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S 1141 61fiq

INTRODUCCION

Es posible afirmar, sin darle cabida a las especulaciones litera la Industria Textil ha ocupado, ocupa y ocupará lugar prepo en el desarrollo universal de la industrialización. Merced a el encontrado nuevos conocimientos, nuevas tecnologías, y el uni guirá en constante transformación formando el futuro sembla Tierra y de la humanidad.

Si hacemos una ojeada retrospectiva para examinar lo que ha sig la Industria Textil y su impacto en la aplicación, vemos que miles de años las fibras naturales determinaron nuestras vesti nuestra forma de vivir, y entre ellas las más representativas f seda, el lino y la lana, quienes dominaron hasta el siglo XVIII. Posteriormente, y a consecuencia de los adelantos técnicos de dos, el algodón desalojó a las fibras antes mencionadas y ocupó nes de gran significación.

Finalmente sobrevinieron las fibras artificiales, llamadas tambi fabricadas por el hombre, al terminar el siglo pasado, y a part momento se inicia una nueva era para la industria textil. Si bien que las dos guerras mundiales interrumpieron este desarroll menos cierto que ellas contribuyeron en alto grado y en forma a su expansión, pues algunas fibras, como el Nylon, se utilizó mente su producción para fines bélicos y además, muchos de l cos que se hallaban concentrados en diferentes centros de inves tuvieron que dispersarse a otros lugares. En esta forma vemo

1.5.1. 1.5.2. 1.5.3. 1.5.4. 1.5.5. 1.5.6. 1.5.7.

Regain. Densidad de las Fibras Recuperación Elástica. Elasticidad de Longitud. Resistencia de las Fibras. Examen microscópico. Uniformidad de las Fibras.

1.1.

HISTORIA DE LAS FIBRAS SINTETICAS

Antes de abordar el estudio de las Fibras Sintéticas en particular, re y de interés echar una mirada atrás para estudiar y considerar los resultados de la en éste campo, efectuados durante los últimos 300 años. La relación cron desarrollo es corno sigue: 1664 Robert Hooke (Inglaterra) describe los primeros ensayos para pro medios mecánicos. 1846 El alemán Schunbein produce la Nitrocelulosa en Basilea (Suiza), 2 el Colodión, materia prima para la manufactura de las Fibras Sintéticas Estos trabajos fueron desarrollados provechosamente por el suizo 1855 Lausanna y en Por el francés Ozanam y por el inglés Swan (1883) quien exhibió en L 1862 que habían sido tejidos con fibras preparadas extruyendo Colodión a tr finos. 1865 El alemán Schützenberger manufactura por primera vez Acetato d sirvió más tarde como materia prima de la Seda al Acetato. 1884 El francés Chardonnet, llamado por otros el Conde de Chardonnet, re el padre de la seda artificial, produce los primeros hilos de seda artif la Nitrocelulosa, recibiendo un total de 47 patentes sobre la seda artific 1891 Se funda en Besancon (Francia) la primera fábrica de seda artificia con una producción diaria de 110 kilos. 1892 Los ingleses Cross, Bevan y Beadle encuentran la viscosa disolvien inglés Courtaulds adquiere la correspondiente patente. 1897 Fremery y Urban en Alemania anuncian su primera patente para pro el procedimiento cuproamonical. 3

Estados Unidos. Esta fabrica cerro sus puerta de cuproamonio y de acetato resultaron ser sup 1921

Comienza la producción de fibrana de viscos con una produccion anual de 100.000 Tonela

En este mismo ano la Dupont comenzó ,su planta de Buffalo, N.Y. 1927

El profesor H. Staudinger logra producir en e mente sintetica a base de polioximetilenos ningún significado práctico. señalo nuevos c

1930

Se comienza a producir el dificil Triacetato.

1931

La Owens--Illinois Glass Co. y la Corning Gla para extruir vidrio fundido a traves de finos dos firmas se fusionaron y apareció la Ow

1935

Se considera el año del nacimiento del Nylon H. Carothers. americano, quien inició los tra un sustituto de la seda a petición de la DuPont

1938

El alemán Paul Schlack produce otra poliami americanos y los alemanes el interés mundial

1941

Los ingleses Whinfield y Dickson de la comp para proteger la manufactura de fibras poliest la Imperial Chemical Industries.

1942

Un invento del alemán Rein permite la prod

Otras nuevas fibras posteriormente fueron inventadas las mismas ha ido en crecimiento, se han introducido m Los anteriores breves datos, pertenecientes a la historia han referido solamente a algunos de los productos ma trabajo y la gran cooperacion que ha sido necesario industrial en este campo.

L2

USOS Y CLASIFICACION DE LAS FIB

En los materiales clasificados como fibras está y sinteticos de origen orgánico e inorgánico. Por otro la orgánico, como los polímeros. que son considerados igualmente como plasticos, tal como los ejemplos de Acetato de Celulosa y Poliéster. De ahí que las fibras, a por su forma que por cualquier otra propiedad. Es po definir una fibra es aquella en !a que se requiere que s diámetro.

Las fibras artificiales generalmente pueden fabricars diametro. mediante los procesos de hilatura continua. algorinla lana y el lino son de longitudes de 1.000 a

4

De Origen Animal 1 1

De Origen Vegetal

1 Fibras l Fibras de de Corteza I Hojas

Fibras de Semillas

Yute

Al

Sisal Abaca Henequen

Lino Cañamo Kenaf Fique Palma Ramio

l



I

Seda y ILAsbestos Lana y I Otros fibras de Cabello Filamentos.

Lana Mohair Pelo de camello Cachemira Llama Alpaca Vicuña Pelo de caballo Pelo de vaca Fibras de conejo y

1 I Seda 1

L REGENERADAS

Mineral Fibras de Celulosa Regenerada

Fibras de Esteres de

Celulosa

Rayón Viscosa Acetato de Rayón Cupro- Celulosa secundario amoniaca'

vaca

Fig. No. 1

Fibras de Proteina

M

3o. Debe ser suficientemente fina, o delgada, para fibras para asi formar la hilaza.

4o. Las fibras deben ser fuertes y extremadamente f

5o. Deben tener capacidad para absorber humedad, fabricación de prendas para vestir.

En el caso de las fibras sintéticas provenientes de polímero cular son necesarios.

lo. El polímero debe tener una estructura lineal y de dio por encima de 10.000.

2o. La molécula debe tener un alto grado de simetr

3o. El polirncrc debe ser rápidamente orientado p resistencia y una reducida elongacion.

4o. El polímero deberá contener grupos polares r una fuerte cohesión intermolecular y un alt 5o. El polímero deberá ser razonablemente resisten cos y capacidad de teñido bajo condiciones norm

No está por demás mencionar que todos los requisitos Carothers en 1930 en virtud de sus numerosas investigacione

Desde el punto de vista de la clasificación, las fibras puede

1 o. Fibras Naturales 2o. Fibras Artificiales Corresponden al primer grupo de las fibras naturales el Alg fibras naturales se subdividen en tres diferentes grupos origen. 1.1. 1.2. 1.3.

Fibras Vegetales Fibras Animales Fibras Minerales

En el grupo de las FIBRAS VEGETALES están incluida textiles, el Algodon. que junto con el Lino. el Yute y el Cá cidas por las plantas. Estas fibras están constituidas por naturaleza como material estructural en la vida de las planta

En las FIBRAS ANIMALES están incluidas la Lana proteinas, una sustancia compleja del cual muchos d forman.

Las FIBRAS MINERALES son de importancia limitada son los más usados, los cuales le comunican propiedades e

6

n otras

FIBRAS SINTETICAS son aquellas en las que el hombre ha desarrollado su to en la produccion de la fibra sin intervencion de la naturaleza en la participacion d formadora de la fibra. El Nylon, el Poliéster. los Acrílicos son ejemplos de fibra sintéticas y fabricadas de productos derivados del Carbón y del Petróleo.

para la

De acuerdo con lo anteriormente expuesto el siguiente cuadro general de clasifi fibras se puede formular (Figura 1).

partiprome

na alta ra dar luimi is por Upos:

1.3. SISTEMA PARA NUMERAR LAS FIBRAS

En la industria se emplean dos sistemas para numerar las fibras, una que peso. y otra que se refiere al largo de la fibra. En cuanto al peso se refiere, la expresión utilizada se llama "Denier", y se apli fibras naturales como artificiales. El Denier expresa además finura de las fibras

"Denier" significa el peso de una medida fija o sea 9.000 metros. Por lo tanto. el mos de 9.000 metros es equivalente al Denier. medida que ha sido reconocida po (The International Bureau for the Standarisation of Man Made Fibres), y que aplicación en la producción de fibras sintéticas tales como el Nylon, Poliéster, etc.

Otra unidad también conocida es el llamado "Tex" que es una unidad más nuev al Sistema Métrico Decimal. Se define como el peso en gramos de 1.000 metros filamento. Esta unidad ha sido establecida por la I.S.O. (The International Org Standarization, de Europa). Por ultimo se conoce tambien la unidad llamada "Grex'', que corresponde al pe de 10.000 metros. En cuanto al Denier. la relación básica es como sigue:

Las 1e su

D.

Denier

Gramos (gm)

Longitud (L)

siendo el valor de (L) equivalente a: metros por unidad de longitud M/L 9.000 y 1. ibras rodu or la

9 000

9.000

Asi. la expresión resultante para Denier llega a ser: Denier

Gramos (9.000)

n en ?s se

EJEMPLO I: Una hilaza de 450 metros de longitud pesa 5 gramos. ¿Cuál es el denie

.stos con

5 (9.000) 100 450 EJEMPLO II: Una bobina de N y lon de 50 Denier pesa 35 gramos neto. ¿Qué Denier

7

9 x Tex

Denier

Existen, ademas, otras numeraciones. Por ejemplo la numeracion llam tamente equivalente al Denier. Además, la unidad llamada "Número" uno el largo de un peso fijo.

As'. el numero métrico. enseña cuantos metros hay en un 1 gramo, en un kilogramo de fibra o de hilaza. De donde la formula básica como sigue: Número métrico (Nm) -- metros/gramo

EJEMPLO: ,Cual es el numero metrico de una hilaza de Denier 150 N

11-1

9.000 X 1 -7---60 150

La figura 11 muestra una Balanza de Torsión utilizada en todos lo control para determinar el Titulo o Denier de las fibras. o

Fig. No. 2. Balanza de Torsión para

determinar el Titulo o Den

8

perfec a darle hay :ión es OS

El planteamiento matematico para calcular el Diametro de un filamento de acuerd Denier. aplicable al Nylon. es como sigue Peso especifico del Nylon Peso especifico del Nylon Por definición: Denier

1,14 gramos /cc 0.8772 cc/gramo X

9.000 gramos/metro X g ramos/cms. 9.000 x 100 0.8772 cc/gm X 0.8772X 9.000 x 100

iles de

3

9.000 x 100

gramos/cros.

cros

0.0000009746 X crn guar-

Radio 30.0000009746 X N/0.0000003102 X ir

nivel Diametro

jación n. Drotecajustar alanza. irbuja. le meRotaiad ran tatorio. irotec-

2 X 0.0005568 \/X cros.' 2 X 0.011136 VX m m . 2 X 0.000437 s/X pulgadas' donde X Denier

Ag . por ejemplo, para un Denier de 3 DPF el correspondiente diametro del filament 19.3 - 20 u.

1.5.

PROPIEDADES DE LAS FIBRAS

1.5.1.

Regain. Todas las fibras expuestas a la atmosfera recogen algo de h Esta es una caracteristica especial para las diferentes fibras. 1,a cantidad d dad recogida varia igualmente con la humedad relativa y con la temperatura de la at Las medidas son por lo tanto hechas a condiciones standards. las cuales son fijada organismos internacionales de control de calidad de las fibras en 65( .0de Humedad y 70,'F de temperatura.

LaS diferentes fibras tienen igualmente características distintas para absorber hu alcanzar su equilibrio con la atmosfera. Algunas toman poco tiempo. otras tom días. 9

7 6_ 5_ 4 3_ 2_ 1

10

2()

30

40 50 60 Humedad relativa de

1.5.2.

Densidad de las fibras. La densidad es una d cas de las fibras y juega un papel definitivo e Tabla No. 1 se relaciona los valores de la densidad de y en la Tabla No. 2 la de las fibras sintéticas.

TABLA No. 1

Densidad de las fibras na Asbesto Algodón Yute Lana (Mohair y Camel) Lino Ramio Seda (hervida) Seda (natural) Cañamo

2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,

10

Nylon 6.6

1.14

1.5.3.

Recuperación elástica. La recuperación elástica de las fibras que tiene un material para regresar a su longitud original despu estirado. El tiempo requerido por la fibra para recuperar su longitud orig muy importante en el análisis de las características de las fibras.

Sin recuperacion elastica seria imposible producir articulo\ que mant original o se ajuste a los contornos del cuerpo humano. )n 6,10

Los siguientes datos de recuperacion elástica se han observado en pruebas r Seda y el Nylon (Ver tablas No. 3 y No. 4):

TABLA No. 3 Recuperación sin carga, estirada por 100 segundos y recuperada a los 60 segundos % de Recuperacion Elastica Estirado SEDA

NYLON 100 100 100 91

aerísti. En la :urales,

TABLA No. 4

Recuperación contra' una carga de 0,25 gramos/Den estirada por 30 segundos y recuperada a los 60 segundos. IVIATERIAI ,

% de Recuperacion Elástica. después de estirada con:

Nylon Seda 1.5.4.

Ilasticidad de longitud. Hook fue el primero que experimen la elasticidad que se lleva a cabo en los cuerpos por la acción

strain Y

y ,

L (Diferencia d

L

(Longitud

Stress

Strain

siendo Y una constante llamada "Módulo de Elasticida (Ver Fig. No. 4). En la industria de fibras, el stress o sea el incremento de carga, se mide en gramos/denier, y el strain o sea el incremento de alargamiento se mide en porcentaje (%). Así, por ejemplo, si una carga inicial de 2,05 gramos/denier produce un alargamiento del 5%, el módulo será 2,05/5 = 0,41 gramos/denier x 1°/o, de alargamiento, etc. El "módulo de elasticidad o de alargamiento" se puede definir como la relación del aumento de la carga al aumento de la elongación. En la siguiente tabla se relacionan los valores de módulo las más conocidas fibras sintéticas:

TABLA No. 5

Módulo de alargamiento de algun fibras sintéticas FIBRAS

Módulo en gr por 1% de

0,75-0.30 0.31 0.50 2,75 0.40 0,70 0,90

Seda Lana Nylon (a 50% HR) Hilo de vidrio Algodón Acetato de Celulosa Rayón Viscosa Rayón de Cupramonio

12

100

0,116 gramos/denier

Resistencia de las fibras. La Resistencia de una fibra se c la parte mas importante de la misma, y algunos técnicos textil igualmente como la parte vital y asi ha sido aceptada en términos generales. La primera propiedad que se evalúa en una fibra es la Resistencia. y por fibra es útil o no. La Resistencia es ademas una de las caractensticas m para juzgar la calidad de una fibra. Resistencia a la Tensión. Se define como la fuerza o la carga por unid savia para romper un material. Hay diferentes unidades usadas en la indu la más conocida es la que se refiere a la libra por pulgada cuadrada. 1.5.5.

ng"

as de

Tenacidad. En la manufactura de las fibras sintéticas, la forma más empl sar la Resistencia de una fibra, es por el uso de la Tenacidad La Tenacidad la fuerza o carga aplicada a un material por unidad de finura. esto es, gr Tenacidad a la rotura. Es la tenacidad de la fibra calculada al aplacar misma en el momento de su ruptura. Se puede calcular asi. Tenacidad (Gramos/Den) —

142.5 5 gramos

100 Denier

— 1.43 gramosiden

siendo 142.5 la resistencia a la rotura de una fibra de 100 Denier.

elongación. I,a elongación es la medida de la extensión de la deformaci eje del material, bajo el esfuerzo de tensión (stress), y se expresa como po bio en longitud, en base de la longitud original de la muestra sujeta a prueb a la rotura es la longitud que se registra en la fibra en el momento de su r en porcentaje (%). Asi, por ejemplo. si una muestra original de la fibra puesta en prueba fue y la muestra sufre un estiramiento adicional de 2.5 pulgadas en el mome el porcentaje de la elongación se calcula así. 12.5 —10

Elongación (%) —

10



100= 25%

Cunas de Tenacidad vs. Elongación. Estas curvas llamadas curvas son muy usadas en las pruebas de control de calidad de las fibras y sirve las fibras y determinar sus propiedades físicas y mecánicas. Las curvas de la figura No.5 son curvas tipicas de stress-strain donde se s risticas mecánicas del Nylon 6.6 y del Nylon 6.

Todas las fibras tienen curvas características y cuando en una gráfica stre una linea recta se indica que la fibra es perfectamente elastica. ya que la ext ción de la fibra es proporcional a la carga aplicada. Esta caracteristica raramente encontrada en la práctica. 13

1.0 4

1

t

10 50 Strain (Elongación, '50) Fig. No. 5. Curvas de stress-strain para el Nylon 6,6 y el N 10

20

30

40

La temperatura afecta las propiedades mecánicas de las fibra perfectamente en las figuras 6 y 7.

Condiciones ...----standard

6 5

200'F

4 al

300'F

8 0 3

3

0

E 2

5 2

0

10

20

30

40

Fig. No. 6. Efecto de la tempe- ratura sobre una fibra de Nylon 40/13 semi-mate.

1.5.6.

0

10

1

20

FIg. No. 7. Efecto d fibra de Nylon 50/13

Examen microscópico de las Fibras. Una de las he tes para el estudio e identificación de !as fibras, e 14

Fig. No. 8. Instrumento para el examen microscópico de las fibras denominado Proyectina.

Seguidamente, aparecen a continuación las formas longitudinales y los cortes s de las fibras más importantes:

Fig. lo. 9. Triacetato de celulosa (Tricel). Vista longitudinal a 750 aumen

Fig. Nc. 10. Triacetato de celulos transversal a 750 aumentos.

Fig. No. 11. Acetato secundario d trado con pigmentos.

k#N4',41e

Fig. No. 12. Acetato secundario d trado con pigmento.

16

Fig. No. 14. Rayón cuproamoniacal.

—

Fig. No. 15. Rayón de viscosa, de tenacidad normal.

;lbs Fig. No. 16. Rayón de viscosa de tenacidad normal. 17

Fig. No. 17. P nal a 180 aum con tres cant de titanio); iz centro, fibras opaca 2% TiO

""00119W

Fig. No. 18. P a 750 aum ejemplo, nylon sal

Fig. No. 19. P Nylon Spinner a 180 aumento

Fig. No. 20. Poliamida (Nylon 6,6) trilobal (British Nylon Spinners Ltd., tipo 1.200). Sección transversal a 500 aumentos.

Fig. No. 21. Poliéster (Terylene). Vista longitudinal a 750 aumentos. de un hilo plano de 50 deniers, 24 filamentos.

Fig. No. 22. Poliéster (Terylene). Sección transversal a 750 aumentos.

212~t 1111 ,, 111:171,115111"1"1115351115 ' .71153-9;;;211 ... - Ir'

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Fig. No. 23. Fibra acrílica (Courtelle). Vista longitudinal a 750 au rayas muy finas en la superficie de la fibra son características del 19

"

•

Fig. No. 24. Fibra acrílica (Cou versal a 750 aumentos. Secció aproximadamente circular, con mente finas alrededor de la p con &andes aumentos.

–

• —_

—

Fig. No. 25. Cloruro de pol,viniio (Fibra vil) Es característica la superficie listada de la fibr

i14

tizar _4

Fig. No. 26. Cloruro de polimilo (Y transversal a 750 aumentos. Las fo nes son redondeadas irregularmente 20

Fig. No. 27. Polietileno de baja densidad (Courlene). Vista longitudinal a 180 aumentos. El polietileno de alta densidad (por ejemplo, Courlene X3) y el polipropileno son similares en su aspecto, salvo en la densidad lineal de la fibra.

Fig. No. 28. Polietileno de baja densidad (Courlene). Sección transversal a 500 aumentos.

Uniformidad de las Fibras. Una de las más importantes ca fibras con posterioridad a su proceso de producción, es la unif ma, referida al Denier o Título. • Muchas son las causas para que una" fibra logre una pobre uniformida formación, y es muy difícil preciar, en términos generales, para todas l En la práctica para un rápido y extensivo control de la uniformidad, s aparatos y así es posible probar el material en forma continua y rápida. Uno de los modelos más usados para estos propósitos es el "Eltigraph" que permite medir y registrar en forma continua la unifor clase de fibra (ver figura). Este modelo, como los diferentes modelos qu mismos propósitos, constituyen a no dudarlo una verdadera herramie para el control de la calidad en la producción de fibras. 1.5.7.

El. aparato consta de un sistema de alimen,tación continua hacia una d dnádos de un capacitor de medición. Estos cambios de capacidad son d cionales al corte seccional de la hilaza sujeta a prueba. Estas señales pued y enviadas a un registrador. El aparato viene acompañado con un integrador electrónico que sirve pa y segura evaluación numérica de los diagramas obtenidos en el registrado 21

Fig. No. 29. Equipo Eltrigraph para el co

mente desarrollado para este proposito. El integ medio de un mecanismo de piñones el integral lin de los dos valores indicados los valores lineales X, de dispersión S y el coeficiente de variación V pu 22

14'

Influencia de los Enlaces Intermoleculares en las Fibras

2.4. 2.5.

Orientación Molecular de las Fibras

2.6.

Metodos empleados para Evidenciar la Orientación de la

2.6.1.

Hinchamiento rió isotropico

2.6.2.

Bi-refrigencia

2.6.3.

Dicroismo

2.6.4.

Análisis por Rayos X

2.7.

Cristalinidad

2.8.

Sintesis de las sustancias productoras de Fibras

2.8.1.

Polimerización por Condensación

2.8.2.

Condensación I ntramolecular

2.8.3.

Fibras que se fabrican por Polimerización por Conde

2.8.4.

Polimerización por Adición

2.8.5.

Procesos empleados en la Polimerización por Adición

2.8.5.1. Iniciación 2.8.5.2. Propagación 2.8.5.3. Terminación 2.8.6.

Fibras que se fabrican por Polimerización por Adició

2.1.

DIFERENCIAS ENTRE LAS FIBRAS NATURALES Y S

La más sobresaliente diferencia entre las fibras naturales y sinteticas está determinada por la velocidad con la cual la forma o estructura naolecular Mientras que el crecimiento de las fibras naturales es extremadamente lento una fracción de milímetro. la de formación de las fibras sintéticas. como cons velocidad de hilado. permite conseguir entre 50 a 1.000 metros por minut En estas condiciones la estructura molecular de las fibras naturales resulta ser n y esencialmente perfecta, mientras que la estructura molecular de las fibras sintetic e imperfecta debido principalmente, como se dijo anteriormente. a la alta veloc las macromoléculas de la fibra se conforman. Esta es, entre otras. una de las princ para la desuniforme absorción del teñido de muchas fibras sintéticas.

En el caso de las fibras sinteticas, la estructura molecular de cualquier fibra reci forma instantaneamente, y las fuerzas intermoleculares se van haciendo gradualm tentes a través del desarrollo de nuevos "dipolos" o "puentes de hidrógeno" en periodo comprendido entre el comienzo de la formación de la fibra bajo cond plasticas y el de terminación, que generalmente es el secado o fijación de la fi

El rápido proceso de formación y el arreglo desuniforme de las moléculas, da c la presencia en la fibra de microporos, microcanales y. al fin, en la pérdida de l moleculares. Todas estas diferencias en la estructura de la fibra se reflejan posteri propiedades mecánicas y físico químicas de la fibra. Así. por ejemplo. algunos como la difusión de productos químicos hacia el interior de la fibra. cómo es el con colorantes. o la difusion de sustancias hacia el exterior de la fibra. como es procesos de lavado. desulfuración, etc. y todos estos procesos toman lugar ma cuando la estructura molecular de la fibra aún no se ha solidificado. 2 2.

ESTRUCTURA MOLECULAR DE LAS FIBRAS SINTETICA

Una característica importante que llama la atención en todos los polime

químicas, están fundamentalmente determinadas por la natu lo constituye, y de la presencia de los grupos hidroxilos, arrt propiedades no menos importantes tales como la resisten módulo de elasticidad, la estabilidad dimensional, dependen química del polímero de partida que del arreglo y la forma forman la fibra.

2.4. INFLUENCIA DE LOS ENLACES INTER

FIBRAS

De no menor importancia cuie el arreglo y las formas de las energía de los enlaces intermoleCulares que unen las molé deslizamiento longitudinal o su desplazamiento bajo carga y La naturaleza de estos enlaces intermoleculares es variabl dipolares, enlaces de hidrógeno, o fuerzas de Van der W adhesivas de la macromolécula es generalmente considerabl une los átomos d(carbono, oxígeno y nitrógeno en la cadena Mientras mayor sea la energía de los enlaces intermoleculare macromolécula cambiar su forma en respuesta a un esfuer fibra la forma que le ha sido dada, y más lenta la difusión de interior de la fibra. De allí la razón de la importancia de l fibras tales como el -módulo de elasticidad", la deformabil dada, el encogimiento sobre calentamiento de la fibra. la ve ción, son dependientes en grado sumo de la magnitud d La magnitud de los enlaces intermoleculares dependen. por química de los polímeros, y de la presencia de grupos dipo amidas, grupos carbonilos, etc.) y de la regularidad de la estru La magnitud de los enlaces intermoleculares, sin embargo, no por la naturaleza química del polímero, sino también por las por la velocidad de precipitación de las macromoléculas de del polímero. Mientras más rápidamente toma lugar este pro dipolos o de otros grupos activos libres para reaccionar con vecinas, y mas pequeria será la energía de los enlaces intermo tratamiento de la recién hilada fibra que permita una debil un aumento en la mobilidad de los enlaces macromolecular miento), permitirá también un aumento en la energía de' los nuevos enlaces intermoleculares pueden formarse durant post•tratamientos que generen un debilitamiento temporal de como calentamiento, vaporizado, etc., da como resultado un enlaces intermoleculares. Esta fijación de la estructura. perm deformación y una reducción del encogimiento. Al mismo t de la fibra se disminuye considerablemente y su capacidad pa 28

lo de las piedades 'piedades nero que fila. Otras 'tura, el aturaleza que con-

Si se analizan, como vía de ejemplo, la figura No. 31. donde están representada ferentes de arreglo molecular en la fibra, encontramos lo siguiente:

:N LAS 'fibra es la iienen su necánica. a fuerzas is fuerzas ergia que ioléculas. id para la -etiene la s hacia el in de las .fina carga le disolu leculares. aturaleza )5, grupos e partida. erminado )bre todo ) fundido imero de noléculas :ualquier lecular y calentar, ya que a razón.' la fibra, :ia de los 5dulo de )1oración s medios

Fig. No. 31

Representación esquemática de: Polímero no-cristalino no-orientado Polímero cristalino, no-orientado c) Polímero cristalino, orientado La primera figura de éstas corresponde a condiciones de hilado bajo los cuale léculas en la fibra se ordenan por si solas libremente, sin orientación, es dec estructura molecular corresponde a una fibra hilada sin estiramiento, y se caract una mínima resistencia, una extensión a la rotura alta, una rápida colorabilid penetración de diferentes productos químicos hacia el interior de la fibra. El siguiente diagrama muestra la misma estructura, pero con estiramiento de la mente después del proceso de hilado. En este caso las moléculas son estiradas p fuerzas externas, pero no están paralelamente orientadas al eje de la fibra. Es caracteriza por una baja resistencia y una baja extensión a la rotura. Las fibras ordenadas conforme al último diagrama, es el resultado de un alto miento durante su procesamiento. Tales fibras poseen una resistencia alta y baja, además admiten con lentitud los colorantes. A este tipo pertenecen el cord el cordo-nel de poliamidas y otros tipos de cordoneles. La orientación molecular de las fibras puede definirse, por consiguiente, como de las cadenas con respecto al eje longitudinal de la misma. El arreglo de las m en una fibra natural como sintética, es un factor muy importante. En las fibr inclinación promedia con respecto al eje longitudinal es típico de cada fibra y p terable. Así, por ejemplo, el Ramio y el Lino tienen un alto grado de orientaci alta tenacidad, mientras que el Algodón tiene una tenacidad más baja.

30 373% 286%

200%

148 %

O

Esfuerzo Efect 20

60

CO

EXTENSION (o/o)

Hg. No. 32. Efecto de la orientación sobre Stress-Strain de monofilamentos de Rayó hechas a 65% de HR.

Sin embargo, un ejemplo más corriente y de extremada import talinidad sobre la utilidad de las propiedades de la fibra. se o de los polímerOs isotáctico altamente orientados hechos por Nat :Lo

.3111

41 ezite

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Fig. No. 33. Polipropileno Átáctico versus P Isotactico.

realizados

Análisis por Rayos X. Hinchamiento no-isotrópico. Una de las propiedades que es fácil de medir a lo largo y ancho de la fibra, es la habilidad de estas cuando se humedecen con agua u otros líquidos. Si se toma un disco de gela hincha con agua, se encuentra que al humedecerla se hincha igualmente en ciones. Esta sustancia se dice que tiene un hinchamiento isotrópico. Si se experimento con una fibra, a la cual se le mide cuidadosamente su longitud antes de humedecerla con agua y luego se le mide de nuevo estos dos valo humedecida, se encontrará que el aumento en diametro es mayor que e longitud cuando ambos se comparan con sus dimensiones originales. As algodón sumergida en agua, aumenta su diámetro cerca de 14° ,0 pero su long en 1.2%. Otras fibras tienen comportamientos similares, pero hay diferencias entre fibras, tal como se ilustra en la siguiente. tabla. 2.6.1.

TABLA No. 7 FIBRA

e la crisrimiento ñala una

Rayón Viscosa Seda Lana Algodón Nylon

PORCENTAJE DE PORCENTAJE DE AUMENTO EN EL AUMENTO EN LA LONGITUD DIAMETRO 26.0 18.7 16.0 14.0 5.0

35 1.7 1.2 1.2 1.2

Este comportamiento prueba que la estructura de la fibra a lo largo es d estructura a través de su eje, y que el arreglo de las moléculas que la com diferente en una dirección y en la otra. 2.6 2. Bi-refrigencia. Cada sustancia tiene un indice de refracción. Est de la deflexión que sufre un rayo de luz, no normal a la superficie, a Es también la medida de la velocidad de la luz en el medio. Materiales amorfos y líquidos como el agua, tienen indices de refracción constantes. Cristales las mismas propiedades en todas las direcciones y son isotrópicos; también t de refracción constante. Pero otras formas de cristales como las formas de dos índices de refracción y cuando un rayo ae luz entra a un cristal de éstos divide en dos componentes separadas, las cuales lo atraviezan en diferentes v resistencia al paso de la luz es mayor en una dirección que en otra y esto es clara que la estructura del cristal es diferente en una dirección y en la otra. De la misma manera, en el caso de las fibras, el índice de refracción a lo la es diferente del índice de refracción a través de la fibra. La propiedad de te de refracción se llama "Bi-iefrigencia o Doble refracción. El indice especif 31

Se observa por los datos anteriores. que el Ram altos por ser los más orientados. 2.6.3. l)icroísmo. Es un efecto óptico que se ha li en las fibras. Hay ciertos colorantes que - abs trópica y si se pasa luz polarizada al través de sus cris bida más que si se pasa a lo largo de otro eje. La abs una dirección que en la otra y a los colorantes que s "Dicroicos". Rojo Congo es u.io de ellos y si las fibra mismas exhiben dicroísmo. Tales fibras exhiben m vibra en una dirección paralela al eje de la fibra y m cularmente al eje de la fibra. 2.6.4. Análisis por Rayos X. La luz visible se p orientación de las moléculas gigantes en la varia de una fibra a otra, pero no puede decirnos mu de las fibras. Se necesita de una medida más pequeña su longitud de onda es cerca de 1/1000 de la de la luz interatómicas. • Hace cerca de 50 años. se descubrió que cuando un de un cristal, el rayo era separado en dos, un rayo mientras que el otro era difractado de él. Ambos r fotográficas. El arreglo usado se muestra diagramática

Fig. No. 34

Un cristal de azúcar C es atravesado por un haz de R después de pasar por una ranura S. Parte del haz de al punto P donde se le detecta sobre una película fo de rayos incidentes. es reflejado del cristal al punto ficamente. El angulo que forman entre los dos rayos se puede tener la siguiente expresión: 32

más aculas

Lo isoibsorror en llama fibras la luz

y W. L. Bragg. Posteriormente O.L. Sponler aplicó el método al examen de prod rales como el almidón y protoplasma. Un poco más tarde encontró que era vent usarlo en fibras naturales porque solamente aquellas capas atómicas a lo largo de de la fibra serian apropiadas para reflejar el haz de rayos X. Posteriormen las fibras se giraron en ángulo recto al haz de rayos X, Sponsler encontró para Ramie, una fibra altamente orientada, que entonces se producían un número di rayos reflejados que en el caso cuando el haz de rayos era paralelo al eje longitu fibra como se muestra en la Fig. No. 35.

,r una ación eterna )rq ue andas cara ristal culas

Fig. No. 35. Reflexión de Rayos X por fibras Patine paralelas al haz de rayos. R Rayos X por fibras Ramie perperndiculares al haz.

2.7.

CRISTALINIDAD

La cristalinidad en una fibra se presenta cuando además de tener una buen ción de las cadenas moleculares paralela al eje de la fibra, ciertas zonas de la m colocan unas al lado de las otras en un orden tridimensional suficiente para -cristalinas".

La orientación y la cristalinidad son diferentes grados de orden molecular, y am relacionados con el grado de regularidad de la estructura de las moléculas polimé polímeros típicamente cristalinos el Polietileno, los Poliésteres y las Poliamid obtienen a partir de intermedios de estructura regular y con cadenas sin ramificació estructura química igualmente regular y ordenada no hay evidencias de irregu estereo-química. 1 A° ante haz granos

Generalmente se considera que para que una fibra tenga sus mejores propiedades un elevado grado de cristalinidad y orientación. Esto es válido si se analizan el comp del Cloruro de Polivinilo, del Poliacrilonitrilo y de los Poliésteres y Poliamidas co Si bien es cierto que los dos primeros son hilables como fibras útiles, siendo poco c los segundos presenten las mejores propiedades como fibras sintéticas hasta ahora d siendo muy cristalinas. Lo que significa que es muy posible que la cristalinidad sea requisito, antes que la orientación, para mejorar las propiedades de ciertas fibras.

Uno de los investigadores que definitivamente más aportó y de estas posibilidades fue el gran científico norteameric Carothers antes de trabajar como director del programa de i nica de la Du Pont, era uno de los químicos más sobresal Universidad de Harvard, y desde temprana época ya había he culares sobre la teoría de Irving Langmiur que se refería a los ciones en la Química Orgánica, y por esa época ya era consid comprensión tenía del conocimiento de la Química Orgánica y

Wallace Hume Carothers en el laboratorio d Du Pont donde realizara sus más importantes d

Pué Carothers, sin lugar a dudas, quien a raíz de sus investiga concreto las más completas e interesantes teorías sobre la fo riales macromoleculares productores de fibras. Carothers di grupos los cuales llamó Polimerización por Condensación 34

carac , se abrió

Dn

!n sereno )THERS.

ica Orgáo por la y es partiimplicaue mejor

En la fotografía un científico ha logrado la síntesis de un polímero en un frasco de laboratorio, y al desprender la varilla de vidrio de la masa del polímero se han formado unos hilos indicando la presencia de un policondensado.

en la siguiente secuencia: HO — (CH2)6 — COOH + HO— (CH2) , COOH HO(CH2)6 CO. 0(CH2) 6 CO Monómero Dímero Monómero

HO (CH2) 6 CO 0(CH2)6 COOH + HO(CH2) 6 CO. 0(CH2)6 COOH Dímero Dímero

Pont materandes ión, y

HO . (CH2)( CO. 0(CH2)6 C0.0(CH2)6 CO. 0(CH2)6 COOH Hz O Tetramero Agua Si la reacción prosigue más allá, resulta un Polímero de la siguiente fórmula c H l - O (CH2)6 CO— I n OH formado por la reacción de: n HO(CH2)6 COOH H l —0(CH2) CO - I n OH + (n —1) H20 Agua Polímero Este proceso se conoce como Polimerización por Condensación y se caracteriza está acompañada por la eliminación progresiva de algo que sobra en la unión, q caso es el agua. pero que en algunas reacciones puede ser cualquier otro compu como el HC1, el NI-11 o el Metanol. 2o. Hay unión de moléculas iguales ent proceso conduce a cuerpos intermedios definidos que se pueden aislar. 4o. La relativamente lenta que alcanza un equilibrio y se puede hacer fácilment Después de ensayar innumerables productos químicos, con características químicas

polimerización por Condensación. Así:. lo. Partiendo y un diácido:

n HO-R-OH + n COOH-R'-COOH ----> H[-0,7-R-0Po Alcohol dihídrico Diácido

2o. Partiendo de una diamina (Hexametileno- Diamina) y n NH2-R - NH2 + n COOH - R' -COOH Diácido Diamina

H[ -NH-R-NH Po

Para el caso de los intermedios de partida de caracter Caprolactama, del Oxido de Etileno, etc., cuyos anill para abrirse o de romperse por alguna influencia catal al descubiertó las unidades bifuncionales capaces de co lo(cH2), 71-1

Caprolactama HOOC-(CH2)5 -NH2

+ H29

H

2500C.

Aci

+ CO(CH2) 5NH --> HOOC-(C 5 /

Acido Amino-Caproico

Caprolactama 2.8.2. Condensación intramolecular. Las reaccione presentan en algunos casos la posibilidad de c de anillos monoméricos simples, tal como lo representa la A X -R-Y--->rt

V

Z

en estos casos se dice que la reacción de condensación ha ejemplo, podría esperarse que en el caso de la reacción riormente, y descrita como una reacción típica de polim tase un ester por unión de los dos extremos de la molécul

CH2 -- C /

HO(CH2) 6 COOH --> E - Hidroxicaproico

\

CH2 1

CH2

\

CO - O

36

posible en una Glicol) 1) H20 gua

pende la posibilidad de una polimerización. Es, por lo tanto, esencial, la es monómeros que no conduzcan a la formación de anillos estables. 2.8.3. Fibras que se fabrican por Polimerización por Condensación. Las f representativas son las Poliamidas, los Poliésteres y los Poliuretamos. Entre las Poliamidas están el Nylon 6 y el Nylon-66 cuyas moléculas simples principal y sus características químicas más importantes son: Nylon-6 (Perlón Alemán):

1 )H20 agua

—N—(CH2) 5 —C--N—(CH2) 5 -C

de la acidad ludan !mplo:

II

II

O

O

Punto de Fusión = 215'C Peso Específico = 1,14

pe.

Nylon 6,6 (Nylon Americano):

2, etc.

)nales. ación

—N—(CH2), —N—C—(CH2 —C— " I ° O O Punto de Fusión = 260'C Peso Específico = 1,14 Entre los Poliésteres, el más representativo para su utilización como fibra es el de Polietileno cuya estructura simp l e polimolecular es la siguiente:. [—O(CH2)2 O. CO O CO —]n

Por ante:esul

Molécula del Tereftalato de Polietileno Por último, entre los Poliuretanos, está el llamado Perlón U, cuya estructura siguiente: [- CO. NH(CH2 ) 6 NH. COO(CH2)4 Molécula del Perlón U

0-1n

2.8.4, Polimerización por Adición. Otro procedimiento para obtener sust cromolecualres útiles" para la industria textil, es el llamado Polime Adición. Se caracteriza: lo. Porque la reacción se realiza sin pérdida alguna de nentes. 2o. Hay unión de radicales o grupos que enlazan. 3o. El proceso se inic 37

ción por adición se realizan tres procesos fund b) Propagación y c) Terminación, los cuales pueden rep

MMM Propagación Activación en donde el monomero (M) activado (Iniciación), seguido en rápida sucesión (Propagación) hasta que el crecim (Terminación), coi. el resultado neto de una molécula d formada de "n" monómeros. M

2.8.5.1. Iniciación. Algunos compuestos de Vinilo Estireno, pueden polimerizar lentamente a te requieren la aplicación de calor, luz o de un catalizado res: los de radical libre y los iónicos. A - Iniciación con radicales llores. Un radical libr mente inestable y lista para combinarse hasta Los iniciadores más comunmente usados son los pe descomponen lentamente a temperaturas de 50 a 150'C son usados los persulfatos y los compuestos de diazon posición del Peróxido de Benzoilo, se produce la ge siguiente manera:

descompos C6Hs -00-0-0-00 -C6Hs

Peróxido de Benzoilo

Los radicales libres, representados por R * , se adhier compuesto monovinilico y son capaces de reaccionar berlo regenerando el electrón no-compartido, según las R* CH2 -CH Radical libre

X Monómero Vinílico

Cad e

B - Iniciación Iónica. El catalizador usado en Friedel-Crafts (Cloruro de Aluminio, Tri-Fluor tanio y Cloruro de Estaño). En algunos casos estos in no puede iniciar. 2.8.5.2. Propagación. La propagación consiste en mo.ieculas de monómero a los centros activo adición. El crecimiento de la cadena puede ser repre reacciones: 38

a) Iniciación, uiente manera: -Mn ación

2.8.5.3. Terminación. La Terminación consiste en la desactiv activas, bien por reacción mutua o bien por reacció presentes en el sistema, formándose un polímero Inactivo o M de la polimerización se puede representar asi: M * + M* Mn + m

os monómeros

es suspendido a cual ha sido e Vinilo, y el , pero muchos de catalizadorota, generalnás completo. los cuales se ibre. También en la descom?s libres de la

D* e

o sea,



Terminación

R -(CH2 CH)n - CH2 CH * + R -(CH2 CH)m - CH X

X

X

R-(CH2 - CH)n CH2 -CH-CH-CH2 - (CH-CH I X

X

X

X

De los tres procesos indicados, la Iniciación es el más dificil d "Energía de Activación" es la más elevada. Las fases de Propagació tener muy bajas energías de activación y por eso son rapidísimas. 2.8.6. Fibras que se fabrican por Polimerización por Adición. Las las Poliofelinas, o sea el Polietileno y el Polipropueno, Polivinilo y los Poliacrilonitrilos, los cuales se verán con más ampli mente.

al como a un place y absor-

on del tipo )ruro de Ti? el peróxido y rápida de ndo en cada sucesiva de

39

3.1.3. Estructura de la Fibra de Celulosa 3.1.4. Reacciones Generales 3.1.5. Propiedades Fisicas 3.1.6. Propiedades Opticas 3.1.7. Identificaciones 3.1.8. Derivados de Celulosa Fibras de Acetato de Celulosa 3.2. 3.2.1. Manufactura del Acetato de Celulosa 3.2.2. Hilandería de Acetato de Celulosa 3.2.3. Propiedades de la Fibra de Acetato de Celulosa 3.2.4. Aplicaciones Fibras de Rayón Viscosa 3.3. 3.3.1. Naturaleza Química 3.3.2. Reacciones Químicas 3.3.3. Proceso de Manufactura 3.3.4. Propiedades de Rayon Viscosa 3.3.5. Usos Rayón Cupramonio 3.4. 3.4.1. Constitución Química 3.4.2. Proceso de Manufactura 3.4.2.1. Metodo Clásico 3.4.2.2 Método Continuo Moderno 3.4.3. Propiedades

3.1.

Celulosa. La Celulosa Ps un polisacárido que tiene una fórmula quí sada de (Ce Ha) Os)n y es el principal componente de la membrana mayor parte de la materia vegetal, y es el más abundante de todos los compues naturales. Es por consiguiente una materia prima de origen natural.

3.1.1. Estructura química. La constitución auímica de la Celulosa se gran diversidad de reacciones que conducen a la formación de múltip Químicamente es un polímero natural que está constituido por largas cade a 3.000 grupos de unidades glucosa, enlazadas por átomos puentes de oxígen representarse esauemáticamente de la siguiente manera:

CH2OH

CH 2 OH ICH CHK

CHOh

I CH

CHOH CH - O - CH

CH ; - O - CH

CHOH CHOH

CH O

CHOH CHOH L.

CH -i O - CH

I

CH2 OH Estructura molecular de la Celulosa.

Según,esta concepción representativa, que na sido demostrada experimenta unidad de glucosa de la larga cadena, contiene tres grupos oxhidrilos alc secundarios y uno primario, los cuales gozarán de todas las propiedades reacc funciones alcohólicas primarias y secundarias, y por lo tantn podrán produ 43

Material:

Peso Molecular:

Celulosa natural Algodones químicos Pulpas de madera Celulosas comerciales regeneradas Nitrocelulosas comerciales Acetatos de Celulosa comerciales

más de 570.000 80 a 500.000 90 a 210.000 90.000

30 a

25 a 875.000 45 a 100.000

Estructura de la fibra de Celulosa. El estud con ayuda de los Rayos X, indica que muc dichas fibras, están dispuestas con regularidad crist por regiones amorfas que tienen disposición más irre Ciertos carácteres de la estructura de dichas fibras pr dades. Por ejemplo: las proporciones relativas de cel las fibras. modifican su contenido de humedad en equ La mayoría de las reacciones, al menos en los primeros y por consiguiente, está subordinada a las variaciones 3.1.3.

Reacciones generales. lo. En algunos procedimientos comerci para reducir su viscosidad y con ello mejorar su m rociado de lacas y moldeado. 2o. Cuando se hidroliza parcialmente con propiedades son determinadas por la circunstancia en 3o. Por oxidación en medio neutro o ácido y en medio alcalino se forman oxicelulosas ácidas. 4o. Si se calientan fibras de celulosa a tem la viscosidad y la resistencia a la tracción, se formen bilidad en álcalis.. 3.1.4.

Propiedades físicas. lo. La Celulosa absorbe o rechaza el vapor atmósfera, hasta alcanzar el equilibrio. El conten Celulosa, varía según las variaciones de la humedad r 2o. La proporción de humedad de la Celulo de sus propiedades, influye en la Resistencia a la aumenta considerablemente al aumentar la humedad 3.1.5.

44

ón

e Celulosa elulosa en formadas Celulosa. us propiecontiene !xibilidad. nerogénea

adamente, de hilado, osa, cuyas eductoras, se reduce ta su solu-

hay en la rio, de la e se halla. In algunas eléctrica

El lino tiene 1,596 y 1,528 para una refracción doble de 0,068. Las fib son fluorescentes a la luz ultravioleta. El algodón químico da fluorescenci y la pulpa al sulfito blanqueada, fluorescencia blanca. 3.1.7. Identificación. No es posible identificar la Celulosa por medio d sencillo, pero es característica de ella la formación de Octocet mediante la acetólisis con Anhídrido Acético y Acido Sulfúrico. Esta reac para identificarla. También es característica la difracción con Rayos X. 3.1.8. Derivados de Celulosa. Son múltiples los derivados de la Celu podemos mencionar: las Lacas, el Rayón, las Películas Fo plásticos. Los derivados de Celulosa fueron de los primeros plásticos sintéticos qu escala industrial, y a pesar de la gran producción de muchos polímeros s la de los derivados de Celulosa ha ido en aumento constante en virtud de notables y de su costo bastante reducido. Los más importantes se pueden clasificar de la siguiente manera: 1— Eteres de Celulosa: A — Inorgánicos, como la Nitrocelulosa. lo. Acetato de Celulosa B — Orgánicos: 2o. Propionato de Celulosa 3o. Acetato—Propionato de Celulosa 4o. Acetato—Butirato de Celulosa Eteres de Celulosa: 2 Solubles en disolventes Orgánicos: A lo. Celulosa Etílica 2o. Celulosa Bencílica B — Solubles en agua o en soluciones acuosas de Hidróxido de Sodio lo. Celulosa Metílica 2o. Celulosa Carboximetílica sódica 3o. Celulosa Hidroxietílica

FIBRAS DE ACETATO DE CELULOSA Básicamente el Acetato de Celulosa es el producto de la reacció Química y del Anhídrido Acético. Por mucho tiempo fue conocido com químico sin mayores aplicaciones, pero hoy tiene enorme uso potencial com materia prima para la elaboración de fibras conocida con el nombre genéri Desde el punto de vista químico, la presencia de los grupos funcionales oxh molécula de Celulosa ha hecho posible preparar ésteres de Celulosa a partir d orgánicos. En la industria textil se emplean dos tipos de Acetato de Celulosa, el Triace y el Biacetato de Celulosa, algunas veces sustituidos los prefijos Tri y Bi por p 3.2.

45

Manufactura del Acetato de Celulosa. El Acetato de nalmente de "Linters" de algodón purificado, pero e reemplazado por la pulpa de madera. Otras materias primas usa el Acido Acético (CH3COOH), el Anhídrido Acético (CH3C (SO4 H2 ). Las fases técnicas del proceso es como sigue: lo. Pretratamiento de la carga de Celulosa con Acido 1/3 del peso de Celulosa, y una cantidad necesaria de agua pa Celulosa seca. Este tratamiento ablanda la Celulosa y la hace rificante. 2o. Acetilación total mediante el Anhídrido Acético, A fúrico. La mezcla de estos productos, conocidos como "mezcla d mados en un 40% por Anhídrido Acético y 6 0 % por Acido Ac un 5°/0a 10% por encima de requerimiento estequiométrico. El A cantidad igual del 10 al 14% basado en el peso de Celulosa usado. El Anhídrido Acético, en este caso, provee los grupos Acetatos Acido Sulfúrico actúa no como catalizador, en el sentido estricto bien él reacciona con la Celulosa para formar un Sulfo-éster. La reacción es exotérmica y requiere que el calor sea disipad puesto que el Acido Acético se congela a temperatura lige temperatura ambiente, es posible controlar, por este medio, la rea En la preparación para acetilación, el líquido de los reactantes es el Acido Acético cristaliza, el calor de cristalización es removid miento apropiado y cuando la temperatura es cerca de 0 0C. e Acético en la mezcla, con Anhídrido Acético y Acido Sulfúric Una mezcla de salmuera refrigerada se usa para enfriar el equipo. Durante la operación de acetilación tiene lugar una cierta c cadenas en la molécula de Celulosa. Así se asegura que la Viscosid al hilarlo será tan bajo corno sea posible para facilitar el manejo, p para producir fibras con las propiedades físicas preferidas. L controla la rata de acetilación y la degradación del peso molecula 3o. Desacetilación parcial, conocida también con el n maduración, que consiste en convertir el 'friéster o Acetato Prima rio según la reacción anteriormente expuesta, con un promedio ningún grupo sulfo por unidad de glucosa anhidra. Este proceso co ceto, calentado a 20- 21 0C. un 20 a 25°,0de agua que reacciona Acético y produce la hidrólisis del Ester. Generalmente, el agua de Acetato de Sodio o de Magnesio, para subir el pH y promove ción puede hacerse lentamente a temperatura ambiente por u 3.2.1.

46

lucía origi pletamente 'actura son Sulfúrico

nadamente a un 6% la ezcla esteAcido Sul :án conforagrega más usa en una !ación y el Lo que más otro lado, )ajo de la nto donde de enfriade Acido acetilador. lación de e Celulosa nente alta reacción miento o Secundaacetilos y ar al TriaLnhídrido solución maduraras, o a

filtrante, si se desea, para filtrar la solución de Acetato de Celulosa secund ción diluida de Acido Acético, para remover cualquier fibra no acetilada y ot La solución es transportada a la vasija de precipitación por adición de Acido A Entonces se inunda con más Acido Acético diluido y se mezcla vigoros Acetato de Celulosa sale como escamas en lugar de formar una masa gelatin fino. Estas escamas son lavadas por métodos normales en contracorriente, p últimas trazas de ácido y luego son secadas en un secador comercial. En la figura No. 36 se ilustra el proceso completo de . su fabricación. A 2C6 Hs S Sulfito de Sodio Benceno-sulfo C6 H5S03

Na + NaOH —> Cs Hs ONa Fenato Sód

2C6 Hs ONa + SO2 + H2 0 —› 2C6 H Fenol

2o. Obtención del Fenol a partir del Cloro benceno puede efectuarse empleando Soda Cáustica o un catalizador (proceso Rashing). El Clorobenceno se obtiene a partir del Benceno y Clor C6H6 + C12 C6HsC1 Benceno Cloro B C6 H6 4

HC1 +

02

(aire) —> C

pi!~ , " ! kt . -111~0minr w

••1410- 1%.

•

iige . 111.1iMe tertro-~ 1/113117517r 1`11.1 —

joie w eij to

t:\

-7s;fg0" bry:%11;1! -

\ ,

.

" Fig. No. 42. Vista de una Planta integrada de f 58

Fig. No. 43. Vista de una vasija de reacción.

del Cloroesencia de )rhídrico:

Fig. No. 44. Vista de un salón de control de procesos.

En el proceso cáustico, la hidrólisis se efectúa a 4.000 -5.000 psi y a 700 0F. El Fenato Sódico el cual se trata con Acido Clorhídrico para obtener el Fen C6 Hs Cl + 2NaOH --> C6 Hs ONa + NaC1 + Hz O Fenato Sódico Cloro Benceno

Hs ONa + HC1 C6 Hs OH + NaCI Fenol 59

I

C6 H5 CH(CH3 )2 + 02 —› C6 Hs

Hidrop

Cs Hs C(CH3)200H --,7> C6 H Fen

Obtenido el Fenol, por cualquiera de los proce Hidrógeno en fase vapor y en presencia de un cata el cual se oxida con Acido Nítrico concentrado o c con rompimiento del anillo, según las siguientes reac OH HC/ CH I II HC /CH

+ 3H2

CH Fenol OH CH

CH2 I CH2 + 202 > HO /2 \CH Ciclohexanol El Acido Adípico, uno de los dos intermedios in Nylon-66, se trata con Amoníaco para obtenerse la H2C H2C

HOOC(CH.2)4COOH + 2NH3 --> NH2 Acido Adípico Amoníaco La Adipamida se deshidrata en presencia de un 'liudo correspondiente:

NH20C(CH2)4CONH2 ---> N=-C A Adipamida El Adiponitrilo se reduce con Hidrógeno, en pre Níquel, en una autoclave, obteniéndose la Hexame N=C(CH2)4C E--N + 4H2 Adiponitrilo 60

->

H

C1CH =CH CH2 CH2 C1 + HCN - CN CH= CH CH2 - CH2 -CN Di-cianobuteno Dicloro buteno

con nol, pico

CN(CH2)4 CN CN CH =CH CH2 -CH2 CN + H2 Adiponitrilo Di-cianobuteno El Adiponitrilo se convierte en Acido Adípico o Hexametileno-Diamina p o por reducción respectivamente.

2o. A través del Furfural. Se basa esta síntesis en que una gran subproductos agrícolas contienen pentosanos a partir de los cuales, por puede producir pentosa y de esta, Furfural, por tratamiento con ácido sulfú H2SO4

CH2 OH(CHOH)3CHO ---> H C - CH + 3H20 Pent osa HC CH \ / 0 Furfural El Furfural es convertido a Furano que al hidrogenizarse origina el Tetrah - 111 HII

HC \

CO H9 F1-1

H2 1 + H2

C - CHO -- --> HC CH ---> Ni / \ /

H2

H2 C CH2 \ /

Tetrahidrofurano Furano Furfural El Tetrahidrofurano por tratamiento con Acido Clorhídrico lo convierte e robutano, el cual al reaccionar con Cianuro de Sodio, produce el 1,4-di-cia Adiponitrilo, como sigue: del

H2 - CH2 H2 CCH2

el

o

• 2HC1 • -

- 2NaCN - ---> CN(CH2)4CN + 2 Cl(CH2)4C1 Adiponitrilo 1,4-di-clorobutano

/ O Tetrahidrofurano De igual manera, como se explicó anteriormente, a partir del adiponitrilo s ácido adipico y el hexametileno-diamina, en la siguiente forma: CN(CH2 )4 CN + H2 0 --> COOH(CH2 )4 COOH Acido Adípico Adiponitrilo H2Ni NH2 (CH2 )6 NH2 Hexametileno-diamina

CN(CH2 )4 CN Adiponitrilo 61

IP

donde se verifica la eliminación final del agua de dilució En ella se añade entre 0,6 a 1,2% (Molar) de Acido Acé zador de las cadenas moleculares. También se agrega Di actúa como agente opacificante. En la autoclave se expulsa primero que todo el aire, lueg se eleva lentamente hasta 250 psig, punto en el cual el s con el objeto de mantener esta presión, en tanto que la t debido al aumento de la concentración. Operando a 25 la cochada se eleva suficientemente para producir la pr sólida. A 275 0C. la presión se deja descender nuevame ferica y la cochada se deja durante media a una hora a u permitir la salida de vapor de agua. Finalmente se introd chada en forma de una cinta, por extrusión del políme volante, provisto de unos rociadores de agua fría, y de a donde se corta en pequeños trozos (Chips). 2o. Partiendo de la Sal de Nylon cristalizada. L en una atmósfera inerte, después de haber añadido el e gas más conveniente para obtener la atmósfera inerte, dichas autoclaves. Mientras se verifica la polimerización pándose por la parte superior del reactor. Las condicio merización son: 2800C. de temperatura durante cuat mantenido a esta temperatura, se saca en forma de cinta, El ácido adípico, HOOC(CH2 )4 COOH, y la hexamet reaccionan entre sí, según las siguientes reacciones que químico de formación del Nylon 6,6: O II

H2 N -(CH2 )6 -NH2 + HO-C (CH2 Hexametileno-diamina Acido O

O

11

II

H2 N-(CH2 -NH C-(CH2 >4 -C OH

H2

H

O O II II N -(CH2)6 - -NH-C (CH2)4 -C- -NH (CH2)6 -N O

O

II II H2N (CH2)6 -NH-C (CH2) -C NH (CH2)6 N 62

Fig. No. 46. Torres de destilación de Caprolactam planta de la BASF en Alemania.

para la condensgción del Nylon 6, puede obtenerse del diferentes. En tres de ellas se tiene el Ciclohexano como compu que en el cuarto proceso el compuesto intermedio es el Fenol. T la Caprolactama partiendo del Tolueno. Una breve descripció como sigue:

lo. A partir del Benceno. La primera ruta es la que arr obtenida por oxidación catalítica del Benceno. A partir del Cic se obtiene el Ciclohexanol, el cual se purifica por destilación y catalíticamente, usando cobre como catalizador para producir la OH I

CH / \

H2 C CH2 I l H2C CH2

Cu --->

\/ CH2 Ciclohexanol

La Ciclohexanona se hace reaccionar con Hidroxilamina, obt y Bisulfito de Sodio o de Amonio y Dióxido de Azufre, obte nona-Oxima:

/\

H2 CCH2 I i H2 C CH2

H2 SO4

NH(CH2)s CO

+ (NH4)

1

\/ CH2 Ciclohexanona-Oxima E-amino Caprolactama Este se purifica por destilación y luego se cristaliza La segunda ruta es la que arranca del Nitrociclohexano que se obti Ciclohexano o como un sub-producto de la oxidación, con Acido Nít La Caprolactama se produce directamente por reducción-deshidr clohexano utilizando Acido Borofosfórico como catalizador. Este proceso parece haber sido desarrollado por la Du Pont en los Est atro rutas en tanto )btenerse e ellas es

La_ tercera ruta, teniendo el Ciclohexano como compuesto interme en el tratamiento del Ciclohexano con Cloruro de Nitrosilo y bajo l ultravioleta emitida por lámparas de vapor de mercurio. Este proced obtención del Ciclohexanona-Qxima:

NOH lohexano II C CH2 )xidación / \ / \ lidrogena H2 C H2 C CH2 CH2 mdiente: luz 1 1 I 1 I + NoCI ---› H2 C CH2 H2 C CH2 Clouro de ultravioleta \ Nitrosilo \C/12 CF12 Ciclohexanona-Oxima Ciclohexano + H2

El Acido Sulfúrico necesario para' verificar la transposición de Beck reacción entre el Acido Nitrosilsulfúrico y Cloruro de Hidrógeno, em el Cloruro de Nitrosilo. HCl Acido Clorhídrico

NOC1 Cloruro de Nitros

a

NOHSO4 Acido Nitrosil Sulfúrico

Nitrilo clohexa

El Acido Nitrosilsulfúrico se obtiene por la reaccion entre el Tetróxid Oleum, en tanto que el Tetróxido de Di-Nitrógeno se obtiene por del Amoníaco. Esta importantísima síntesis está siendo utilizada por la Toyo Ra resulta particularmente interesante por la economía del proceso. 65

Obtenido el Ciclohexanol, se obtiene la Caprolactama en ac descritos anteriormente.

20. A partir del Tolueno. En éste proceso el T para formar el Acido Benzoico, y éste por hidrogenación or zoico: CH3

COOH /I\ +

1 -1/202 —4 Oxígeno

Tolueno

+

Acido Benzoico

COOH 3H2 Hidrógeno Acido Benzoico

Para la obtención de la Caprolactama, el Acido Hexahidr Acido Nitrosilsulfúrico, Cloruro de Nitrosilo o Monóxido reactivo más práctico para uso en escala comercial es el obtención se describió anteriormente. El Acido Hexahidrobenzoico es nitrosado a 55-600C. en formándose la Caprolactama con desprendimiento de gas c las siguientes: N OH COOH I

II

CH H2C/ \CH2 1 1 H2C

+ NOHSO4 –

\/ CH2

/ \

H2C 1 H2C

CH2

CH2 1

\/CH2

CH2

Acido Ciclohexano Acido Hexahidrobenzoico Nitrosilsulfúrico Oxima 66

re n-

requiere preparación previa de la sal y básicamente el proceso consiste en abri de la lactama para lo cual se emplea simplemente el agua en cantidades co En este caso el agua actúa como catalizador de la reacción. También se emplea, al igual que en la polimerización del Nylon-6,6, Acido A actúa como un genuino estabilizador de reacción y controlador del peso mo polímero y por consiguiente de la viscosidad. El Acido Acético se incorpora minales de la cadena polimolecular, interrumpiendo el crecimiento de la Un tercer ingrediente utilizado en la polimerización del Nylon-6 es el Dióxido que sirve como agente opacificante.

Es importantísimo el mantenimiento durante el proceso de una atmósfera in como el Nitrógeno, y la elim(nación del oxígeno pues el Nylon-6, así como las Poliamidas, son muy sensibles a la oxidación por encima de 1000C. Durante el proceso de polimerización se mantienen temperaturas de operación de 240 hasta 2700C. Al final de la polimerización se extruye el polímero, se solidifica en un baño finalmente se granula. El polímero se equilibra con 9 10°/0 aproximadamente de material no po (extractables) que es preciso extraerlos porque dificulta la operación del hilado. ción se realiza lavando el material granulado en agua caliente. Las siguientes reacciones ocurren: HOOC -- (CH2 )s --NH2 + H2O NH-(CH2 )s - CO 1

Lactama del Acido Aminocaproico Caprolactama

Acido Aminocaproico 2500C.

HOOC -(CH2 )s -NH2 -t- CO-(CH2 )s -NH I O

O

II

II

HO-[-C-(CH2 )s -NH-C-(CH2 )s -NH-]n-H

-

n

La acción del Acido Acético como estabilizador o controlador del tamaño se explica de la siguiente manera:

-NH2 (CH2 )s CO-[ - NH(CH2 )s COn-]NH(CH2 )s CO- + CH3 COOH Cadena polimolecularAcido Acé 67

descubiertos hasta ahora, entre otras cosas por su má ser baratos los intermedios usados en la fabricación del En la figura No. 47 se muestra un diagrama esquemáti de la Caprolactama, y en la figura No. 48 se muestra e proceso, montado en un tablero de control. Catalizador 4. fistablizador Condensador iCaprolactama

1 hl e zc".... ador

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Filtro is

Y

Fig. No. 47. Proceso de polimerización de la Caprolactam 4.1.2. Hilandería del Nylon-6. Una vez convertida la C el proceso de conversión del polímero a filame hace en las cabezas u unidades de hilar, donde se fabrican El Nylon al salir de las boquillas, después del proceso de hilos y recibe inmediatamente una corriente de aire consig difiquen y se enfríen apropiadamente. Luego los filamentos silben a las máquinas embobinadora pasando previamente por un punto en donde se les aplic siguientes finalidades: lo. Lubricar el filamento. 2o. Aplicar un agente antiestático n paso sub-siguiente. 3o. Proveer un agente de cohesión para que componen el filamento.

Seguidamente las bobinas producidas son llevadas a un la producción se deja reposar por espacio de 24 horas. Al acondicionamiento, estas son llevadas al salón de estira 68

I Fig. No. 48. Detalle del tubo reactor del proceso de polimerización de la Caprolactama para la obtención del Nylon-6. 1

(b)

(a) Fig. No. 49. Las figuras a, b y c señalan diferentes modelos de máquinas Embobinadoras para Nylon muy utilizadas en la industria.

(e) 69

Fig. No. 50. Operario de máquinas Retorcedor Nylon en una de dichas máquinas

',cm hilaza de

Fig. No. 51. Modelo de máquina utilizada pa de Nylon de la BARMAG.

100°C. Las figuras 52 y 53 son gráficas típicas de la pérdida de tena diferentes temperaturas. Se ha observado que la degradación es un p porque las pérdidas de tenacidad son mucho menor si se elimina cu geno. Cuando se inicia la degradación del polímero se descolora (am grado. A medida que avanza el proceso de degradación el color am vez más profundo, llegando muchas veces a volverse de color par lentamiento en un medio inerte, como el Nitrógeno, no deteriora el p El calor específico del Nylon a 20°C. (68°F.) es 0,4 calorías/g (446°F.) es 0,6 calorías/gramo/0C. El calor de fusión es 22 calorías/gramo. La conductividad térmica es 1.7 BTU/hora/ft2/°F. 10C

80

60

o

ro " ,21.1

'12 ro ti

al

40

1:$ (1.) ro

20

.1)

0

15 10 5 Tiempo, horas



20

Fig. No. 52. Degradación térmica del Nylon 6-

a diferentes temperaturas.

4.1.3.2. Propiedades Químicas. Los Nylons son los más sobresalien milia de los termoplásticos por su resistencia a los disolv cuales tienen muy poco efecto en la rtayoría de ellos. Entre los poco el Fenol y similares, el Formaldehído, el Acido Láctico y el Acido O altas temperaturas el Alcohol Benzilico y el Nitrobenceno. La resis a las soluciones alcalinas y álcalis cáusticos diluidos, es buena, Sin 71

• " Cl

o a.

30

20

10

80

90

100

110

120

130

Temperatura, °C Fig. No. 53. Pérdida permanente de Tenacidad diferentes períodos de tiempo y a diferentes tem

cáusticos pueden producir efectos importantes. La resistencia a los ácidos es moderada. Los Nylons s vos inorgánicos, pero los agentes oxidantes fuertes Nítrico produce la desintegración rápida del polímer oxidantes, como las disoluciones de Permanganato y la descomposición, aunque la resistencia de las Polia a otras. El cloro de ciertos agentes de blanqueo atacan los N como una posible- sustitución inicial del hidrógeno estos agentes oxidantes produce la escisión de la ca tenacidad. El Nylon es higroscópico, y la cantidad de agua ab la humedad relativa de la atmósfera ambiente y el ti se alcanza un equilibrio y no se produce más absorció bien las condiciones. El contenido de agua en equilibrio de los tipos de N humedad relativa, se señalan en la figura No. 54.. 4.1.3.3. 'Propiedades mecánicas. El Nylon es un m tensión y muy resistentes a la abrasión. Las p mente menos dependiente a la temperatura que las Existe mucha relación entre el grado de cristalinidad altos polímeros, y en especial en el Nylon. Otra propiedad, muy importante, de los Nylons en "Recuperación Elástica", que consiste en la capacida 72

10

20

30

reactiAcido gentes )vocan ie una

• es la rar su

70

80

80 Alta tenacidad

9.0

)meno todos ierden

a a la rcadasticos. de los

60

90

100

Fig. No. 54. longitud original después de haber sido estirada la fibra. El tiempo necesar fibra recupere su longitud original, es un factor muy importante en la eval propiedades de los Nylons. Sin recuperación elástica, sería imposible producir artículos que mantengan ginal o conformar los contornos específicos del cuerpo, tales como las me para mujer, etc. Cuando la fibra de Nylon se permite relajarse sin carga, una vez que ha

e

de la

50

Humedad relativa del aire (%)

70

4ylon, [mente e CaM-

40

5.0

,, Te9,

3.0

Regular tenacidad

5.0 Fibra corta

4.0

a)

a

Regular tenacid

6.0

7.0 "a

Alta tenacidad

7.0

3.0 2.0

1.0

1.0 1

10

30 t 40

50 Strain (Elongación, o/o)

10

1

20

J

30

Fig. No. 55. Gráficas Stress vs Strain para fibras típicas de Nylon 6,6 y 73

a.

ran fácilmente con el incremento de la humedad y la tem especialmente la absorbida por la superficie, sea la res conductividad que ésta posee. La resistividad para la corriente continua es en las polia temperatura, como suele observarse en los materiales ais se manifiestan también en la facilidad con que los hilo estáticas negativas y positivas, por ejemplo, cuando se de La escasa conductividad de los hilos secos impide la el La eliminación se facilita aumentando la humedad relat acabados eliminadores. 4.1.3.5. Resistencia a la Luz. Los Nylons no son afect aire a temperatura ambiente, y en todas las e temperaturas están sujetos a oxidación y amarillamie quebradizos. Las exposiciones a la luz del sol en forma p mecánicas del Nylon, en forma de degradación. Esta degr de tenacidad y en una reducción de la viscosidad. El Nylon 6,6 y 6 se comporta más o menos como la Sed te a la luz que las fibras celulósicas, el algodón y el rayón En los casos en que ocurre foto-degradación la reacción indispensable el oxígeno para que se presente este fenóm po amida sea, además, un activador de la oxidación. Los mateantes disminuyen la velocidad de degradación fibras, como el rayón viscosa, se aplica con este propósito el mateado en las fibras como fotosensibilizadoras. Hay, también, muchos colorantes que influyen en la v aumentan y otros la disminuyen. 100 r0

a> 0

60

a,4) ny -O

....c n-•

40

03

c a>

20

2 .3 1 Contenido en agente mateante,

Fig. No. 56. Degradación fotoquímica de filamentos de nido de Dióxido de Titanio. 74

0.02

aislantes eléctricas tperficies. as cargas. npleando ciones al elevadas volverse piedades r pérdida resistención, y es re el grualgunas > influye unos la

conte-

0.01 300 200 100 Porcentaje en estirado

Fig. No. 57. Birrefringencia del filamento de Nylon 6,6 estirado, alargamiento.

Usos del Nylon. Conforme al denier o calibre empleado las consumen para la fabricación y elaboración de infinidad de cuales se mencionan los que a continuación aparecen. Es imposible u como se produce. Esta deberá ser procesada y tejida antes de que tenga u 4.1.4.

ARTICULOS Medias, tules, encajes, blondas, telas d Medias - Stretch. Medias-pantalón, media stretch, ropa i jamas, levantadoras. , Texturizado: Welt de medias (Banlon) 40/10 S.M. de señoras, tricio para bonding, rop para señora. Tela para camisas. 40/10 U.M. Welt de medias de mujer, Texturizado: 50/10 S.M. tico, blonda elástica. Texturizado: Vestidos de baño, sla 70/16 S.M. elástica. Texturizado: Sweters, vestido de muje 70/24 S.M. nes de mujer, calcetines. Texturizado: Sweters, calcetines, vestid 100/34 S.M. jer, medias de malla. Texturizado: Vestidos de baño, sla 100/20 S.M. elásticas. Texturizado: Vestidos de mujer, camisa 140/32 BR Crimp: Sweters, tela jersey para laminar 200/32-200/40 BR. Texturizado: Boucle: Sweters, tela par laminada. 20/1 BR. TRILOBAL Telas vestidos de fiesta, medias d Todos estos artículos y prendas antes mencionados son fabricados me textiles convencionales conocidos en la industria transformadora textil zado, textralizado, etc. DENIER 20/1-15/1 S.M. 20/4 S.M. 30/6 S.M.

75

FIBRAS POLIESTERICAS. La historia del Poliéster se remonta hasta el año 1833 c sintetizaron una forma del mismo, partiendo del Acido Láctico algunos trabajos de productos de condensación a partir de Glicer Ftálico, y otros ácidos más. Más tarde, Carothers, en 1928, desarrolló la síntesis de los polím bleció las reglas generales para su obtención, encontrando un si tiendo de diferentes rutas. Uno de los desarrollos más notables fu di-alcoholes con ácidos dicarboxílicos alifáticos, con los cuales se o molecular elevado, encima de 8.000 y 10.000, que ofrecían muy utilizarlas como fibra. Finalmente en 1941, los químicos ingleses J.R. Whinfield y J.T. D ción para preparar el Tereftalato de Polietileno, el Poliéster clásico de Poliéster y que posee un alto punto de fusión. Este sensaciona en los laboratorios de "Calico Printers, Ltd." y su tecnología mundo conociéndose con diferentes nombres patentados. Así, por 4.2.

Productor:

País de origen

E. I. DuPont de Nemours Imperial Chemical Industries Canadian Industries A.K.U. Algemene Kunstzijde Unie, N. V. Fibres Industries Celanese Societé Rhodiaceta, S. A.

U. S. A. Inglaterra Canadá Holanda U. S. A. U. S. A. Francia

Eastman Chemical Products, Inc.

U. S. A.

Farbwerke Hoechst, A. G.

Alemania

Soc. Rhodiaceta

Italia Japón Rusia

4.2.1.

Obtención de los intermedios. La esterificación del Po de un Acido Dicarboxílico como el Acido Tereftalic como el Etilen Glicol. 1) Obtención del Acido Tereftálico. Este produ partiendo del Para-Xileno, que se encuentra disponible en la 76

cieron básico, y estaes parlgunos le peso is para a reac, fibras hecho 2do el

+ 4 HNO3 —



+ 4N0 + 4H

CH3 P-Xileno

COOH Acido Tereftálico

2o. Con Aire: COOH

CH3 + 302

+ 2 HZ 0

-4>

COOH Acido Tereftálico

CH3 P-Xileno

El Acido Tereftálico se esterifica luego con Metanol para obtener finalmente el Di talato: COOH

coo.cH3

+ 2 CH3OH

4- 2 H2O

[RA

acción :ional, btiene como

COO.CH3 Dimetil-Tereftalato

COOH Acido Tereftálico

2) Obtención del Etilen Glicol. Este producto es un liquido incolo olor. Es miscible en agua y otros solventes orgánicos. Se obtiene por dos método lo. Por hidrólisis del Etilen-Clorhidrina con Hidróxido de Calcio o de Sodio: Ca(OH)2 -› CH2 --CH2 I I Hidrólisis OH Cl Etilen Clorhidrina 77

CH2OH 1 CH2OH Etilen-Glicol

I HC1

licol H2 OH

2.5'C

10 mm 760 mm Doloro

Durante la condensación algunos productos intermedios tienen lugar en la a una temperatura definida, y es posible caracterizarlos por su tempe fusión:

Punto de Fusión (0C.) Productos 101 Monómero 167 Dímero 200-202 Trímero 220 Tetrámero Estos productos están sujetos a las mismas leyes de equilibrio que rigen l sesterificación y por lo tanto ellos no obstruyen la condensación. Una vez formado el polímero, como Poliéster, se saca del reactor en discontinua en forma de cinta que se va solidificando sobre una rueda, pequeños pedazos en forma de cubitos de aproximadamente 4 mi Posteriormente se seca completamente el polímero hasta niveles de 0,0 y asi queda listo para el proceso de Hilandería. En la siguiente figura aparece un diagrama indicativo de flujo del proceso fT/t£N6l/COL

p/me-r/c rEÁE py,4 Ara

liéster de reacción

!n Glicol:

FIN r RO