Las fibras de poliuretano o hilo elastomérico de poliuretano es un hilo sintético obtenido a base de cauchos de poliuretano [1] .
La primera producción industrial de hilos de poliuretano comenzó en los EE. UU. en 1958, en 1962-1964 aparecieron los hilos de poliuretano en Europa, en 1963 en Japón.
La primera producción de fibras de poliuretano spandex en la URSS se organizó en 1975 en la Asociación de Producción Volga Khimvolokno según el proyecto del Instituto de Diseño de toda la Unión GIPROIV .
El material tiene un inconveniente grave: se destruye cuando interactúa con el agua de la piscina clorada o bajo la influencia de la radiación ultravioleta. Por lo tanto, por ejemplo, un traje de baño en algunos lugares se vuelve, por así decirlo, translúcido y se estira.
Los poliuretanos lineales tienen una estructura de bloque de macromoléculas, que consiste en alternar segmentos rígidos y flexibles con cadenas moleculares muy curvadas: segmentos de poliéster que proporcionan altas deformaciones elásticas y segmentos rígidos que contienen grupos de poliuretano y urea que proporcionan interacción entre las macromoléculas y la necesaria, aunque limitada, resistencia al calor
La temperatura de transición vítrea de los hilos de poliuretano elastomérico es −40…−60 °C, el punto de fusión es 160—230 °C. La deformabilidad extremadamente alta de los hilos elastoméricos (con baja resistencia) les permite ser utilizados como hilos auxiliares en combinación con tipos de hilos convencionales, estos últimos al mismo tiempo protegen los hilos elastoméricos de una destrucción rápida durante la operación del producto.
Debido a su composición química, el hilo elastomérico a menudo se denomina alérgeno .
Las fibras de poliuretano se producen de cuatro maneras:
Todos los métodos industriales para producir fibras de poliuretano tienen una etapa común: la síntesis de macrodiisocianato (prepolímero) a granel a partir de poliésterdiol y diisocianato (tomado en un exceso molar) a 60 ° C en un ambiente de nitrógeno seco. Las etapas posteriores - la producción de poliuretano por la interacción de macrodiisocianato con diamina (extensor de cadena) y la formación de hilos se llevan a cabo de varias maneras.
La reacción del macrodiisocianato con la diamina (reacción de extensión de cadena) se lleva a cabo en medio disolvente (principalmente DMF ). La solución de hilado resultante se dosifica a través de una hilera en un eje de hilado de aire caliente calentado (185-230 ° C) y soplado intensamente hasta 11 m de altura (método seco) o en un baño de agua de precipitación a temperatura ambiente (método húmedo).
Según otro método, se añade diamina (hasta un 3%) a un baño de precipitación con agua o un disolvente orgánico, en el que se escurre el macrodiisocianato (o su solución) en chorros finos a través de hileras. La formación y precipitación de la urea de poliuretano se produce en el baño, por lo que a este método de obtención de fibras de poliuretano se le denomina reacción o hilado químico.
Con el método de hilatura en seco, del eje de hilatura salen de 1 a 16 hilos complejos que, después de aplicar un lubricante en una cantidad del 2 al 7%, se enrollan en bobinas y se someten a un tratamiento térmico en una cámara a 80 ° C durante 3 horas para reducir el encogimiento del hilo en agua hirviendo.
En el método húmedo, los hilos hilados se lavan con agua (90–95 °C) en aparatos donde se estiran aproximadamente 1,5 veces, se enrollan en bobinas y se someten a un tratamiento térmico a 120 °C durante 20–30 horas en la bobina. , tratado con agua (40-80 °C, presión 4 MPa) durante 0,25-8 horas.
Ventajas del moldeo en seco sobre el moldeo en húmedo: mayor concentración de solución de moldeo (32 % frente a 20 %), mayor velocidad de moldeo (600 m/min frente a 150 m/min), regeneración de disolvente más sencilla.
También se está desarrollando un proceso para hilar en estado fundido fibras de poliuretano; el poliuretano en este caso debe ser termoplástico, lo que se logra mediante el uso de dioles : etilenglicol o butilenglicol como extensor de cadena.
El más extendido es el método seco de formación de fibras de poliuretano (80% de su producción mundial), el 15% se produce por métodos de formación húmedos y químicos, el 5% de las fibras de poliuretano son hiladas por fusión. En el método seco para la síntesis de poliuretano, se utiliza un poliéterdiol obtenido por polimerización de THF, en otros métodos -principalmente poliésterdioles, en todos los métodos- 4,4'-difenilmetano diisocianato, a veces una mezcla de 2,4- y 2 diisocianatos de ,6-tolueno.
La gama de hilos de poliuretano está determinada por su propósito. Pueden servir como auxiliar a la hora de empalmar (unir entre sí) o se fabrican en forma de hilos envueltos con otros tipos.
Se producen diversas estructuras textiles sobre la base de hilos elastoméricos en combinación con tipos de hilos ordinarios: hilos retorcidos y envueltos no homogéneos secundarios con componentes cargados de manera desigual. De ellos se fabrican tejidos elásticos y prendas de punto de varios tipos. Los hilos elásticos y las telas elásticas son un material indispensable para una amplia gama de textiles ceñidos al cuerpo, incluidos los tejidos deportivos, de mercería y médicos.
Las fibras de poliuretano se conocen con los nombres comerciales: lycra, vayrin (EE.UU.), espa, neolan (Japón), spanzel (Gran Bretaña), vorin (Italia), etc.
| fibras textiles | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| naturales (naturales) |
| ||||||
| Químico |
| ||||||