunt rezistente la acţiunea micoorgansimelor.

Proprietăţile fibrelor depind de polimerul de bază, de procesul de filare şi de tratamentele ulterioare aplicate, care includ: etirarea (întindere în stare plastică pentru obţinerea unor rezistenţe superioare), volumizarea, spălarea, vopsirea, matisarea, uscarea, tăierea filamentelor etc., prin care o serie de proprietăţi, cum ar fi: masa, rezistenţa chimică şi termică, elasticitatea, supleţea, afinitatea faţă de coloranţi etc. pot fi optimizate.

În funcţie de monomerul utilizat şi de procedeul de obţinere, fibrele sintetice se clasifică în fibre obţinute:

  • prin policondensare: poliamidice (din acid sebaic şi hexametilendiamină, din caprolactamă şi din aminoacid undecanoic); poliesterice (ester dimetilic al acidului tereftalic) şi policarbonice;

  • prin polimerizare: polietilenice, polipropilenice şi derivate vinilice (polietilenă, polipropilenă, polivinilcloridice, polialcoolvinilice, poliacrilnitrilice) şi copolimeri vinilici (din clorură de vinil cu clorură de viniliden, din clorură de vinil cu nitril acrilic);

  • din sticle, zgure şi roci eruptive: fibre de sticlă, de zgură, de roci eruptive etc.

Fiecare dintre aceste fibre are anumite particularităţi care determină domeniul ei utilizare:

  • fibrele poliamidice (care au ca materie primă ţiţeiul-fenolul) sunt folosite pentru produse solicitate puternic la frecare, ţinîndu-se însă cont că favorizează apariţia nopeurilor;

  • fibrele poliesterice (care au ca materie primă gazele de cracare, metanul, etilena etc.) sunt rezistente la acţiunea aciziilor şi alcaliilor diluate, au o mare capacitate de a nu se deforma, conservă dungile la pantaloni şi pliurile şi sunt folosite ca înlocuitori ai stofelor tip lînă pieptănată şi la fabricarea perdelelor;

  • fibrele poliacrilice (care au ca materie primă gazul metan) se comportă bine la şifonare, putrezire, la acţiunea intemperiilor şi datorită elasticităţii mari de volum sunt folosite la fabricarea tricotajelor, păturilor, stofelor pentru paltoane şi tip lînă cardată;

  • fibrele policlorvinilice (au ca materii prime gazele naturale şi de sondă şi acetilena) sunt neaprinzibile, imputrescibile, au proprietăţi antireumatismale, rezistă bine la acţiunea apei de mare, a acizilor şi bazelor, fapt pentru care, pe lîngă fabricarea diverselor sortimente curente, sunt folosite şi în ţesături cu aplicaţii medicale;

  • fibrele polialcoolvinilice (au ca materie primă ţiţeiul) şi sunt destinate ţesăturilor de tip bumbac (împreună cu viscoza şi cupro) fiind folosite la fabricarea lenjeriei, hainelor de vară etc.

Fibrele poliamidice (nylon, rilsan, relon, capron, perlon etc.) au o culoare alb-crem dar pot fi vopsite cu uşurinţă, sunt lucioase, dar se pot şi matisa. Sunt fibre uşoare, avînd masa specifică de 1,14 g/cm3.

Higroscopicitatea este redusă, în condiţii de temperatură şi umiditate relativă normale, absorbind apa în proporţie de 3,8-4%.

În apropriere de flacără, încep să se contracte şi să se topească, în flacără ard încet, cu topire iar la scoaterea din flacără se sting destul de repede, emanînd un fum alb şi un miros diferit în funcţie de natura polimerului de bază: miros de ţelină sau de lumînare. Produsul arderii are aspectul unei gămălii tari, mai mult sau mai puţin negră. La o temperatură de peste 230°C se distrug.

La temperatură normală, sunt foarte stabile la acţiunea microorganismelor şi a majorităţii agenţilor chimici, însă nu sunt stabile la acizii minerali concentraţi şi se dizolvă în fenol şi acid formic.

Rezistenţa specifică este de 57-83 kgf/mm2, fiind cea mai mare dintre rezistenţele tuturor fibrelor textile, însă prezintă fenomenul de „îmbătrînire” (rezistenţele mecanice scad sub acţiunea îndelungată a luminii şi a agenţilor atmosferici). De asemenea, rezistă bine la frecare, sunt foarte elastice, au o lungime de rupere de 45-52 km iar fibrele etirate suplimentar, de 54-63 km.

Dezavantajele acestor fibre sunt următoarele: netezime prea mare şi lipsă de structură, tendinţă de a forma nopeuri, higroscopicitate redusă, prin încălzire se îngălbenesc, se încarcă cu sarcini electrostatice (conduc la apariţia fenomenului de pilling), au rezistenţă mică la lumină şi la acizi şi prezintă un tuşeu rece.

Fibrele poliamidice sunt folosite la fabricarea ţesăturilor tip mătase, a ţesăturilor impermeabile, a ciorapilor, a covoarelor, precum şi pentru produse de uz sportiv, medicinal şi industrial (paraşute, articole de pescuit, corzi la rachetele de tenis, fire pentru sutură medicală, inserţii etc.).

Fibrele poliamidice neaprinzibile sunt fibrele poliamidice în care macromoleculele nu mai sunt liniare şi conţin inele aromatice. Aceste fibre sunt foarte rezistente la acţiunea temperaturilor ridicate, după expunere timp de 2 luni la 260°C păstrîndu-şi cca. 60-70% din rezistenţele iniţiale la frecare şi sfîşiere, iar după expunere timp de 4 luni la 180°C, rezistenţa la tracţiune rămîne aproape neschimbată.

Prin încălzire la 400°C nu se topesc, nu propagă flacăra, nu degajă miros neplăcut şi nici gaze toxice.

Ţesăturile au un tuşeu plăcut şi un aspect asemănător ţesăturilor de uz comun, fiind folosite la fabricarea tapiseriilor din aeronave, nave maritime, mijloace de transport auto etc.

Fibrele poliesterice deţin primul loc în producţia fibrelor sintetice. Ele apar sub diverse denumiri: Terital, Terom, Dacron, Lavsan, Tesil, Terylene etc., sortimentul fiind în prezent într-o continuă diversificare, prin aplicarea unor noi tratamente de neşifonabilizare, albire optică, călcare permanentă, antipilling, întreţinere uşoară, etc.

Se produc în două sortimente de lungime: fibre continui şi scurte, tip bumbac, tip lînă, tip in etc., ale căror lungimi sunt egale cu lungimea fibrelor cu care se realizează amestecul, ponderea principală a producţiei deţinînd-o însă fibrele scurte.

Fibrele poliesterice prezintă un grad înaintat de cristalinitate şi de orientare moleculară. La microscop, fibrele apar cilindrice, în secţiune transversală sunt rotunde iar la unele tipuri se observă mici puncte.

Fibrele poliesterice prezintă un tuşeu apropiat cu cel al lînii, plăcut şi fiind călduroase asigură un confort bun la purtare.

Au o afinitate scăzută faţă de coloranţi, fapt pentru care ele se vopsesc la temperaturi ridicate (peste 130°C şi sub presiune).

Masa specifică a fibrelor de poliester este de 1,38 g/cm3 iar contracţia este redusă.

Higroscopicitatea este foarte redusă, între 0,2-0,4% şi de aceea se usucă cu uşurinţă. Repriza este de 0,5%.

În apropriere de flacără, fibrele poliesterice se topesc şi se contractă, în flacără ard încet, cu topire iar la scoaterea din flacără se sting. Produsul arderii are aspectul unei gămălii tari, maronii sau negre. La o temperatură de peste 260°C se distrug. Fibrele poliesterice nu propagă flacăra, dar în ţesătură deasă se aprind mai uşor. Dintre fibrele sintetice, fibrele de poliester prezintă cea mai mare stabilitate termică (bună capacitate de a păstra forma fixată prin procedee termice).

Fibrele poliesterice au rezistenţă foarte bună la tracţiune şi la frecare, rezistenţa la rupere este de 56-68 kgf/mm2 pentru fibrele normale şi pentru cele rezistente: 74-78 kgf/mm2.

Prezintă mare stabilitate faţă de reactivii chimici, mai ales faţă de acizi, oxidanţi, solvenţi organici, substanţe reducătoare, dar sunt mult mai sensibile la acţiunea bazelor. La acţiunea luminii solare prezintă o rezistenţă satisfăcătoare însă radiaţiile gama o distrug. Toate aceste proprietăţi au determinat folosirea fibrelor poliesterice în domeniul îmbrăcămintei de protecţie.

Aburul, la o temperatură de 145-155°C, reduce masa moleculară şi rezistenţa acestor fibre, iar la o temperatură de 220°C, vaporii de apă scindează complet fibrele poliesterice.

De asemenea, fibrele poliesterice sunt foarte stabile la acţiunea microorganismelor.

Principalele deficienţe ale fibrelor poliesterice sunt: tendinţa de apariţie a efectului de pilling, afinitatea redusă faţă de coloranţi, dificultate de fabricare a produselor scămoşate ca urmare a pillingului, higroscopicitate foarte redusă şi sensibilitate la alcalii.

Fibrele poliesterice se utilizează în stare pură pentru firele de ciorapi, însă pentru firele destinate ţesăturilor, se filează în amestec cu alte fibre: 67% fibre poliesterice şi 33% bumbac – pentru cămăşi, bluze şi rochii; 30% fibre poliesterice şi 70% celofibră – pentru îmbrăcăminte uşoară, de vară; 55% fibre poliesterice şi 45% lînă – pentru stofe subţiri şi semigroase etc.

De asemenea, sunt folosite la fabricarea covoarelor şi a mochetelor (mai ales datorită proprietăţii unor noi fibre poliesterice de a prezenta o aderenţă scăzută faţă de impurităţi), a blănurilor, dar şi pentru o serie de scopuri industriale: prelate, izolaţii electronice, corduri pentru anvelope etc.

Fibrele polietilenice se remarcă printr-o mare stabilitate faţă de agenţii chimici, menţinute timp de o lună, la temperatura camerei, în acid sulfuric concentrat, acid azotic concentrat, acid acetic, fosforic etc. rezistenţa acestor fibre nu este deloc afectată.

Au o mare rezistenţă faţă de atacul microorgansimelor şi de asemenea, o mare flexibilitate, care se păstrează pînă la -70°C.

Masa specifică este de 0,9 g/cm3.

Sunt folosite în special pentru fabricarea căptuşelilor, a produselor filtrante, a hainelor de protecţie etc., iar unele fibre polietilenice sunt folosite la realizarea vestelor antiglonţ, a uşilor de automobile blindate şi a scaunelor pentru echipajele aeronavelor şi elicopterelor.

Fibrele polipropilenice sunt fibrele cu cea mai înaintată structură cristalină şi cele mai uşoare dintre toate fibrele textile, avînd masa specifică cuprinsă între 0,90-0,92 g/cm3. De asemenea, posedă o mare rezistenţă la tracţiune, care prin etirare se măreşte de 7 ori.

Alte caracteristici ale acestor fibre sunt: rezistenţă mare la frecare şi faţă de acizi, baze şi oxidanţi, higroscopicitate aproape zero şi proprietăţi dielectrice superioare.

De asemenea, prezintă o bună rezistenţă la acţiunea microorganismelor şi insectelor, sunt bune izolatoare termic, avînd conductibilitatea termică mai redusă decît a lînii şi de trei ori mai redusă decît a bumbacului, se aprind cu greu şi numai în contact cu focul. Rezistenţa la lumină difuză este bună, însă acţiunea prelungită a razelor solare directe conduce la o reducere progresivă a caracteristicilor mecanice.

Cu toate că sunt utilizate în industria electrotehnică şi chimică, pentru uz igienico-sanitar şi pentru bunurile de consum, aceste fibre sunt folosite cu predilecţie la fabricarea covoarelor, a geotextilelor (covoare de grădiniţă), a tapetelor, ambalajelor frînghiilor şi a materialelor neţesute.

Noile compozite polimerice, cum ar fi Gore-tex, sunt folosite la fabricarea scurtelor de vînt şi a hanoracelor (sunt uşoare şi foarte călduroase), în industria încălţămintei (la fabricarea feţelor de cizme) iar fibrele Kevlar, la fabricarea vestelor anti-glonţ.

Fibrele policlorvinilice au fost realizate pentru prima dată în 1934 în Germania, fiind cunoscute sub numele de „fibre Pe Ce”.

Ele prezintă proprietăţile specifice fibrelor sintetice, respectiv: culoare albă, luciu mătăsos reglabil, higroscopicitate nulă, rezistenţă mare faţă de majoritatea agenţilor chimici, calităţi bune mecano-elastice, comportare satisfăcătoare la albire, vopsire şi finisare şi termostabilitate limitată.

Pe lîngă acestea, caracteristice fibrelor policlorvinilice sunt: neaprinzibilitatea, încărcarea triboelectrică (fapt ce conduce la efecte de ameliorare şi combatere a durerilor reumatismale) şi contractibilitatea dirijată (permite obţinerea de produse textile cu efecte în relief sau creşterea desimii ţesăturilor în care se află în amestec cu fibre necontractabile).

În aproprierea flăcării, aceste fibre se contractă şi evită flacără, în flacără se descompun fără ardere directă şi cu degajarea unui miros înţepător, la ieşirea din flacără, descompunerea se opreşte şi formează o gămălie gri sau neagră. Se topesc la 170-180°C şi prezintă stabilitate termică la temperaturi scăzute de pînă la -195°C.

Faţă de celelalte fibre sintetice au o masă specifică relativ mare (1,38 g/cm3), în stare umedă îşi păstrează rezistenţa specifică, sunt imputrescibilie şi au o mare rezistenţă la acţiunea agenţilor de mediu şi a biodistrugătorilor

De asemenea, conductibilitatea termică este redusă şi prezintă o bună capacitate de izolare termică, electrică şi acustică.

Domeniile de folosinţă sunt legate de proprietatea lor de neaprinzibilitate, realizîndu-se ţesături pentru unităţi hoteliere, săli de teatru, cinematografe, automobile etc., precum şi de capacitatea de dirijare a contractabilităţii lor, fiind folosite la fabricarea tricoturilor volumizate, antireumatismale etc.

Fibrele poliacrilice prezintă un aspect şi tuşeu asemănătoare lînii, fiind fibre „calde” şi au ca reprezentant pe plan naţional melana.

Masa specifică este redusă, de 1,16-1,18 g/cm3, prezintă cea mai mare rezistenţă la acţiunea agenţilor atmosferici (temperatură şi umiditate) dintre toate fibrele textile, rezistă la acţiunea bacteriilor, a moliilor etc., au o bună rezistenţă faţă de agenţii chimici şi faţă de căldură, sunt mai hidrofobe decît nylonul şi au proprietăţi termice tot atît de bune ca lîna.

Fibrele poliacrilice sunt atacate de acizii minerali concentraţi iar rezistenţa faţă de alcalii este suficientă, astfel încît ele pot fi spălate, albite şi vopsite.

În aproprierea flăcării, aceste fibre încep să se topească, în flacără ard cu topire şi cu degajarea unui mirosde migdale amare, la ieşirea din flacără continuă să ardă şi formează o cenuşă neregulată, neagră şi tare. La 150°C încep să se îngălbenească şi se topesc.

Printre dezavantaje se pot menţiona: rezistenţă la frecare redusă, higroscopicitate foarte redusă (1-2%), se încarcă cu sarcini electrostatice, au afinitate scăzută faţă de coloranţi, sunt friabile, produc pilling şi se murdăresc uşor..

Multe dintre aceste dezavantaje au fost îndepărtate însă prin apariţia unor noi sortimente de fibre poliacrilice, care prezintă un efect pilling redus, au o volumizare mărită, sunt bactericide şi ignifuge (fiind folosite ca înlocuitor al azbestului), absorbante de umiditate etc.

Din melană 100% sau în amestec cu alte fibre se fabrică tricotaje, căptuşeli pentru haine, covoare, stofe de mobilă, stofe pentru costume şi paltoane, imitaţii de blană, umplutură pentru saci de dormit, plăpumi etc.

Fibrele poliuretanice (Perlon, Lastex, Lycra, Spandex, Estana, Vyrene etc.) au revoluţionat industria confecţiilor făcînd posibilă realizarea unor haine extrem de flexibile şi mulabile. Faţă de fibrele de cauciuc pe care le înlocuiesc, aceste fibre sunt fine şi uniforme, rezistenţa la tracţiune este de trei ori mai mare decît a fibrelor de cauciuc, au o mare rezistenţă la acţiunea uleiurilor, o capacitate tinctorială mărită şi o rezistenţă superioară la acţiunea luminii (rezistente la procesul de îmbătrînire). De asemenea, se remarcă prin o rezistenţă excepţională la frecare şi la acţiunea radiaţiilor nucleare.

Pe lîngă articolele de îmbrăcăminte, ciorapi şi costume de baie, se folosesc şi în construcţia vehiculelor şi a echipamentelor spaţiale.

Fibre minerale. Fibrele de sticlă sunt singurele fibre anorganice (minerale) cu o largă utilizare comercială. Există două tipuri de fibre de sticlă: continue şi scurte. Fibrele continue se obţin prin tragerea sticlei topite sub formă de fire, iar cele scurte se obţin prin întreruperea fluxului continuu al fibrelor de sticlă, cu ajutorul aerului, aburului sau a gazelor. Fibrele de sticlă sunt elastice şi pot fi folosite la fabricarea de ţesături cu destinaţii speciale, în amestec cu răşini, la fabricarea unor matriţe etc., iar fibrele de cuarţ mineral pot fi utilizate în domenii de temperaturi ridicate, ele rezistînd pe termen lung la temperaturi de 1400°C.

Principalele proprietăţi ale fibrelor de sticlă sunt: neaprinzibilitate, au o bună rezistenţă la agenţii chimici şi la intemperii, sunt imputrescibile, prezintă stabilitate dimensională, bună rezistenţă dielectrică şi se curăţă prin simpla spălare cu apă.

Începînd cu anul 1960 au fost realizate şi o serie de fibre ceramice pe bază de: oxid de aluminiu, carbură de siliciu, carbură de bor etc., acestea fiind folosite mai ales în obţinerea unor materiale compozite rezistente la temperaturi ridicate. Materialele compozite pe bază de fibre ceramice mai prezintă şi bune proprietăţi de rezistenţă şi fiind uşoare, sunt larg utilizate în industria aeronautică civilă şi militară, la fabricarea multor componente ale elicopterelor, sateliţilor şi a vehiculelor spaţiale.

Fibrele metalice sunt folosite la fabricarea voalurilor iar fibrele de aluminiu, acoperite cu materiale plastice, datorită luciului deosebit pe care-l prezintă, sunt folosite la fabricarea firelor de efect. De asemenea, sunt fabricate fire din oţel inox aliat cu nichel sau cu alte metale, care conferă în masa materialelor textile proprietăţi antistatizante, de stabilitate termică şi rezistenţă la tracţiune.

Fibrele de carbon şi grafit sunt fibre foarte rezistente, fapt pentru care sunt utilizate ca agent de rezistenţă în materialele compozite.

Fibrele de carbon sunt realizate prin tratarea termică a fibrelor de rayon şi a celor acrilice, în vederea modificării lor chimice. Carbonizarea se produce într-o atmosferă inertă, la o temperatură cuprinsă între 1000 şi 2500°C. La o temperatură de peste 2500°C, fibrele de carbon sunt transformate în fibre de grafit. Aceste fibre mai pot fi realizate şi din gudronul rezidual al produselor petroliere.

Asemenea fibre sunt folosite la fuselajul şi aripile aeronavelor, în realizarea structurilor spaţiale şi al echipamentelor sportive.

Back to Top