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Rayon acetato ivan

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Generalidades

Una fibra es un filamento plegable parecido a un cabello, cuyodiámetro es muy pequeño en relación a su longitud. Se hanrealizado estudios en que la relación mínima que debe existirentre el diámetro y longitud para considerarla fibra textil aptapara procesarla es de: L = 100 Ø Las fibras son las unidadesfundamentales que se utilizan en la fabricación de hilos textilesy telas; contribuyen a su tacto, textura y aspecto, comotambién influye en características, propiedades físicas yquímicas de los mismos Para poder hilar la fibra esta debemostrar resistencia, elasticidad, longitud y cohesión .Siendootras características importantes también que debe reunir lasfibras textiles para los procesos siguientes son: la afinidad alteñido para la tintura propiamente dicha, y flexibilidad, quepermita la manipulación de las fibras en su transformación yque al formar el tejido o la tela, estas no se construyan demanera rígida.

PROPIEDADES DE LAS FIBRAS

Como sabemos existe una estrecha relación entre las características de las fibras y las de lastelas y tejidos a formar. Es decir una fibra resistente producirá telas durables que puedenser de peso ligero (gramage). Una fibra absorbente será bien destinada para telas que seconfeccionen ropa para dormir, toallas, telas para pañales, entre otras. Y por otro lado lafibra de baja absorbencia producirá:

* Acumulación estática

* Secado rápido

* Dificultad para teñir

* Incomodidad al contacto con la piel (pegajoso)

* Evita la evaporación del sudor

* Buena recuperación de arrugas después del lavado, etc.

* Entonces podemos concluir que las propiedades textiles que provee toda

* fibra, esta determinada por la naturaleza de la estructura externa,

* (propiedades físicas) composición química (propiedades químicas) y

* estructura interna (forma en su sección transversal).

¿Qué son las fibras de rayón?

* La historia de las fibras artificiales inicia con los primeros intentos de producir seda artificial. Losprincipales avances en este campo se encuentran estrechamente vinculados a las investigacionesdel químico francés Hílaire Berniggaud, conde de Chardonnet, considerado como el auténticoimpulsor de la industria de tejidos artificiales.

* Chardonnet aplicó a la celulosa algunos disolventes y obtuvo una solución densa y viscosa, quefiltró a través de una plancha en la que había practicado previamente diminutos agujeros. Alatravesar la placa, el líquido formaba pequeños filamentos que, una vez secos, constituían fibrasfáciles de adaptar al hilado y al tejido. Chardonnet había obtenido una nueva fibra, el rayón. Setrataba de un material semejante a la seda, de gran resistencia y poco inflamable.

* El rayón, la más común de la fibras artificiales, se elabora a partir de la celulosa. El proceso defabricación difiere según el procedimiento empleado; en función de ello recibe la denominaciónde rayón, viscosa, acetato de celulosa o Bemberg. En el caso de la viscosa, la celulosa se tratacon sosa cáustica concentrada y, posteriormente, se disuelve en disulfuro de carbón. El procesoen todos ellos es, no obstante, idéntico en lo esencial.

* En un primer momento, la celulosa se reduce a pasta y, tras ser purificada, se extiende hasta queadopta una disposición en forma de lámina. El empleo de diversas sustancias químicas, según losdiferentes métodos, permite su solubilización. Como resultado de este primer tratamiento seobtiene un líquido de apariencia viscosa, que se ultra a través de una hilera. Se forman así losfilamentos, que adquieren la consistencia deseada gracias a la evaporación del disolvente conque se ha tratado la celulosa, o bien a través de baños de coagulación. Una vez secos, losfilamentos se retuercen, quedando listos para el proceso de hilado.

* El copo de rayón, parecido al de algodón, se obtiene tras cortar el hilado a determinadalongitud. La mezcla de rayón con seda, lino o algodón permite, siguiendo las técnicas habitualesde hilatura, fabricar tejidos mixtos.

* Es una fibra manufacturada a partir de celulosa regenerada, en la cual se ha substituido no másde un 15 por ciento del hidrógeno que contiene.

* Para fabricar el rayon, la celulosa purificada, se convierte a través de un proceso químico, en uncompuesto soluble. Esta solución, se transforma en filamentos suaves, que luego se regenerancomo celulosa casi pura. Debido a esta reconversión, al rayon se le denomina: fibra de celulosaregenerada.

* La celulosa purificada para producir rayon, proviene de la pulpa de madera

procesada. Es conocida como celulosa disolvente para diferenciarla de las

pulpas que se utilizan en la fabricación del papel.

* Actualmente, existen varios tipos de fibra de rayon que se utilizan

comercialmente. La más conocida de estas fibras es la Viscosa. Este

nombre proviene de la alta viscosidad de la solución de celulosa.

* Las telas de fibras de rayon se utilizan principalmente en blusas, vestidos,

chaquetas, ropa interior, ropa de trabajo y ropa deportiva.

* En la industria las fibras de rayon se utilizan en la fabricación de

neumáticos, productos quirúrgicos y otros.

* La mayoría de estas telas se deben lavar en seco, aunque algunos tipos se

pueden lavar en agua, a mano o a máquina

RAYON ACETATO

Antecedentes:

* En 1894, C. F. Cross y E. J. Bevan lograron modificar la celulosa, conanhídrido acético y un catalizador a presión atmosférica. El granimpulso comercial vino dado recién después de la primera guerramundial, y en 1921 se presenta en el mercado con el nombre deCelanese y comienza un imparable crecimiento tanto en Europa comoen América. Ya en 1894, Cross y Bevan observaron que cuando se llegaal máximo grado de acetilación, se obtiene el rayón triacetato, concaracterísticas propias, hecho que aún en nuestros días se explotacomercialmente.

* El acetato de celulosa es químicamente estable. Sus derivados no sonfáciles de fabricar, pero en 1869 el acetato fue preparado porShutzenberger, calentándose la celulosa con anhídrido acético a 130ºC – 140º C, en un tubo de vidrio sellado. En 1894 Cross y Bevandemostraron que el procedimiento de obtención se podía efectuarfácilmente a la presión atmosférica, en presencia del acido sulfúricoo el cloruro de zinc, actuando como catalizadores deshidratantes. Asíse obtuvo el TRIACETATO DE CELULOSA que es soluble en cloroformo.En 1903 se descubrió que si el acetato de celulosa se hidroliza hastaretroceder a

* una posición intermedia entre el triacetato y el biacetato, pierde entonces la solubilidad en el cloroformo pero se vuelve soluble en acetona, que es un que es un disolvente mucho mas practico.

Materia Prima Transformación:

* Para su fabricación se parte de los linters de algodón, fibra muy corta que se encuentra unida a la semilla; y de la pulpa de la madera.

* El algodón o pasta celulosica se trata con soluciones alcalinas concentradas, se blanquea con hipoclorito de sodio, se lava y se seca. En este estado purificado se trata con ácido acético glacial que acetile más rápidamente Se llama Acetilación al proceso químico que transforma la celulosa en acetato primario.

* Esto se realiza por medio de un tratamiento combinado de anhídrido acético y ácido acético glacial. La celulosa demora su acetilación por lo cual se activa la misma con una mezcla de ácido sulfúrico y ácido acético glacial (ácido sulfoacetico) Después de 8 horas la celulosa se convirtió en triacetato. Toda la celulosa se ha disuelto y la verificación de acetilación se efectúa tomando una muestra que será completamente soluble en cloroformo (acetato primario). Celulosa acetilada hasta sustitución de 2.90 grupos acetilicos por unidad de glucosa Para transformar el acetato primario en secundario (soluble en acetona) se trabaja en medio acuoso con ácido anhídrido acético y se deja varias horas. Así se produce una hidrólisis que se controla hasta el grado de acetilación que se busca (reducción de grupos acetilos); 2.5 grupos acetilo por unidad de glucosa.

En este momento se agrega un exceso de agua y se forma unprecipitado de acetato de celulosa, acetato secundario osimplemente acetato. Este acetato de secundario se disuelveen acetona, en el tiempo de 24 horas. Si se quiere matear seañade el bióxido de titanio a la masa. Finalmente se filtra yse envía a las cámaras de hilatura, donde se hace pasar porlas toberas y boquillas que son los orificios de los filamentos.El acetato coagula por baño coagulante y la evaporación dela acetona se produce por medio de aire caliente, luego pasaa la cámara de hilatura y se recoge en bobinas.

Materias Primas

Sin importar el diseño o proceso de fabricación, la materia

prima básica para la fabricación de rayón es la celulosa. Las

principales fuentes de celulosa natural son pulpa de madera,

generalmente de pino, abeto.

* Para hacer rayón, hojas de celulosa purificada se empapan en la soda cáustica, se secan, trituran en migajas, y luego envejecidos en recipientes de metal para 2 a 3 días. La temperatura y la humedad en los recipientes de metal se controlan cuidadosamente.Después del envejecimiento, las migajas se combinan y se batieron con disulfuro de carbono líquido, que se convierte la mezcla en migas de color naranja-conocido como xantato de celulosa de sodio. El xantato de celulosa está bañado por la sosa cáustica, lo que resulta en una solución viscosa que se ve y se siente mucho como la miel.

* borra de algodón. Borra de algodón son fibras de residuos que se adhieren a las semillas de algodón después de que el proceso de desmotado.

* En sentido estricto, rayón es una fibra fabricada a base de celulosa regenerada. La definición legal también incluye fibras manufacturadas en el que los sustitutos no han reemplazado más de 15 por ciento de los hidrógenos.

* Mientras que el proceso de fabricación básica para todos rayón es similar, este tejido puede ser diseñado para realizar una amplia gama de funciones. Varios factores en el proceso de fabricación pueden ser

* alterados para producir una variedad de diseños. Las diferencias en la materia

prima, los productos químicos de procesamiento, el diámetro de la fibra,

tratamientos post y mezcla proporciones pueden ser manipuladas para producir una

fibra que se personaliza para una aplicación específica.

* Rayón viscosa o regular es el tipo más frecuente, versátil y con éxito de

rayón. Puede ser mezclado con el hombre o fibras naturales y hace en las telas de

diferente peso y la textura. También es muy absorbente, económico y cómodo de

llevar.

* Rayón viscosa Regular tiene algunas desventajas. No es tan fuerte como muchas de

las telas nuevas, ni es tan fuerte como el algodón natural o de lino. Esta debilidad

inherente se agrava cuando se moja o sobreexpuestas a la luz. También, rayón

regular tiene una tendencia a encogerse cuando se lavan. El moho, ácido y altas

temperaturas, como tabla también puede resultar en daños. Afortunadamente, estas

desventajas pueden ser contrarrestados por los tratamientos químicos y la mezcla de

rayón con otras fibras de características de compensación.

* Rayón-de alta húmeda módulo es una fibra más fuerte que el rayón regular, y de

hecho es más similar en el rendimiento al algodón que a rayón regular. Tiene una

mejor recuperación elástica que rayon regular, y las telas que lo contienen son más

fáciles de cuidar-que puede ser lavado a máquina, mientras que las telas que

contienen rayón normal generalmente tienen que limpiar en seco.

Estructura física:

*El acetato y triacetato son similares al microscopio. La sección transversal es lobular o en forma de pétalos. La forma se produce por la evaporación del solvente a medida que la fibra se solidifica durante la hilatura.

Hiladura

* 1. La solución hilable pasa, mediante conductos del tanque de alimentación a la cámara de hilatura.

* 2. Una bomba mediadora asegura que una cantidad determinada en g/mm de solución de acetona sea inyectada en la hilera

* 3. Entre las hileras y las bombas hay un filtro de bujía cuya finalidad es retener cualquier partícula sólida que pueda obturar las boquillas de hilatura.

* 4. Las boquillas de hilatura consisten en una lamina metálica con cierto numero de pequeños orificios de unos 0.03 mm de diámetro dispuestos concéntricamente.

* 5. Del número de orificios de las boquillas de hilatura depende el número de filamentos. Por ejemplo si un hilo 150 denier tiene 60 filamentos, el denier individual del filamento será 2.5 si por el contrario, el numero de filamentos es 30 el denier individual del filamento será 5 denier.

* 6. A medida que la solución se hila por extrusión, a través de las hileras pasa al interior de una cámara de hilatura, desciende verticalmente de 2 a 5m, hasta un rodillo de alimentación y a continuación a una bobina.

* 7. Al descender de la cámara de hilatura, el hilo recibe un cierto grado de estiraje que produce la orientación molecular del filamento, con el consecuente aumento de su resistencia.

* La finura o diámetro de los filamentos que recoge la bobina depende de tres factores

* Velocidad de alimentación.

* Diámetro de las boquillas (matriz de hilatura)

* El estiraje en descenso

* En la cámara circula una corriente de aire caliente que provoca la solidificación de los filamentos

Propiedades físicas

* 1.Resistencia, elongación : el acetato de celulosa tiene una resistencia en seco de 1.3 a 1.4 g/denier y en húmedo de 0.65 a 0.9 g/denier. La elongación a la rotura es de 23% a 30% en estado seco (condiciones normales) y en húmedo de 35% a 45%

* 2.Contenido de Humedad: En condiciones normales es de 6.5%. El triacetato del 3.2%.

* 3.Recuperación Elástica: Al 4% de elongación el rayón acetato tiene una recuperación elástica de 48 a 65%. Cuando el estiramiento es mayor que lo necesario, la fibra sufre una deformación permanente, es decir no regresa a la longitud inicial después del cese de la tensión. Al 5% de elongación el acetato recupera inmediatamente el 54%. A mas estiramiento se entra a la zona no elástica

* 4. Finura y Longitud: Son similares a los del rayón viscosa

* 5. Lustre: El lustre es normalmente brillante pero pude opacarse añadiéndose bióxido de titanio en la masa de hilar. Por otro lado el lustre natural del acetato puede deslustrarse sensiblemente por inmersión al agua hirviendo.

* 6. Efecto de la luz solar: El acetato de celulosa sufre un ligero deterioro, tras una prolongada exposición a la luz solar provocando una ligeravariación en su resistencia

* 7. Efecto del calor: El acetato de celulosa es un material termoplástico, es decir que calentándose se ablanda. A 190º C se convierte en una materia pegajosa y a 250º C es completamente blando, susceptible de deformarse a baja presión. Funde a 232º C Cuanto la tela o tejido de rayón acetato se plancha en caliente, se produce pegamento y fusión.

Propiedades químicas

* •El acetato es una fibra artificial en donde la sustancia que la constituye corresponde al acetato de celulosa.

* •El acetato es una éster de celulosa y por lo tanto tiene una estructura química distinta al rayón o al algodón.

* • Los numerosos grupos de acetilo COOH tienden a mantener las moléculas separadas de manera que no se empacan en regiones regulares (áreas cristalinas)

* • Hay menos atracción entre las cadenas moleculares y como resultado de ello, no existe enlaces de hidrogeno.

* • Las moléculas de agua no penetran con tanta facilidad lo que explica la menor absorbencia del acetato.

* • La estructura química diferente también explica que los colorantes tengan distinta afinidad.

• El acetato es termoplástico.

* Efecto de los ácidos: En soluciones diluidas, los ácidos débiles no afectan al acetato. Las fibras o filamentos se descomponen en soluciones concentradas de ácidos fuertes. Los ácidos orgánicos como el acido acético, acido fórmico, disuelven al acetato incluso en frío.

* Efecto de los álcalis: Los álcalis afectan ligeramente al acetato hasta un ph 9.3 pero en los álcalis fuertes amoniaco, hidróxido de amonio, hidróxido de sodio se produce la saponificación del acetato.

* Resistencia Biológica: El moho y la polilla no pede alimentarse con el acetato de celulosa. Por este motivo son muy raros los casos de deterioro. En general se debe a que los organismos se alimentan del material de acabado que se aplica a la fibra.

Subproductos

* Como uno de los principales problemas de la industria, la química de los subproductos de rayón han recibido mucha atención en estos tiempos de conciencia ambiental. El método más popular de la producción, el método de la viscosa, genera emisiones de agua y aire indeseables. De particular preocupación es la emisión de zinc y sulfuro de hidrógeno.En la actualidad, los productores están tratando una serie de técnicas para reducir la contaminación. Algunas de las técnicas que se utilizan son la recuperación de zinc por intercambio iónico, la cristalización, y el uso de una celulosa purificada más. Además, el uso de la absorción y la depuración química está demostrando ser útil en la reducción de las emisiones no deseadas de gas.

Introducción

Para realizar el control de calidad de una fibra textil, se debe partir de valores de referencia estándares, y compararlos con aquellos que surjan del análisis de la fibra a controlar. Estos valores están dados por los parámetros de control.

.Parámetros de controlLos parámetros de control son las características físicas, químicas y mecánicas de las fibras textiles, que se toman como referencia para determinar los estándares de calidad de cada una de ellas

Control de Calidad de Fibra de Rayón Acetato

El Futuro

El futuro de rayón es brillante. No sólo existe una demanda creciente de rayón en todo el mundo, pero hay muchas nuevas tecnologías que prometen hacer rayón aún mejor y más barato.

Durante un tiempo, en la década de 1970 hubo una tendencia en la industria de la confección hacia los materiales puramente sintéticos como el poliéster. Sin embargo, ya que el material puramente sintético no "aliento", como material natural, estos productos no fueron bien recibidos por el consumidor. Hoy en día hay una fuerte tendencia hacia telas mezcladas. Mezclas ofrecen lo mejor de ambos mundos.

Con el actual cuerpo de conocimientos sobre la estructura y reactividad química de la celulosa, algunos científicos creen que es posible que pronto será posible producir la celulosa molécula directamente de la luz solar, el agua y el dióxido de carbono. Si esta técnica demuestra ser rentable, estas hidropónicos fábricas podrían representar un gran paso adelante en la búsqueda de proporcionar la materia prima necesaria para satisfacer la gran demanda mundial de tela hecha por el hombre.