Rayon acetato ivan

1. RAYON ACETATO

2. Generalidades Una fibra es un filamento plegable parecido a un cabello, cuyo diámetro es muy pequeño en relación a su longitud. Se han realizado estudios en que la relación mínima que debe existir entre el diámetro y longitud para considerarla fibra textil apta para procesarla es de: L = 100 Ø Las fibras son las unidades fundamentales que se utilizan en la fabricación de hilos textiles y telas; contribuyen a su tacto, textura y aspecto, como también influye en características, propiedades físicas y químicas de los mismos Para poder hilar la fibra esta debe mostrar resistencia, elasticidad, longitud y cohesión .Siendo otras características importantes también que debe reunir las fibras textiles para los procesos siguientes son: la afinidad al teñido para la tintura propiamente dicha, y flexibilidad, que permita la manipulación de las fibras en su transformación y que al formar el tejido o la tela, estas no se construyan de manera rígida.

3. PROPIEDADES DE LAS FIBRAS Como sabemos existe una estrecha relación entre las características de las fibras y las de las telas y tejidos a formar. Es decir una fibra resistente producirá telas durables que pueden ser de peso ligero ( gramage ). Una fibra absorbente será bien destinada para telas que se confeccionen ropa para dormir, toallas, telas para pañales, entre otras. Y por otro lado la fibra 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).

4. ¿Qué son las fibras de rayón ? La historia de las fibras artificiales inicia con los primeros intentos de producir seda artificial. Los principales avances en este campo se encuentran estrechamente vinculados a las investigaciones del químico francés Hílaire Berniggaud , conde de Chardonnet , considerado como el auténtico impulsor de la industria de tejidos artificiales. Chardonnet aplicó a la celulosa algunos disolventes y obtuvo una solución densa y viscosa, que filtró a través de una plancha en la que había practicado previamente diminutos agujeros. Al atravesar la placa, el líquido formaba pequeños filamentos que, una vez secos, constituían fibras fáciles de adaptar al hilado y al tejido. Chardonnet había obtenido una nueva fibra, el rayón. Se trataba 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 de fabricación difiere según el procedimiento empleado; en función de ello recibe la denominación de rayón, viscosa, acetato de celulosa o Bemberg . En el caso de la viscosa, la celulosa se trata con sosa cáustica concentrada y, posteriormente, se disuelve en disulfuro de carbón. El proceso en 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 que adopta una disposición en forma de lámina. El empleo de diversas sustancias químicas, según los diferentes métodos, permite su solubilización . Como resultado de este primer tratamiento se obtiene un líquido de apariencia viscosa, que se ultra a través de una hilera. Se forman así los filamentos, que adquieren la consistencia deseada gracias a la evaporación del disolvente con que se ha tratado la celulosa, o bien a través de baños de coagulación. Una vez secos, los filamentos se retuercen, quedando listos para el proceso de hilado. El copo de rayón, parecido al de algodón, se obtiene tras cortar el hilado a determinada longitud. La mezcla de rayón con seda, lino o algodón permite, siguiendo las técnicas habituales de hilatura, fabricar tejidos mixtos. Es una fibra manufacturada a partir de celulosa regenerada, en la cual se ha substituido no más de un 15 por ciento del hidrógeno que contiene. Para fabricar el rayon , la celulosa purificada, se convierte a través de un proceso químico, en un compuesto soluble. Esta solución, se transforma en filamentos suaves, que luego se regeneran como celulosa casi pura. Debido a esta reconversión, al rayon se le denomina: fibra de celulosa regenerada.

5. 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

6. RAYON ACETATO Antecedentes : En   1894 , C. F. Cross y E. J. Bevan lograron modificar la celulosa, con anhídrido acético y un catalizador a presión atmosférica. El gran impulso comercial vino dado recién después de la primera guerra mundial, y en  1921  se presenta en el mercado con el nombre de Celanese y comienza un imparable crecimiento tanto en Europa como en América. Ya en 1894, Cross y Bevan observaron que cuando se llega al máximo grado de acetilación, se obtiene el rayón triacetato , con características propias, hecho que aún en nuestros días se explota comercialmente. El acetato de celulosa es químicamente estable. Sus derivados no son fáciles de fabricar, pero en 1869 el acetato fue preparado por Shutzenberger , calentándose la celulosa con anhídrido acético a 130º C – 140º C, en un tubo de vidrio sellado. En 1894 Cross y Bevan demostraron que el procedimiento de obtención se podía efectuar fácilmente a la presión atmosférica, en presencia del acido sulfúrico o el cloruro de zinc, actuando como catalizadores deshidratantes. Así se obtuvo el TRIACETATO DE CELULOSA que es soluble en cloroformo. En 1903 se descubrió que si el acetato de celulosa se hidroliza hasta retroceder a

7. 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.

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

9. 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.

10. 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

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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

15. 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.

16. 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.

17. • 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.

18. 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 control Los 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

19. 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.