Fibra acrílica
La fibra acrílica es una fibra sintética elaborada a partir de acrilonitrilo, del que deriva su nombre genérico. El acrilonitrilo se obtuvo por primera vez en Alemania en 1893. Fue uno de los productos químicos utilizados por Carothers y su equipo en la investigación fundamental sobre altos polímeros que se llevó a cabo en la compañía Du Pont. Du Pont desarrolló una fibra acrílica en 1944 e inició la producción comercial de las mismas en 1950. Se le dio el nombre comercial de Orlón.
Producción
Algunas fibras acrílicas se hilan en seco, con disolventes y otras se hilan en húmedo. En la hilatura con disolventes, los polímeros se disuelven en un material adecuado, como dimetilformamida, la extrusión se hace en aire caliente y se solidifican por evaporación del disolvente. Después de la hilatura, las fibras se estiran en caliente a tres o diez veces su longitud original, se ondulan, se cortan y se comercializan como fibra corta o cable de filamentos continuos. En la hilatura en húmedo, el polímero se disuelve en un disolvente, la extrusión se efectúa en un baño coagulante, se seca, se ondula y recoge en forma de cable de filamentos continuos para usarlo en el proceso de voluminizado o se corta en fibras y se embala.
El acrilonitrilo es relativamente barato, pero los disolventes son costosos, por lo que la hilatura es más cara que en otras fibras sintéticas
Estructura física
Una de las características más importantes de las fibras acrílicas es la forma de su sección transversal que es resultado del proceso de hilatura. La hilatura en seco produce una en forma de hueso (hueso de perro). Las diferencias en sección transversal influyen sobre las propiedades físicas y estéticas y son por lo tanto un factor determinante en el uso final. Las formas redondas y de frijol son mejores para alfombras porque tienen cierta rigidez que contribuye a la elasticidad.
La forma de hueso y las formas planas dan la suavidad y el lustre deseado para las prendas de vestir. El Creslán, el zefrán y el acrilán se hilan en húmedo.
Toda la producción de fibras acrílicas en los EE. UU es en forma de fibras cortas y de cable de filamentos continuos. Las fibras cortas pueden encontrarse en todas las medidas de deniers y longitud adecuadas para los sistemas de hilado.
Varía también el potencial de encogimiento de las fibras acrílicas. Las primeras fibras bicomponentes que se produjeron fueron acrílicas.
Química y estructura molecular
Las fibras acrílicas son fibras elaboradas en donde la sustancia que forma la fibra es un polímero sintético que, cuando menos, contiene 85% en peso de acrilonitrilo.
El monómero de acrilonitrilo se descubrió en 1893 y el polímero se patentó por primera vez en 1929. El polímero puro extremadamente isoble hasta que se descubrió la dimetilformamida. Las fibras que están compuestas por 10% de acrilonitrilo, tiene una estructura interna compacta, muy orientada, lo que hace virtualmente imposible el teñido. Por lo tanto, la mayoría de las fibras acrílicas se fabrican como copolímeros, hasta por un 15% de aditivos que producen una estructura más abierta, lo cual permite que los tintes sean absorbidos por la fibra. Los aditivos proporcionan zonas adecuadas para el teñido y son catiónicos para los tintes ácidos y aniónicos para los tintes básicos. Esto hace posible el proceso del teñido cruzado.
El zefrán es un polímero injertado. En este tipo de polimerización, el aditivo no forma parte de la cadena molecular principal, sino que se incorpora como cadenas laterales.
- polímero
- copolímero
- polímero injertado
Los copolímeros acrílicos no son tan fuertes como los homopolímeros o los acrílicos injertados. Puesto que el uso final de estas fibras es principalmente para prendas de vestir y telas de uso doméstico, esta reducción de la resistencia no es muy importante.
Propiedades y usos
- Estéticas
- Los acrílicos son las más semejantes a la lana. Las fibras para alfombras parecen ser lana y los tejidos para bebé parecen ser de lana, pero son más suaves y su cuidado es mucho más simple. El jersey, el challis y otras telas finas pueden reproducirse con fibras acrílicas. El costo de las telas y de las prendas elaboradas con fibras acrílicas es semejante a la lana de buena calidad, pero son especialmente adecuadas para las personas alérgicas a la lana. Las primeras fibras acrílicas producían frisas (pilling) y las prendas se estiraban y abolsaban (en lugar de encoger, como la lana) pero dichos problemas se solucionaron al utilizar estructuras adecuadas en los hilos y el tejido.
Los acrílicos pueden plancharse, también tienen la capacidad de desarrollar un potencial de encogimiento latente y retenerlo indefinidamente a temperatura ambiente.
- Durabilidad
- Las fibras acrílicas no son tan durables como el nailon, el poliéster, o las fibras de olefina, pero para prendas de vestir y usos domésticos su resistencia es satisfactoria. El primer orlon se produjo en forma de filamento con una resistencia casi tan buena como el nailon. La resistencia de las acrílicas a los tintes y el alto costo de producción limitó su uso en estos usos finales. Más tarde se alcanzó éxito utilizando fibras cortas de menor resistencia.
- Comodidad
- Las fibras acrílicas son suaves y a veces pueden causar alergias o urticaria en la zona de contacto de la prenda. Tienen una densidad de 1.14-1.15 g/ cc, lo que lo hace mucho más ligera que la lana. La recuperación de humedad varia de 1.30 a 3.0%. Las fibras acrílicas de gran volumen proporcionan calor en telas ligeras.
- Cuidado y conservación
- Las fibras acrílicas tienen buena resistencia a la mayoría de los productos químicos, excepto a los álcalis fuertes y a los blanqueadores a base de cloro. Los acrílicos pueden lavarse en seco; en algunas prendas se pierde el acabado y la tela se sentirá áspera. Estas fibras son resistentes a las polillas y hongos. Las fibras acrílicas tienen una excelente resistencia a la luz solar. Las características de combustión de las fibras acrílicas son similares a la de los acetatos. Las fibras se reblandecen, se incendian y arden libremente, descomponiéndose para dejar un residuo negro y quebradizo. Despide un olor químico aromático, muy distinto del olor a vinagre de los acetatos. La diferencia en inflamabilidad de las fibras acrílicas y las modacrílicas es resultado del alto contenido del acrilonitrilo en las acrílicas. Las modacrílicas, donde el contenido de esta sustancia es mucho menor.
Comparación de la fibra acrílica con la lana
| Propiedades de la fibra | Acrílica | Lana |
|---|---|---|
| Resistencia a la ruptura | 2,0-3,5 g/ d seco 1,8-3,5 g/ d húmedo | 1,5 g/ d seco 1,0 g/ d húmedo |
| Recuperación elástica | 92% | 99% |
| Alargamiento antes de la ruptura | 30% | 45% |
| Resistencia a la abrasión | Buena | Regular |
Otro tipos de fibras acrílicas son las fibras modacrílicas.