POLIÉSTER

I. INTRODUCCION.

Las primeras fibras sintéticas se desarrollaron a finales del siglo XIX basándose en la celulosa natural, y se dieron a conocer con el nombre de rayón. Como la celulosa no es sintética, el rayón se ha denominado fibra regenerada. La celulosa natural que aparece en formas que carecen de utilidad textil, como la fibra de madera, se trata químicamente para convertirla en compuestos que pueden licuarse. Más tarde, se da forma de filamento a estos líquidos, dentro de un ambiente que los convierte de nuevo en celulosa pura en estado sólido, y así se forma el rayón.

Los acetatos y triacetatos, que sí son sintéticos, se desarrollaron poco después que el rayón. Se trata de plásticos obtenidos de la celulosa a través de un proceso similar al del rayón. En este caso se altera químicamente la celulosa para formar ésteres.

En la actualidad, la mayoría de las fibras sintéticas se fabrican a partir de derivados petroquímicos y están formadas por polímeros muy largos parecidos a los plásticos en su estructura. La primera fibra plástica de gran aceptación comercial fue el nailon, desarrollado en 1938. Desde su aparición se han desarrollado muchas otras fibras sintéticas, como las acrílicas, las olefinas y los poliésteres. Las fibras sintéticas se fabrican, al igual que el rayón y el acetato, dando forma de filamentos a los líquidos dentro de un ambiente que hace que se solidifiquen. A continuación se tratan para conseguir ciertas cualidades, como resistencia al calor y a la humedad, facilidad de tinción y elasticidad.

Se han elaborado también fibras sintéticas para aplicaciones industriales muy precisas, como tejidos antibalas, aislantes y fuselajes y alas de aviones. También hay fibras especiales que se utilizan en los programas de astronáutica, y otras utilizadas para equipamiento deportivo de todo tipo. Las fibras sintéticas pueden combinarse con fibras de carbono, boro, silicio u otras sustancias, para conseguir, por ejemplo, aumentar su dureza y su resistencia a temperaturas elevadas.

II. OBJETIVOS.

Conocer el fundamento teórico del poliéster y sus derivados

III. REVISION BIBLIOGRAFICA.

Historia

La  primera aplicación de las fibras poliéster fue en camisas de punto para hombre y en blusas para mujer. También se utilizaron los filamentos en cortinas delgadas, donde la excelente resistencia de las fibras a la luz así como su grueso, las hicieron especialmente adecuadas. El poliéster de fibra corta se empezó a utilizar en conjunto de tipo tropical o de verano para hombre. Los trajes eran ligeros y lavables a máquina, algo increíble en ropa de hombre.

(C10H8O4) es una categoría de polímeros que contiene el grupo funcional éster en su cadena principal. Los poliésteres que existen en la naturaleza son conocidos desde 1830, pero el término poliéster generalmente se refiere a los poliésteres sintéticos (plásticos), provenientes de fracciones pesadas del petróleo.

  

Vista microscópicaFibras poliméricas.

Las fibras también tienen sus inconvenientes. Si bien poseen buena fuerza tensil, es decir que son resistentes cuando se las estira, por lo general tienen baja fuerza compresional, o sea, son débiles cuando se aprietan o se comprimen. Además, las fibras tienden a ser resistentes en una dirección, la dirección en la cual están orientadas. Si se las estira en ángulos rectos a la dirección de su orientación, tienden a debilitarse.

Debido a esta extraña combinación de resistencias y debilidades, a menudo resulta una buena idea emplear las fibras juntamente con otro material, como un termorrígido. Las fibras frecuentemente son usadas para reforzar los termorrígidos. Compensan las falencias de los termorrígidos y a su vez, las resistencias de los termorrígidos hacen lo propio con las falencias de las fibras. Cuando un termorrígido o cualquier otro polímero es reforzado de este modo con una fibra, se dice que es un material compuesto

POLIÉSTERES

Los poliésteres son los polímeros, en forma de fibras, en los años '70 para confeccionar la ropa que se usaba en las confiterías bailables. Pero desde entonces, las naciones del mundo se han esforzado por desarrollar aplicaciones más provechosas para los poliesteres, como las botellas plásticas irrompibles. Como se puede apreciar, los poliésteres pueden ser tanto plásticos como fibras. Otro lugar en donde usted encuentra poliéster es en los globos. Los productos como éstos, hechos de dos clases de materia prima, se llaman compósitos. Una familia especial de poliésteres son los policarbonatos.

Los poliésteres tienen cadenas hidrocarbonadas que contienen uniones éster, de ahí su nombre.

El poliéster termoplástico más conocido es el PET. El PET está formado sintéticamente con etilenglicol más tereftalato de dimetilo, produciendo el polímero o poltericoletano. Como resultado del proceso de polimerización, se

obtiene la fibra, que en sus inicios fue la base para la elaboración de los hilos para coser y que actualmente tiene múltiples aplicaciones, como la fabricación de botellas de plástico que anteriormente se elaboraban con PVC. Se obtiene a través de la condensación de dioles (grupo funcional dihidroxilo).Las resinas de poliéster (termoestables) son usadas también como matriz para la construcción de equipos, tuberías anticorrosivas y fabricación de pinturas. Para dar mayor resistencia mecánica suelen ir reforzadas con cortante, también llamado endurecedor o catalizador, sin purificar.

La estructura de la figura se denomina poli (etilén tereftalato) o PET para abreviar, porque se compone de grupos etileno y grupos tereftalato.

Los grupos éster en la cadena de poliéster son polares, donde el átomo de oxígeno del grupo carbonilo tiene una carga negativa y el átomo de carbono del carbonilo tiene una carga positiva. Las cargas positivas y negativas de los diversos grupos éster se atraen mutuamente. Esto permite que los grupos éster de cadenas vecinas se alineen entre sí en una forma cristalina y debido a ello, den lugar a fibras resistentes.

Cristalinidad de los polímeros

Esta clase de cristal está relacionada con cualquier objeto en el cual las moléculas se encuentran dispuestas según un ordenamiento regular.

Los polímeros se encuentran dispuestos de modo perfectamente ordenado. Cuando estamos en este caso, decimos que el polímero es cristalino. En otras ocasiones, no existe un ordenamiento y las cadenas poliméricas forman una masa completamente enredada. Cuando ésto sucede, decimos que el polímero esamorfo.

Los polímeros cristalinos se encuentran prolijamente ordenados y suelen alinearse completamente extendidos.

Pero no siempre pueden extenderse en línea recta. De hecho, muy pocos polímeros logran hacerlo, y esos son el polietileno de peso molecular ultraalto, y las aramidas como el Kevlar y el Nomex. La mayoría de los polímeros se extienden sólo una corta distancia para luego plegarse sobre sí

mismos. 

En el caso del polietileno, las cadenas se extienden alrededor de 100 angstroms antes de plegarse.

Pero no sólo se pliegan de esta forma. Los polímeros forman apilamientos a partir de esas cadenas plegadas. Aquí debajo hay una figura representando uno de esos apilamientos, llamado lamella.

Claro que no siempre es tan ordenado. A veces, una parte de la cadena está incluida en este cristal y otra parte no. Cuando ésto ocurre, obtenemos el desorden que se ve abajo. La lamella ya no se ve prolija ni ordenada, sino todo lo contrario.

Siendo poco decididas, obviamente, las cadenas poliméricas a menudo decidirán que desean retornar dentro de la lamella después de vagar por un tiempo en el exterior. En ese caso, obtenemos una figura parecida a ésto:

Este es el modelo de distribución de una lamella de un polímero cristalino. Cuando una cadena polimérica no se queda divagando por el exterior del cristal, sino que se pliega nuevamente, tal como vimos en las primeras figuras, origina un modelo llamado modelo de re-ingreso adyacente.

Amorfismo y Cristalinidad

Aún los polímeros más cristalinos no son totalmente cristalinos. Las cadenas, o parte de ellas, que no están en los cristales, no poseen ningún ordenamiento. Los científicos dicen que están en el estado amorfo. Por lo tanto, un polímero cristalino tiene en realidad dos componentes. La porción cristalina que está en la lamella y la porción amorfa, fuera de la lamella. Si observamos la figura ampliada de una lamella, veremos cómo están dispuestas las porciones cristalina y amorfa.

Como puede observarse, una lamella crece como los rayos de una rueda de bicicleta, desde un núcleo central. En realidad crecen en tres dimensiones, por lo que se asemejan más a una esfera que a una rueda. Toda esta esfera se llama esferulita. En una porción de polímero cristalino, existen varios millones de esferulitas.

Entre medio de la lamella cristalina hay regiones en las que no existe ningún orden en la disposición de las cadenas poliméricas. Dichas regiones desordenadas son las porciones amorfas de las que hablábamos.

Como puede verse también en la figura, una única cadena polimérica puede formar parte tanto de una lamella cristalina como de una porción amorfa. Alguna cadenas incluso comienzan en una lamella, atraviesan la región amorfa y finalmente se unen a otra lamella. Dichas cadenas reciben el nombre demoléculas vínculo.

Por lo tanto, ningún polímero es completamente cristalino. La cristalinidad hace que los materiales sean resistentes, pero también quebradizos. Un polímero totalmente cristalino sería demasiado quebradizo como para ser empleado como plástico. Las regiones amorfas le confieren dureza a un polímero, es decir, la habilidad de poder plegarse sin romperse.

Pero para fabricar fibras, deseamos que nuestros polímeros sean lo más cristalinos posible. Esto es porque una fibra es en realidad un largo cristal.

Muchos polímeros presentan una mezcla de regiones amorfas y cristalinas, pero algunos son altamente cristalinos y otros son altamente amorfos. Aquí hay algunos de los polímeros que tienden hacia dichos extremos:

OBTENCIÓN

El poliéster está formado sintéticamente con glicol etileno más ácido tereftálico, produciendo el polímero o polietileno tereftalato. Como resultado del proceso de polimerización, se obtiene la fibra, que es la base para la elaboración de los hilos para coser. Las resinas de poliéster son usadas también como matriz para la construcción de equipos o tuberías anticorrosivos. Para dar mayor resistencia mecánica suelen ir reforzados con fibra de vidrio sin purificar.

Comercialmente se fabrican una gran variedad de polímeros mediante condensación de poliésteres. Intercambio de éster parece ser la reacción de polímeros lineales Un polímero lineal se obtiene con un anhídrido difuncional y un alcohol binfuncional, pero si uno de los dos reaccionantes tiene tres o mas sitio de reactivos, entonces es posible la formación de un polímero tridimensional, ejemplo: dos moléculas de glicerol pueden reaccionar con tres moléculas de anhídrido Ftálico para dar una resina con un alto número de enlaces cruzados, llamada mylar.

Uno de los polímeros de poliésteres de mayor importancia es el polímero comercializado con los nombres de dacrón, teryleno y mylar, aunque el PET se puede obtener mediante esterificación directa, el polímero derivado de este proceso es bajo peso molecular, y en general, tiene poca utilidad.

La esterificación de los polialcoholes con diácidos orgánicos permiten obtener poliésteres con eliminación de H2O, los productos utilizados son muy variados, ácido saturado como el adípico, no saturado como el maleico o el fumarico, y aromáticos como el ftálico y alcoholes como el etilenglicol o la glicerina, primero se efectúa condensación y posteriormente la adición, formándose largas cadenas tridimensionales hasta que la propia viscosidad del polímero obtenido impide la eliminación del H2O, con lo que se realiza la reacción, estas cadenas tridimensionales dan unas resinas muy empleadas como barnices por su gran adherencia y resistencia al H2O , admiten también como relleno materiales inertes como el talco o la fibra de vidrio, con lo que se obtienen resinas de elevadas resistencias mecánicas y químicas, además son buenos aislantes eléctricos, en la reacción entre el etilenglicol y el acido tereftálico se obtienen unas fibras poliéster de propiedades muy parecidas a las del nylon y que se conoce como terylene, terlenka o tergal.

la polimerización por condensación generan pequeñas cantidades de subproducto, como agua, amoniaco y etilenglicol, las masa molecular de los polímeros por adición generalmente son mayores a la de los polímeros por condensación

MODO DE FABRICACIÓN

Las fibras de poliéster pueden ser fabricadas con dos tipos de resistencia: De alta tenacidad De tenacidad media.

CARACTERÍSTICAS

Son resistentes a la acción de los ácidos y tienen resistencia también a los álcalis y agentes oxidantes o reductores. Son solubles en fenol.

Al igual que las poliamidas, las fibras de poliéster son poco higroscópicas, lo que las hace poco absorbentes del sudor y de difícil tintura.

Es también termoplástico. Por esta razón es conveniente fijar sus dimensiones en las operaciones de acabado (termofijado) a temperaturas que pueden llegar hasta los 220º C. El planchado de las prendas que lo contienen debe hacerse a temperaturas moderadas. Es muy conocido el hecho de que las prendas que contienen fibra de poliéster conservan los pliegues que se les hacen. Sin embargo, esta propiedad impide la corrección de los pliegues hechos equivocadamente.

Es mal conductor de la electricidad. Esta propiedad produce una carga de electricidad estática, de la que no puede desprenderse fácilmente, dando lugar a las operaciones de hilatura, tisaje, acabado y confección a dificultades como la de pegarse en las partes mecánicas de la maquina produciendo atascos y rupturas, cargarse de polvo y suciedad y producir descargas cuando se la toca. Para evitar este inconveniente debe ser sometido a tratamientos con productos “antiestáticos” que ayudan a su descarga, tratamientos que deben ser repetidos en numerosas fases de la fabricación de hilados y tejidos.

Otra propiedad característica de esta fibra es su propensión a formar pequeñas bolitas cuando se someten los tejidos al roce, lo que impide su empleo en tejido destinados a acabados con pelo (franela). Los fabricantes de estas fibras están luchando contra este inconveniente mediante transformaciones en su proceso de fabricación.

 PROPIEDADES 

·    Se adapta muy bien en mezclas con fibras naturales, contribuyendo al fácil cuidado.

·    En 100% PES imitan también las naturales.·    Resistencia a la absorción muy buena.·    Producen carga electroestática.·    Poseen baja absorbencia de humedad.

APLICACIONES TÉCNICAS

Se endurece a la temperatura ordinaria y es muy resistente a la humedad, a los productos químicos y a las fuerzas mecánicas. Se usa en la fabricación de fibras, recubrimientos de láminas, etc.

Vestimenta: Ropa, Material aislante y Zapato Muebles Hogar: Alfombras, Cortinas, Sleeping Bags, Edredones,

Almohadas y tapicería Relleno para Juguetes Mejorado de Concretos y Asfaltos Cuerdas y Redes, Relleno Auto Partes, brochas y Pinceles, Fibras

abrasivas

Las fibras de poliéster pueden ser empleadas en forma de filamento continuo o cortadas. Las cortadas han encontrado gran aplicación mezcladas con las naturales (algodón, lana, lino) las artificiales (rayón viscosa, acetato y triacetato) y las sintéticas (acrílicas) empleándose para la fabricación de tejidos para camisería, pantalones, faldas, trajes completos, ropa de cama y mesa, genero de punto, etc.Su difusión, pese a los inconvenientes que pueden presentar en la fabricación y en el uso, esta basada en la duración y en su fácil cuidado.

Las marcas más conocidas de fibra de poliéster son: tergal, terylene, terlenka, trevira, dacrón, terital, etc.

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

Fuerte, Resistente al estiramiento y encogimiento, Resistente a la mayoría de los químicos, Secado rápido, Quebradizo y resistente, seco o húmedo, Resistente al moho, Resistente a la abrasión, Conserva calor, fija plisados y pliegues, Se lava fácilmente

IV. CONCLUSIONES.

El volumen de uso del poliester es superado sólo por el algodón. La tela

de poliéster, es de alta resistencia .

El PET es uno de los poliesteres mas utilizados en la Industria de las

bebidas refrescantes y su uso cada vez crece en un porcentaje elevado.

V. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA.

[1] http://www.textoscientificos.com/polimeros/nylon/propiedades.

[2] http://es.wikipedia.org/wiki/Poliamida.

[3] http://es.wikipedia.org/wiki/Amida"

[4]http://www.plastunivers.com/tecnica/hemeroteca/ArticuloCompleto.asp?

[6] http://www.textoscientificos.com/polimeros/poliestireno

[7] http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/nylon/Nylon_file/page0008.htm