Derivados Del Polivinilo
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CH2 = CH – CN Cianuro de vinilo o acrilonitrilo HC Ξ CH + CNH -----> CH 2 =CH-CN Acetileno Ac. Cianhídrico CH 2 = CH – CH 3 + NH 3 + 1,5 O 2 -------> CH2 =CH – CN + 3 H 2 O Propileno Amoniaco Oxigeno Derivados del polivinilo Son todos los polímeros derivados de la polimerización de monómeros q contienen la unión vinilo, si rompemos la doble ligadura obtendremos un polivinilo. H 2 C =CH 2 Vinilo A) Fibras acrílicas: Desarrollada por Dupont EE.UU y H. Rein en Alemania, aparece en el mercado en el año 1950. 1940 - Dupont comienza sus investigaciones 1942 - Dupont instala una planta piloto. Ofrece la fibra al g ob. De EE.UU. para sus uniformes militares. 1944 – Comienza producción de la fibra y le da el nombre de “Fibra A” 1950 – Empieza con la producción a gran escala. Son fibras derivadas de polímeros de acrilonitrilo. Acrilonitrilo (Materia prima) El acrilonitrilo o cianuro de vinilo, se descubrió en 1893 por Moreau, se demostró que era el nitrilo del acido acrílico El caucho sintético podía prepararse por copolimerización entre el acrilonitrilo y el butadieno. Este se uso durante la guerra mundial para el sellado de los tanques de combustible de los aviones. La gran demanda inicio con el desarrollo de las fibras textiles. El acrilonitrilo se presenta como un líquido claro, incoloro, volátil, con un olor característico . Es toxico e inflamable . Obtención: Década del 50’: Las plantas productoras de acrilonitrilo estaban basadas en Acetileno y Acido cianhídrico. Década del 60’: Dupont instala una planta basada en Propileno, que reduce los costos de obtención de acrilonitrilo. Hasta ese momento las plantas de acetileno representaban un 65% porcentaje q empezó a ocupar en 1966 a las plantas basadas en propileno. Hoy en día las plantas se basan en la amino oxidación del propileno. Es más barato y más rápido. Clasificación de las fibras: La polimerización de acrilonitrilo da origen al poliacrilonitrilo. Este por su cristalización y resultante empaquetamiento molecular generaba problemas durante el teñido y la hilatura, gracias a su resistencia a la penetración de solventes y colorantes. Como solución se usa una sustancia llamada comonómeros provistas del radical vinilo (H 2 C =CH 2 ), que al polimerizar con el acrilonitrilo, dan origen a copolímeros de poliacrilonitrilo. Las cadenas de copolímeros provocan una distinta disposición de las macromoléculas, con características de menor cristalinidad, es decir favorables para el acceso de los solventes y los colorantes. Algunos de los productos usados como copolímeros son: metacrilanto de metilo, el cloruro de vinilo, el acetato de vinilo, etc. El uso de estos copolímeros dio como resultado 2 ramas de fibras acrílicas a) Fibras acrílicas verdaderas (o fibra acrílica, contiene por lo menos 85% de poliacrilonitrilo) b) Fibras modacrilicas (o acrílicas modificadas , contiene por lo menos 85% pero más de 35% de poliacrilonitrilo) (El 15% restante son los copolímeros que nos permiten hilarlo y teñirlos) - H H - C – C - H H Polivinilo
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CH2 = CH – CNCianuro de vinilo o acrilonitrilo
HC Ξ CH + CNH -----> CH2=CH-CN
Acetileno Ac. Cianhídrico
CH2 = CH – CH3 + NH3 + 1,5 O2 -------> CH2 =CH – CN + 3 H2O
Propileno Amoniaco Oxigeno
Derivados del polivinilo
Son todos los polímeros derivados de la polimerización de monómeros q contienen la unión vinilo, si
rompemos la doble ligadura obtendremos un polivinilo.
H2C =CH2
Vinilo
A) Fibras acrílicas:
Desarrollada por Dupont EE.UU y H. Rein en Alemania, aparece en el mercado en el año 1950.
1940 - Dupont comienza sus investigaciones
1942 - Dupont instala una planta piloto. Ofrece la fibra al gob. De EE.UU. para sus uniformes militares.
1944 – Comienza producción de la fibra y le da el nombre de “Fibra A”
1950 – Empieza con la producción a gran escala. Son fibras derivadas de polímeros de acrilonitrilo.
Acrilonitrilo (Materia prima)
El acrilonitrilo o cianuro de vinilo, se descubrió en 1893 por
Moreau, se demostró que era el nitrilo del acido acrílico
El caucho sintético podía prepararse por copolimerización entre el acrilonitrilo y el butadieno. Este se
uso durante la guerra mundial para el sellado de los tanques de combustible de los aviones.
La gran demanda inicio con el desarrollo de las fibras textiles.
El acrilonitrilo se presenta como un líquido claro, incoloro, volátil, con un olor característico. Es
toxico e inflamable.
Obtención:
Década del 50’: Las plantas productoras de acrilonitrilo
estaban basadas en Acetileno y Acido cianhídrico.
Década del 60’: Dupont instala una planta basada en Propileno, que reduce los costos de obtención de
acrilonitrilo. Hasta ese momento las plantas de acetileno representaban un 65% porcentaje q empezó a ocupar
en 1966 a las plantas basadas en propileno.
Hoy en día las plantas se
basan en la amino oxidación
del propileno. Es más barato y
más rápido.
Clasificación de las fibras:
La polimerización de acrilonitrilo da origen al poliacrilonitrilo. Este por su cristalización y resultante
empaquetamiento molecular generaba problemas durante el teñido y la hilatura, gracias a su resistencia a la
penetración de solventes y colorantes. Como solución se usa una sustancia llamada comonómeros provistas
del radical vinilo (H2C =CH2), que al polimerizar con el acrilonitrilo, dan origen a copolímeros de
poliacrilonitrilo. Las cadenas de copolímeros provocan una distinta disposición de las macromoléculas, con
características de menor cristalinidad, es decir favorables para el acceso de los solventes y los colorantes.
Algunos de los productos usados como copolímeros son: metacrilanto de metilo, el cloruro de vinilo, el acetato
de vinilo, etc.
El uso de estos copolímeros dio como resultado 2 ramas de fibras acrílicas
a) Fibras acrílicas verdaderas (o fibra acrílica, contiene por lo menos 85% de poliacrilonitrilo)
b) Fibras modacrilicas (o acrílicas modificadas , contiene por lo menos 85% pero más de 35% de
poliacrilonitrilo)
(El 15% restante son los copolímeros que nos permiten hilarlo y teñirlos)
- H H
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Proceso de producción: (Son 3 etapas Polimerización, Hilatura y tratamiento textil)
a) Polimerización por suspensión o precipitación: El monómero de acrilonitrilo, comonómeros y
catalizadores junto con agua, se introducen en el reactor, donde tiene lugar la polimerización,
controlándose el tiempo y la temperatura. Terminada la reacción, se obtiene el poliacrilonitrilo en
suspensión acuosa. El monómero remanente se recupera y la suspensión del polímero se filtra, seca y
pulveriza. El polvo blanco resultante se almacena, listo para la disolución y la hilatura.
b)
Polimerización directa o en solución: Las bombas medidoras cargan en el reactor los componentes de
la reacción, el monómero acrilonitrilo, los comonómeros y cierto solvente, previamente filtrados.
Después de un cierto tiempo de reacción se obtiene el poliacrilonitrilo en solución. El acrilonitrilo sin
reaccionar es separado y reciclado al sistema de reacción por medio de una unidad de destilación.
Después de ser filtradas y desgasadas, las partidas de la solución de polímero, se conducen al sistemade hilatura directa.
Hilatura:
Las fibras acrílicas se hilan en solución, según los siguientes métodos:
1 - Hilatura en seco: es un sistema vertical
o Se disuelve el polímero (el polvo blanco) en un solvente volátil (dimetilformamida)
o Filtración de la solución
o Eliminación de gases al vacio
o Hilatura en un sistema de hileras de conductos verticales cerrados (circula en contracorriente gas
inerte caliente para evaporar el solvente que se recupera en equipos especiales)
o Obtenemos una fibra más suave, más fina con forma de hueso de perro
2 - Hilatura en húmedo (baño de coagulación): es un sistema horizontal
Se disuelve el polímero en un solvente no volátil o se usa la solución proveniente de la polimerización directa.
Pasa por la hilera y cae en un baño de la misma disolución pero más diluida. Obtenemos una fibra circular.
Tratamiento textil:
Después de la hilatura se procede al estirado del cable (agrega resistencia) a fin de lograr la orientación de las
cadenas moleculares, se lava y se agregan productos antiestáticos y suavizantes. Luego se somete al cable al
proceso de crimpado (ondulaciones para mejorar la capacidad de hilatura) Finalmente se pliega en canastos
perforados de acero inoxidable para recibir el tratamiento de termofijado.
Luego este cable se pasa por métodos de corte para obtener fibra discontinua, utilizada en el sistema lanero
(Tow to top debido a que la lana tiene fibras de varias longitudes) y algodonero (Tow to fibra cortada ya q elalgodón tiene una longitud aproximada de 30mm). Se usan 2 métodos.
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a) Tow to Top. (Seydel) Transformación del Cable a Top. Consiste en la rotura de los filamentos por
tracción sin modificar su alineación y paralelismo respecto al cable. Primero pasa por una plancha
calefaccionadas a 105ºC, mientras la fibra alcanza una temperatura de 85ºC y entra en una zona
plastica. Luego se pasa el cable fuertemente
pinzado entre varios pares de rodillos, que giran a
distintas velocidades (de menor a mayor). El
gradual estiramiento del cable provoca finalmentesu rotura en fibras de longitud variable. La fibra sale del sydel con un estiramiento del 20%, ya que es
una fibra q posee memoria, si la sometemos a un calentamiento de + de 85ºC , contrae a su medida
natural, es decir que encogería un 20%. Las fibras estiradas luego se relajan al ser sometidas a un
proceso de vaporizado continuo, en la medida que la cinta se va depositando en un recipiente. Este
relajamiento es esencial para evitar que se produzcan encogimientos en artículos textiles terminados
como tejidos y/o prendas. A continuación se juntan varias cintas y se las somete a un nuevo estirado
(distinto al anterior, en el Re-breaker, dado que en este caso las fibras discontinuas se deslizan entre
sí) para homogeneizar, regularizar la mecha y obtener un peso uniforme por unidad de longitud,
adecuado para procesar en las hilanderías. Obtendremos acrílico HB (High Bulk) de alto volumen.
Nota: del sydel obtendremos acrílico AR, colocaremos la mitad en tachos con orificios q luego se
vaporizaran y no tendrán encogimiento por lo tanto estos paran a ser acrílico Regular. Para formar elacrílico HB necesitaremos de un 50% del AR y un 50% del Regular.
b) Fibra cortada: (Lummus): Es proceso consiste en el corte del cable con cuchillas en
trozos de igual longitud. El Lummus es una rueda o especie de tambor rotativo en
posición horizontal. En su circunferencia tiene insertadas cuchillas verticales
equidistantes. El cable tensado se envuelve sobre el tambor presionándose sobre
las cuchillas y la presión de varias capas de cable sobrepuestas provocan el corte
de las capas internas, acostadas sobre las cuchillas. Estas caen desde la pare interna del tambor en
forma vertical hacia la prensa de fardos.
La amplia gama de colores
que se logran colorantes catiónicos(unión quimica), son brillantes con
muy buenas solideces a la luz, al
lavado y al frote. Se tiñen en madeja,
dentro del ropero. Excelente
resistencia a productos químicos
como álcalis, ácidos, solventes,
oxidantes y a los microorganismos e
insectos. Facilidad de lavado y rápido
secado. La fibra se descompone a los
230 ºC por lo que todas las
operaciones de teñido y acabadopueden hacerse sin inconvenientes..
Con el planchado se puede operar
hasta 150-180 ºC.
Aplicaciones de las fibras acrílicas:
Bonetería exterior, bonetería íntima,
Medias, ropa para bebés, tejidos de calada en general, hilados para tejer a mano, frazadas y mantas,
alfombras, imitaciones de piel, peluches para juguetes, telas para tapicería, toldos, acolchados, textiles
técnicos, geotextiles, etc
TenacidadSeco 2,2-3,2
Húmedo 1.8-2,6
ElongaciónSeco 20-38
Húmedo 20-41
Peso especifico 1,17
Absorción de
Humedad
65% HR 1,6
95% HR 4
Efecto del calor
Ablanda 120ºC
Descompone 225ºC
Se trata a 85ºC
Efecto de la luz solar
(%perdida de tenacidad)
48hs 0
480hs 0
Acción de los ácidos Gran resistencia a ácidos en gral.
Acción de los álcalis Buena resistencia en frío
Por solubilidad Dimetil formamida
A la llamaHumo blanco, hace cascarita
no llega a fundirse
Dimensiones Top o fibra corta
Colorantes Cationicos, dispersos
