POLIESTER
HISTORIA
/ ANTECEDENTES.
El
termino polímero se refiere a una propiedad molecular de la materia. Los
polímeros son sustancias de elevada masa molecular compuesta por un gran número
de pequeñas partes llamadas monómeros, que son la unidad estructural que se
repite a lo largo de su cadena. La verdadera naturaleza de los polímeros fue
descubierta por Staudinger (1881-1965), que introdujo el término macromolecular
para referirse a todas estas sustancias.
El
origen del poliéster comienza en 1930 en el programa de investigación de los altos
polímeros de Wallace Carothers, el cual incluía a los polímeros de poliéster
Sin embargo, DuPont eligió concentrarse en la investigación del Nylon, que era
más prometedora.
La
investigación del poliéster siguió en Inglaterra y allí se produjo la primera
fibra de poliéster Los químicos John
Rex Whinfield y James Tennant Dickson, empleados de la Calico Printer`s
Association de Manchester patentaron el "poli (etilen tereftalato)"
(también llamado PET o PETE) en 1941 al continuar las primeras investigaciones
de Wallace Carothers la cual fue llamada Terylene, amparada por una patente que
controlaba los derechos de producción
en todo el mundo.
Según
Dupont, "En la década de 1920, DuPont estaba en competencia directa con la
recién formada industria química imperial
de Gran Bretaña. DuPont e ICI acordaron en octubre de 1929 para
compartir información acerca de las patentes y desarrollos de investigación. En
1952, la alianza de las compañías fue disuelta. El polímero que se convirtió en
poliéster tiene sus raíces en los escritos de 1929 Wallace Carothers. Sin
embargo, DuPont decidió concentrarse en la investigación de nylon más
prometedor. Cuando DuPont reanudó su investigación del poliéster, el ICI había
patentado el poliéster Terylene, pero DuPont compró los derechos en Estados
Unidos en 1945 para un mayor desarrollo. En 1946 Du Pont adquirió el derecho
exclusivo de fabricar poliésteres en
estados unidos, a la fibra de Du Pont se le dio el nombre de Dacron (pronunciación
correcta “deicron”). En 1950, una planta piloto en las instalaciones de
Seaford, Delaware, produjo Dacron (poliéster) fibra de nylon modificado con la
tecnología. " El Dacron se produjo pio primera vez en forma comercial en
1953.En 1958 la Eatsman Kodak Company introdujo un nuevo poliéster, Kodel. En
1960 cuatro compañías elaboraban poliéster y en 1977 había 23 productores en
ese momento era fibra sintética de mayor uso. Algunas veces se hace referencia
al poliéster como al “caballito de batalla” en la industria de las fibras.
Se
ha dicho que la forma de filamento es la más versátil entre todas las fibras y las fibras
cortadas son los “caballitos de
batalla”, ya que se pueden mezclar con muchas otras fibras a esto contribuyen
las características ventajosas que tiene el poliéster, ya que no destruye las
propiedades convenientes de la otra fibra su versatilidad en el mezclado es una
de las ventajas singulares del poliéster.
En
la época en que se sintetizaron los poliésteres, se había aprendido mucho
respecto a los altos polímeros y las
estructuras de las fibras. Se habían resuelto muchos de los problemas de
producción, por ejemplo lustre y resistencia controlados, métodos de hilatura,
elaboración de cuerdas para obtener fibras cortas y onduladas de la fibra
corta. Continuamente se investiga acerca de la estabilización o fijado con
calor ,teñido a temperaturas elevadas y control estático, las fibras sintéticas
se comercializaron por sus nombres de
fábrica; ya se había acordado establecer nombres genéricos como el nylon, rayón
,acetato y acrílico
NOMBRE
CIENTÍFICO
El
nombre común con el cual conocemos a esta fibra es poliéster y el nombre
científico es: poli-etilen tereftalato. Las fibras de poliéster se obtienen por
polimerización de monómeros a base de
ácido tereftalico y glicol etilénico. De ahí el nombre científico que se la da.
Están
son algunos otros nombres por los cuales podemos encontrar el poliéster:
Tergal, Terylene, Terlenka, Trevira, Dacrón, Terital, Chiffon, Tul, Velo,
Forro, Crepe; Gasa, Percal (Algodón-Poliéster), es importante hacer notar que
el nombre de cada tela se la pone le fabricante así que no son específicamente
los nombres con los que pueda encontrarse el poliéster hay muchos más.
FORMULA
QUÍMICA.
Formula
Química del poliéster (C10H8O4)
Punto
de fusión del poliéster.
El
punto de fusión se define como la temperatura a la cual se encuentra el
equilibrio de fases solidos-liquidos. El punto de fusión del poliéster es de
256°C.
Proceso
de Obtención.
Las
fibras de poliéster se obtienen por polimerización de monómeros a base de ácido tereftalico y glicol etilénico.
Estas
fibras, junto con las acrílicas y las de poliamida, constituyen las fibras
sintéticas más importantes de la industria textil.
El
material base, los poliésteres, son químicamente poli condensados
termoplásticos lineales formados a partir de un ácido dicarboxílico y un
dialcohol. En estos productos, los grupos éster están incorporados como puentes
de enlace en las cadenas macromoleculares; en cambio, los ésteres de la
celulosa no se consideran como poliésteres, ya que en ellos los grupos éster se
encuentran en las cadenas laterales.
El
mecanismo del proceso de formación de un poliéster lineal consiste en la
condensación reiterativa de los monómeros bifuncionales.
El
éster formado en esta primera etapa contiene todavía grupos hidroxilos y
carboxilos terminales libres, que pueden reaccionar con nuevas moléculas de
diácido y dialcohol, respectivamente.
La
cantidad de agua separada es una medida de la cuantía de la poli reacción; por
ejemplo, cuando el grado de policondensación alcance el valor n =500, el número
de moles de agua formada por mol de poliéster será de 999. Estas reacciones de
esterificación son reacciones en equilibrio, de modo que para conseguir altos
grados de condensación es necesario eliminar del sistema reaccionante el agua
que acompaña a la formación del poliéster, a fin de que el equilibrio se
desplace hacia el lado de los condensados macromoleculares.
Los
poliésteres lineales fueron obtenidos por vez primera por Carothers en 1932 a
partir de ácidos dicarboxílicos alifáticos y dioles, resultando productos de
escasa aplicación técnica, pues por su bajo punto de fusión e hidrofilia eran
fácilmente saponificables.
Los
principales poliésteres lineales para fines textiles son los politereltalatos,
que se obtienen por transesterificación y condensación del dimetiléster del
ácido tereftálico con dietilenglicol. No se parte directamente del ácido
tereftálico, pues por su insolubilidad resulta difícil la esterificación con
glicol. Se obtiene primero el dimetiléster tereftálico, y luego se efectúa la
transesterificación con exceso de glicol, a 190-200 ºC, en presencia de
catalizadores como óxido de plomo o de magnesio.
Se
separa el metanol formado por destilación y con el poliéster fundido se efectúa
una hilatura por extrusión. Los hilos son sometidos a un estirado en frío a
seis-diez veces su longitud para aumentar su solidez y luego a una termo
fijación con objeto de eliminar las tensiones producidas en la hilatura y
estiraje y evitar así la contracción posterior de la fibra.
Estas
fibras de polietilentereftalato son del tipo Terylene, al cual pertenecen
también las diversas fibras textiles conocidas bajo las designaciones
comerciales de Diolen, Trevira, Dacron, Fortel, Teteron, Tentai, Wistel,
Tergal, Terlenka, Enkalene, Teriber y otras más.
La
distinta constitución química lleva consigo el que ambos tipos de fibras de
poliéster tengan propiedades y comportamiento distintos.
EXTRUSIÓN
La
extrusión de polímeros es un proceso industrial, en donde se realiza una acción
de prensado, moldeado del plástico, que por flujo continuo con presión y
empuje, se lo hace pasar por un molde encargado de darle la forma deseada.
El
polímero fundido es forzado a pasar a través de un dado también llamado
boquilla, por medio del empuje generado por la acción giratoria de un husillo
(tornillo sinfín) que gira concéntricamente en una cámara a temperaturas
controladas llamada cañón, con una separación milimétrica entre ambos
elementos.
El
material polimérico es alimentado por medio de una tolva en un extremo de la
máquina y debido a la acción de empuje se funde, fluye y mezcla en el cañón y
se obtiene por el otro lado con un perfil geométrico preestablecido.
Razones
importantes para su uso
a)
Una vez arrancado el proceso, la producción es continua; a diferencia de otras
técnicas cíclicas, como la inyección.
b)
Permite obtener piezas difíciles o incosteables si se obtuvieran por otro
proceso.
c)
Los costos de las herramientas suelen ser comparativamente más bajos que los de
otros procesos.
Limitaciones
del proceso
d)
El costo de las máquinas extrusoras y del equipo auxiliar es usualmente
elevado.
e)
Los productos obtenidos por extrusión son las más de las veces materiales que
requieren de otra transformación para su uso final.
Esquema
de la extrusora
Los
tipos de extrusora son
·
De
husillo sencillo
·
De
doble husillo
·
Co-extrusoras
·
Extrusoras
de película
·
Extrusoras
de placas
TOBERA
El
diseño de la tobera permite la colocación de bandas de calefacción a lo largo
de la misma para mantener la temperatura del polímero asi como la prolongación
de la misma
Propiedades
·
Se
adapta muy bien en mezclas con fibras naturales, contribuyendo al fácil
cuidado.
·
En
100% PES imitan también las naturales.
1.
Resistencia
a la absorción muy buena.
2.
Producen
carga electroestática.
3.
Poseen
baja absorbencia de humedad.
4.
En
mezclas producen mucho pilling.
PROPIEDADES
QUÍMICAS.
·
Buena
resistencia a los ácidos minerales débiles.
·
Se
disuelven por descomposición parcial por el ácido sulfúrico concentrado.
·
Excelente
resistencia a los oxidantes como: blanqueo textiles convencionales, resistencia
a los disolventes de limpieza.
·
Son
altamente sensibles a bases tales como hidróxidos de sodio y metalamilina.
·
Insoluble
a la mayoría de los disolventes de limpieza y a los agentes activos excepto a
los polihalogenados, ácido acético y fenoles.
·
Es
hidrofobica: repelente al agua y secado rápido.
·
Oleofilo:
difícil de la eliminación de manchas de aceite.
CARACTERÍSTICAS.
·
·
Su
aspecto es liso y brillante, aunque puede ser fabricada sin brillo o mates.
·
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.
o
Es
también termoplástico. Por esta razón es conveniente fijar sus dimensiones en
las operaciones de acabado (termo fijado) 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 (pantalones y faldas plisadas). Sin
embargo, esta propiedad impide la corrección de los pliegues hechos
equivocadamente.
·
Las
fibras de poliéster pueden ser empleadas en forma de filamento continuo o
cortadas.
·
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 (pilling), lo que impide su
empleo en tejido destinados a acabados con pelo (franela, duvetinas, etc.).
·
Los
fabricantes de estas fibras están luchando contra este inconveniente mediante
transformaciones en su proceso de fabricación.
VISTA
TRANSVERSAL Y LONGITUDINAL
La
sección transversal es redonda y la sección longitudinal es lisa.
Producción
y consumo del poliéster.
La
producción del poliéster se basa en los recursos naturales no renovables que
utilizamos en otros aspectos que forman parte de la vida cotidiana como en la
energía, el combustible y la producción de plásticos.En la actualidad se
produce alrededor de 8323 kg de poliéster cada. 42 millones de toneladas de poliéster al año;
principalmente para la industria textil en comparación con 27 millones de
toneladas de algodón.
Los
mayores productores mundiales son India y china. Del 65- 70% de la producción
de poliéster global se utiliza para los textiles, de las cuales más de 65% es
producida en China.
APLICACIONES
Y USOS.
La
industria textil:
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. La muy baja absorbencia de las fibras
poliéster era una limitante a la comunidad a estas primeras prendas, desventaja
que se superó al mezclar el poliéster con el algodón, lana o ambas. En 1977 la
fibra corta de poliéster se empezó a utilizar en las telas más pesadas con
aspecto de algodón, como mezclillas o gabardina.El poliéster, que puede ser
producido con una alta tenacidad y un módulo grande, es ideal para muchas
aplicaciones. Aunque las otras fibras hechas por el hombre pueden encontrar
mercado en algunas aplicaciones, el poliéster lo encuentra en casi todas. Es
extensamente utilizado para un gran número de telas, con las que se fabrican
principalmente vestidos, blusas, trajes, ropa impermeable, ropa deportiva, ropa
interior y lencería. También es muy utilizado en textiles para el hogar y
alfombras.
CUIDADOS
Al
momento de lavar la tela de poliéster, se utilizan normalmente detergentes para
la remoción de suciedad y residuos de tejeduría, mientras que en caso de
engomantes se añaden soda cáustica, carbonato de sodio y en algunos casos,
secuestrantes y lubricantes, sobre todo en presencia de tejidos muy tupidos
engomados con resinas acrílicas de alta viscosidad.
Cuando
se va a lavar la prenda, lo ideal es girarlas de adentro hacia afuera antes de
lavarla, para evitar posibles roturas. Para eliminar el color amarillento, en
prendas de poliéster en color blanco, hay que mezclar media taza de detergente
para lavavajillas con un litro de agua caliente en un cubo, y en el ponemos a
remojo la prenda toda la noche. Al día siguiente, lavamos como de costumbre. Se
puede añadir media taza de vinagre en el agua de enjuague.
Las
temperaturas de lavado varían según el tipo de tejido, su peso, la cantidad de
agentes auxiliares presentes en los hilos y va de 50 hasta 90ºC. A mayores
temperaturas, entre 105 y 110 grados, el tejido se ablanda y existe el riesgo
que la estructura del tejido se deforme. Es conveniente mantener las
temperaturas de lavado a un máximo de 90 grados y en caso que se necesite un
lavado más profundo, se aumenta el tiempo de lavado, que puede variar de 20
hasta 60 minutos. Los productos que se utilizan varían por características
químicas y por su afinidad con la fibra de poliéster y se seleccionan siempre,
o por lo menos se deberían seleccionar, con el fin de encontrar el mejor
compromiso posible entre costo y resultado. La tela tiene tendencia a ser
rígida, por lo que se puede añadir suavizante de telas en el ciclo de enjuague,
para darle una sensación más suave y reducir la electricidad estática. Lo
ideal, es secar el poliéster colgándolo al aire libre, siempre que se trate de
un clima cálido. Lo mejor es no meterlo en la secadora, o si se hace, que sea
un ciclo corto, ya que si no la prenda puede encoger mucho. Después hay que
colgar la prenda o doblarla cuidadosamente, para evitar arrugas no deseadas.
PRUEBA
QUÍMICA (SOLUBILIDAD).
Normalmente,
el poliéster no requiere planchado, pero si es necesario, hay que utilizar la
plancha bien caliente. Recuerde que hay que tener mucho cuidado con la plancha,
ya que se puede quemar y fundir la prenda.
PRUEBA
COMBUSTIÓN.
·
Bajo
la acción de una llama, estas fibras se vuelven parduzcas y se derriten, con
tendencia a gotear y producen mucho hollín.
·
Después
de retirar la llama, dejan de arder.
·
Dejan
un residuo en forma de perla dura y color grisáceo.
·
El
olor que produce es de diferentes olores químicos, porque las fibras de
poliéster son sintéticas.
·
El
humo es negro.
·
Solidas
ante ácidos minerales.
·
Los
ácidos en ebullición provocan desintegración.
·
Resistente
a las lejías de baño.
·
Las
lejías concentradas y las lejías muy calientes y diluidas; las atacan.
·
En
amoniaco resulta nocivo a la temperatura ambiente.
FUSIÓMETROS
Este
instrumento ayuda a determinar la calidad y pureza de una muestra por medio del
punto de fusión. Ideal para laboratorios farmacéuticos, cosméticos,
homeopáticos, análisis químico y hospitales.
