miércoles, 26 de marzo de 2014

POLIVINILICA

 

El alcohol de polivinilo (PVOH, PVA, o PVal), también llamado polietenol o poli (alcohol vinílico), es un polímero sintético soluble en agua, de fórmula química general (C2H4O)n. No debe confundirse con acetato de polivinilo, un popular pegamento de madera.

ESTRUCTURA QUIMICA 
La estructura química abreviada del alcohol de polivinilo es la siguiente:

A diferencia de muchos polímeros vinílicos, el PVOH no es preparado por la polimerización del correspondiente monómero. Dado que el alcohol vinílico es inestable con respecto a la isomerización a acetaldehído su polímero debe prepararse por métodos indirectos. El monómero, alcohol vinílico, existe casi exclusivamente en la forma tautoméricas, el acetaldehído. El PVOH se prepara por alcohólisis (se emplean también los términos menos exactos hidrólisis y saponificación) parcial o total de acetato de polivinilo para eliminar los grupos acetato.

Para efectuar la alcohólisis puede utilizarse etanol o metanol, con un ácido o una base como catalizador. La hidrólisis alcalina es mucho más rápida. La hidrólisis ácida es más probable que produzca algunos enlaces en la cadena por medio de un mecanismo que implica la pérdida de una molécula de agua de dos grupos hidroxilos adyacentes. Se trata de una reacción no deseable. La alcohólisis se lleva a cabo usualmente disolviendo el poli (acetato de vinilo) en el alcohol, añadiendo el catalizador y calentando. El poli(alcohol de vinilo) precipita de la disolución.
Se puede controlar esta reacción de modo que queden grupos acetato en el polímero. Lo que se obtiene entonces, es un copolímero de poli (alcohol vinílico) y de poli (vinil acetato) llamado poli (alcohol vinílico-co-vinil acetato). Es un copolímero al azar, parecido al poli (alcohol vinílico) excepto que cada tanto tiene unidades repetitivas de vinil acetato.

Esto confiere al polímero zonas hidrofílicas (grupos alcohol) y zonas hidrofóbicas (grupos acetato). Propiedad útil para elaboración de pinturas acrílicas de base acuosa. Esto permite que el poli metil metacrilato (PMMA) forme una suspensión puesto que no es soluble en agua formando un látex, de aquí la denominación de pinturas al látex. El polímero se enrolla, quedando los grupos alcohol hacia afuera (en contacto con el agua) y los grupos acetato hacia dentro (cubriendo la moléculas de PMMA).

PROPIEDADES
El alcohol polivinílico tiene excelentes propiedades para formar películas, como emulsionante y como adhesivo. También es resistente al aceite, grasas y disolventes. Es inodoro y no tóxico. Tiene alta resistencia y flexibilidad, así como alta propiedades de barrera para el oxígeno y los aroma. Sin embargo, estas propiedades dependen de la humedad, es decir, con mayor humedad más agua es absorbida. El agua, que actúa como un plastificante, a su vez reducirá su resistencia a la tracción, pero aumentan su elongación y resistencia al desgarro. El PVOH es totalmente degradable y se disuelve rápidamente. El PVOH tiene un punto de fusión de 230°C y 180-190ºC para los grados totalmente hidrolizado y parcialmente hidrolizado respectivamente. Se descompone rápidamente por encima de 200°C. El poli (alcohol de vinilo) no funde como un termoplástico, sino que se descompone por pérdida de agua de dos grupos hidroxilos adyacentes a temperaturas superiores a 150°C. Los enlaces dobles permanecen en la cadena y, a medida que se forman más en posiciones conjugadas, tiene lugar una coloración importante.
Aunque el poli (alcohol de vinilo) es amorfo cuando no está estirado, puede estirarse dando una fibra cristalina por ser los grupos hidroxilo lo bastante pequeños para encajar en un retículo cristalino a pesar de la estructura de cadena atáctica.
El poli (alcohol de vinilo) es soluble en agua. Se disuelve lentamente en agua fría, pero lo hace más rápidamente a temperaturas elevadas, y puede normalmente disolverse a más de 90°C. Las disoluciones acuosas no son particularmente estables, especialmente si hay presentes trazas de ácido o base. Las disoluciones pueden sufrir una compleja serie de reacciones de gelación reversibles e irreversibles. Por ejemplo, puede producirse entre-cruzamiento en los enlaces éter, lo que resulta en un aumento de viscosidad por la formación de productos insolubles.
EI poli (alcohol de vinilo) puede reacetilarse por calentamiento con un exceso de anhídrido acético en presencia de piridina. El poli (acetato de vinilo) resultante puede o no tener la misma estructura que el polímero madre a partir del cual se obtuvo el alcohol, debido a la naturaleza de la estructura de cadena ramificada del polímero.
El coeficiente de Poisson se ha medido a entre 0,42 y 0,48.

USOS
El alcohol polivinílico es la materia prima para hacer otros polímeros como:
- Nitrato de polivinilo (PVN): Se trata de un éster del ácido nítrico y el alcohol de polivinilo. El nitrato de vinilo se puede utilizar en algunos propulsores y explosivos moldeables.
- Polivinil acetales: los poli(acetales de vinilo) se preparan por reacción de aldehídos con el alcohol de polivinilo. El polivinil butiral (PVB) y polivinil formal (PVF) son ejemplos de esta familia de polímeros. Se preparan a partir de alcohol de polivinilo, por reacción con butiraldehído y el formaldehído, respectivamente. La preparación de butiral de polivinilo es el mayor uso del alcohol polivinílico en los EE.UU. y Europa Occidental. El polímero más importante, por mucho, de entre ellos es el poli (vinil butiral), que se usa como capa plástica intermedia para los vidrios de seguridad de aviones y automóviles. El poli (vinil formal) se utiliza en esmaltes para recubrimientos de cables eléctricos y en tanques de gasolina de auto-sellado.
El alcohol polivinílico se utiliza como ayuda en la polimerización en emulsión, como coloide protector, para hacer dispersiones de acetato de polivinilo. Esta es la aplicación más grande del mercado en China.
En Japón, su uso principal es la producción de fibra vinylon o vinalon.
En las fibras de poli (alcohol de vinilo), la forma final del polímero es insoluble en agua como resultado de un tratamiento químico. El polímero se hila en húmedo a partir de agua caliente pasando por una disolución acuosa concentrada de sulfato de sodio que contiene ácido sulfúrico y formaldehído. El polímero se insolubiliza por la formación de grupos formal:
Aproximadamente una tercera parte de los grupos hidroxilo se hace reaccionar para insolubilizar la fibra. Un cierto grado de acetalización entre las cadenas es deseable para reducir la contracción de la fibra, pero debe controlarse cuidadosamente la cantidad.
Las fibras de poli (alcohol de vinilo) poseen una absorción de agua (un 30 %) su­perior a las demás fibras. Pudiendo de este modo reemplazar al algodón en aquellos usos en los que la fibra está en contacto con el cuerpo. El tacto del tejido puede variarse de similar a la lana a similar al lino. Esta fibra se lava fácilmente, se seca pronto y tiene buena estabilidad dimensional. La tenacidad y resistencia a la abrasión son buenas.

Algunos otros usos de alcohol polivinílico incluyen: 
1.- Papel adhesivo con ácido bórico en el bobinado de tubo en espiral y la producción de cartón compacto
2.- Espesante, modificador, de colas de acetato de polivinilo
3.- Apresto textil
4.- Revestimientos de papel.
5.- Como una película soluble en agua útil para el embalaje. Un ejemplo es el sobre que contiene detergente para la ropa en "liqui-tabs". Otro ejemplo son las bolsas de cebo que se disuelven en agua para la pesca deportiva en agua dulce
6.- Higiene femenina y productos de incontinencia para adultos como lámina de plástico biodegradable.
7.- Barrera de dióxido de carbono en botellas de tereftalato de polietileno (PET).
8.- Como un agente de liberación del molde para ciertos polímeros
9.- Juguete para niños cuando se combina con bórax forma un producto gelatinoso viscoso que escurre (juguete llamado Slime, Flubber u otros nombres comerciales)
10.- Se utiliza en gotas para los ojos y como una solución lubricante para lentes de contacto rígidos. También como agente de lágrimas artificiales para el tratamiento del ojo seco.
11.- Fibra de PVOH, como refuerzo en el concreto
12.- Se utiliza en protección guantes resistentes a químicos
13.- Se utiliza como fijador para la recogida de muestras, en especial las muestras de heces
14.- Como un agente de embolización en procedimientos médicos
15.- Excipiente, recubrimiento de pastillas, biofermentación y tópicos para productos farmacéuticos

Guantes de protección contra productos químicos con revestimiento de alcohol de polivinilo
Gotas para el alivio del ardor e irritación debido a sequedad ocular (Alcohol polivinílico al 1.4%)

Fibra de PVOH soluble en agua fría

Detergente para la ropa en bolsitas de película soluble en agua (liqui-tabs)

Flubber o slime con colorante verde añadido. El polímero normalmente no tiene color

Vidrios de seguridad laminado con film de PVB
La fabricación norcoreana de fibras Vinalon se produce a partir de alcohol de polivinilo. A pesar de sus propiedades inferiores como fibra para ropa, se produce por razones de auto-suficiencia, porque no se necesita de petróleo para producirla ya que se puede partir de antracita y piedra caliza como materia prima.
El consumo de alcohol de polivinilo fue de más de un millón de toneladas métricas en 2006. Los productores más grandes incluyen Kuraray (Japón y Europa) y Sekisui Specialty Chemicals (EE.UU.), pero China cuenta con una serie de instalaciones de producción muy grandes instaladas en la última década y en la actualidad representa el 45% de la capacidad mundial.

POLIURETANO

HISTORIA
Se fabrica a partir de la reacción química de isocianatos y alcoholes polihídricos. En al año 1937 se fabricaban fibras de poliuretano competitivas con las poliamidas. Las principales aplicaciones de los poliuretanos han sido para aislamiento térmico, como las espumas, también los elastómeros, los adhesivos y recubrimientos superficiales. Los procesos de transformación son diferentes para cada caso. Los tipos lineales se pueden moldear por inyección, compresión o extrusión. Se pueden usar otras tecnologías como la hiladura en húmedo para hilados de calidad, o bien en los tipos reticulados, los sistemas normales de elaboración de la goma, pinturas y adhesivos. El poliuretano básico es formado mezclando dos líquidos, un alcohol polihídrico y un diisocianato. El entrecruzamiento es llevado a cabo con resinas epoxies con la adición de un tercer compuesto reactivo. Los poliuretanos tienen óptima elasticidad y flexibilidad, resistencia a la abrasión (5 a 6 veces más que el caucho) y al corte. Gran resistencia a los aceites minerales y grasas. Buena barrera al oxígeno, ozono y luz UV. Los usos más conocidos son: fuelles, tubos hidráulicos, paragolpes en la industria automotriz, juntas, empaquetaduras. Los más duros se emplean para piezas deslizantes, cápsulas, suelas para zapatillas, ruedas especiales. 

Reseña Histórica
En 1937, realizando pruebas de laboratorio en las que se trataba de formular un componente químico con las propiedades del pegamento, se descubre la espuma de poliuretano; aunque no fue, sino en los años 50 cuando se desarrollaron e industrializaron de un modo científico y progresista.
La producción de poliuretano a escala industrial no se inició hasta 1952. Entonces salían de la fábrica de Bayer en Leverkusen unas 100 toneladas de materias primas de poliuretano al año. Hoy día se estima el consumo mundial de poliuretano en cerca de siete millones de toneladas anuales.
El hecho de que Bayer diera al fin con la espuma de poliuretano fue debido más a la casualidad y a una serie de ensayos bastante fallidos. Si no era posible obtener fibras para tejer bandas sintéticas, se quería elaborar al menos masas moldeables a base de las creaciones macromoleculares. Pero las muestras presentadas de mezclas moldeables de poliéster y diisocianatos tenían una alta cantidad de burbujas.
Al buscarse las causas del revés, se descubrió que la disociación del dióxido carbónico daba lugar a la formación no deseada de burbujas en la masa. Agregándole a la masa porciones de agua dosificadas con exactitud era posible provocar de forma controlada la formación de burbujas definidas en la sustancia base. Ese fue el origen, pues, de la espuma de poliuretano.

ESTRUCTURA QUIMICA
Los poliuretanos componen la familia más versátil de polímeros que existe. Pueden serelastómeros y pueden ser pinturas. Pueden ser fibras y pueden ser adhesivos. Aparecen en todas partes. El nombre asignado de poliuretanos viene de que su cadena principal contiene enlaces uretano.
Enlace Uretano
Los poliuretanos forman parte de los llamados polímeros termoestables, estos se caracterizan por tener cadenas poliméricas entrecruzadas, formando una red tridimensional que no funde. Esto los diferencia de los polímeros termoplásticos. Además los poliuretanos polimerizan irreversiblemente con calor o presión formando una masa rígida y dura.
Los poliuretanos son los polímeros mejor conocidos para hacer espumas. Pero los poliuretanos son más que espumas.
Uniones uretano en un polímero
Un poliuretano puede ser cualquier polímero que contenga un enlace uretano en su cadena principal.
Cuando se hace reaccionar monómeros con una funcionalidad mayor que dos, se forma un polímero termoestable. Un ejemplo de esto es la reacción de los diisocianatos con un glicerol, o con ésteres poliglicólicos.
Por lo visto anteriormente se puede decir que los poliuretanos se sintetizan haciendo reaccionar diisocianatos con dialcoholes. A continuación se presenta un ejemplo.
Reacción de dialcohol con diisocianato

A veces, el dialcohol se sustituye por una diamina y el polímero que obtenemos es una poliurea, porque contiene más bien un enlace urea, en lugar de un enlace uretano. Pero generalmente se los llama poliuretanos, porque probablemente no se venderían bien con un nombre como poliurea.
Reacción de diamina con diisocianato

Los poliuretanos son capaces unirse perfectamente por enlace por puente de hidrógeno y así pueden ser muy cristalinos. Por esta razón se utilizan a menudo para hacer copolímeros en bloque con polímeros de estructura similar al caucho. Estos copolímeros en bloque tienen características de elastómeros termoplásticos.
Los poliuretanos pueden ser de dos tipos, flexibles o rígidos, dependiendo del número de -OH que tengan. Los rígidos se obtienen cuando el diisocianato se hace reaccionar con poliglicoles. Los poliuretanos flexibles se consiguen utilizando trioles obtenidos a partir del glicerol y del óxido de propileno. También se puede usar el óxido de etileno, aunque se prefiere el propileno porque le da mayor resistencia a la humedad.
Un elastómero termoplástico poliuretánico es el Spandex, que DuPont vende bajo el nombre comercial Lycra. Tiene enlaces urea y uretano en su cadena. Lo que le confiere al spandex sus características especiales, es el hecho de que en su estructura tiene bloques rígidos y flexibles. La cadena polimérica corta de un poliglicol, de generalmente cerca de cuarenta unidades de longitud, es flexible y parecida al caucho. El resto de la unidad de repetición, es decir el estiramiento con los enlaces uretano, los enlaces urea y los grupos aromáticos, es extremadamente rígido. Esta sección es tan fuerte que las secciones rígidas de diversas cadenas se agrupan y se alinean para formar fibras. Obviamente, son fibras inusuales, pues los dominios fibrosos formados por los bloques rígidos están unidos entre sí por las secciones flexibles parecidas al caucho. El resultado es una fibra que actúa como elastómero. Esto permite que logremos una tela capaz se estirarse, ideal para la ropa de gimnasia y similares.
Spandex o Lycra
PROPIEDADES

Propiedades principales
  1. La mayoría de los poliuretanos son termoestables aunque existen algunos poliuretanos termoplásticos para algunas aplicaciones especiales.
  2. Posee un coeficiente de transmisión de calor muy bajo, mejor que el de los aislantes tradicionales, lo cual permite usar espesores mucho menores en aislaciones equivalentes.
  3. Mediante equipos apropiados se realiza su aplicación "in situ" lo cual permite una rápida ejecución de la obra consiguiéndose una capa de aislación continua, sin juntas ni puentes térmicos.
  4. Su duración, debidamente protegida, es indefinida.
  5. Tiene una excelente adherencia a los materiales normalmente usados en la construcción sin necesidad de adherentes de ninguna especie.
  6. Tiene una alta resistencia a la absorción de agua.
  7. Muy buena estabilidad dimensional entre rangos de temperatura desde -200 ºC a 100 ºC.
  8. Refuerza y protege a la superficie aislada.
  9. Dificulta el crecimiento de hongos y bacterias.
  10. Tiene muy buena resistencia al ataque de ácidos, álcalis, agua dulce y salada, hidrocarburos, etc.
Propiedades físicas
Aunque es evidente que las propiedades físicas dependen mucho del proceso de fabricación aquí hay ejemplos de ciertos compuestos.
Densidad
D-1622
Kg./m3
32
40
48
Resistencia Compresión
D-1621
Kg./cm2
1.7
3.0
3.5
Módulo compresión
D-1621
Kg./cm2
50
65
100
Resist. Tracción
D-1623
Kg./cm2
2.5
4.5
6
Resist. Cizallamiento
C-273
Kg./cm2
1.5
2.5
3
Coef Conductividad
C-177
Kcal/m.hºC
0.015
0.017
0.02
Celdas cerradas
D-1940
%
90/95
90/95
90/95
Absorción de agua
D-2842
g/m2
520
490
450

Propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas dependen de la medida de su peso volumétrico; a medida que este aumenta, aumenta su propiedad de resistencia. Los pesos volumétricos más usuales se hallan comprendidos entre 30 y 100 kg/m3, dentro de estos límites se obtienen los siguientes valores:
- Resistencia a la tracción entre 3 y 10 (Kp./cm2)
- Resistencia a la compresión entre 1,5 y 9 (Kp./cm2)
- Resistencia al cizallamiento entre 1 y 5 (Kp./cm2)
- Módulo de elasticidad entre 40 y 200 (Kp./cm2)

Resistencia a los productos químicos
El poliuretano es resistente al agua potable, al agua de lluvia y al agua de mar, las soluciones alcalinas diluidas, los ácidos diluidos, los hidrocarburos alifáticos como por ejemplo la gasolina normal, el carburante diesel, el propano, el aceite mineral, así como los gases de escape y el aire industrial (SO2). Es condicionalmente resistente (hinchamiento o encogimiento) a los siguientes productos: los hidrocarburos clorados, las acetonas y los éteres, no es resistente a los ácidos concentrados

APLICACIONES
Material de construcción
Los poliuretanos son una solución a la necesidad de materiales especiales en construcción. Los productos de poliuretano y las correspondientes tecnologías permiten una fabricación económica.
Los sistemas de construcción progresan y las necesidades de conservar la energía aumentan, la espuma rígida de poliuretano puede ser el producto óptimo para llegar a estos objetivos. Proporcionan el aislamiento más eficiente a disposición de la industria de la construcción y refrigeración. El poliuretano se combina fácilmente con los materiales de acabado superficial disponibles, ofreciendo la posibilidad de producir diferentes compuestos. Desde cámaras frigoríficas hasta generadores de energía (donde se debe eliminar cualquier posibilidad de condensación de agua en el techo), son algunos ejemplos. En la técnica de la calefacción y refrigeración los poliuretanos se usan para aislar tuberías, para el caso de tener que aislar grandes superficies se utiliza el método de aplicación por aspersión. La espuma rígida puede ser obtenida en forma de placas aislantes para techos y paredes o se puede inyectar para llenar cavidades. Ahí donde se requiera un aislamiento de baja conductividad, alta resistencia y bajo peso, se puede usar una espuma rígida de poliuretano.
A diferencia de la espuma rígida, la espuma flexible de poliuretano posee una estructura celular abierta, es un material muy elástico, que cuando se retira la carga a la que haya sido sometida, recupera instantáneamente su forma original. Es un material sumamente ligero y con una alta permeabilidad al aire, escogiendo las materias primas en su fabricación y variando la formulación, podemos regular sus propiedades: la amortiguación, la característica elástica, la estructura celular, la densidad aparente y la dureza. 

Campos de aplicación importantes se encuentran en las industrias fabricantes de asientos para coche, sillas y colchones, también se aplican para embalar equipos delicados, en artículos para hospitales, etc.

Adhesivos
Los poliuretanos se forman por un mecanismo en el que el agua reacciona (en la mayoría de los casos) con un aditivo formulado que contiene grupos isocianato. Al igual que en el caso de las siliconas, la molécula de agua ha de migrar al interior del adhesivo, donde se produce el enlace. Su comportamiento de curado es por ello el mismo que el de las siliconas, pero sin liberar subproductos al medio ambiente. La velocidad de curado también depende de la humedad relativa, al igual que en el caso de la silicona.
Para conseguir la mejor y más duradera adhesión se recomienda el uso de productos apropiados de limpieza e imprimación (promotores de la adhesión). Se utilizan diferentes imprimaciones en función de los sustratos.
La aplicación de espuma de poliuretano mediante spray no sólo brinda una excelente aislación térmica y anticondensante, sino también una perfecta impermeabilización. Esto se debe a que el 90% de las celdas son cerradas y actúan como una barrera continua a la penetración del agua. Mientras que en las cubiertas planas convencionales es preciso instalar por superposición gran número de capas, con diversas funciones para cada una, en los recubrimientos por proyección se utiliza, en principio, solo un material, que por su resistencia mecánica y su adherencia sobre toda la superficie, mejora la rigidez estructural de todo tipo de estructura.
Este sistema tiene especial importancia para el saneamiento y la renovación de la protección termohidrófuga de techados deteriorados, como así también para edificaciones nuevas de hormigón o chapa. 
Lacas, pinturas y esmaltes
Pintura impermeabilizante para techos
Las lacas y pinturas de poliuretano se han convertido en una garantía de durabilidad, resistencia y belleza ampliamente aceptadas hoy.
Los poliuretanos son una amplia variedad de polímeros con diferencia total en su composición y sus correspondientes propiedades. La multitud de estructuras y la posibilidad de diseñar polimeraciones está ligada a la necesidad que exija el fabricante de muebles o piezas en madera. Así, un mueble que tenga como protección pinturas de poliuretano garantiza su resistencia al calor, al rayado, a sustancias químicas y al manchado de agua, ya que revisten la pieza con una película de tal dureza, que en condiciones naturales puede mantener su estado original durante diez años sin ninguna alteración; que no es el caso de los otros productos que garantizan solo la mitad del tiempo.
En la actualidad, aproximadamente el 95 por ciento de la industria nacional del mueble da sus acabados con catalizadas y la razón es su costo, son mucho más económicas que las de poliuretano. La causa de la diferencia de precios obedece a que las resinas que componen los productos de poliuretano son muy caras y encarecen considerablemente los productos. De aquí, que son pocas las empresas que fabrican muebles con acabados en poliuretano todavía aunque es una empresa en auge.
No hay duda que las ventajas que ofrece el poliuretano superan ampliamente a otras del mercado que ofrecen un servicio similar. De hecho, las ventajas en resistencia a la abrasión y al rayado le permiten ser usado en pisos muy transitados sin que se deteriore por tráfico continuo. En la actualidad, el poliuretano se aplica con éxito en otros materiales como el metal. Los aviones, equipos, maquinaria y estructuras son recubiertos con esta película para protegerlos de los cambios bruscos de temperatura, aprovechando que su proceso de catálisis es por reacción química y no por contacto con el aire. En este momento la línea poliuretano ofrece una amplia gama de productos de acuerdo a la necesidad. Cada uno tiene una composición que puede mezclar hasta tres componentes y brindar distintos grados de dureza, brillo, resistencia a temperaturas e intemperie, agentes químicos y otros.

FIBRA DE ACRILICO

Se define como fibra acrílica un polímero constituido por macromoléculas lineales cuya cadena contiene un mínimo del 85% en masa de unidad estructural correspondiente al acrilonitrilo.
Desde el punto de vista de la disponibilidad de las materias primas necesarias para su fabricación, las fibras acrílicas presentan unas perspectivas muy favorables, ya que ninguna de ellas es aromática. Ello supone la ausencia de interferencia de otros sectores cuya demanda y legislación sé orienta hacia el consumo de productos aromáticos.
Las propiedades de las fibras acrílicas recomiendan su empleo como alternativa de la lana en el campo del vestido y de los textiles para interiores. Entre estas propiedades se pueden citar la alta voluminosidad con tacto cálido parecido a la lana, su excelente resiliencia, su baja densidad y su tacto agradable.
1.1. COMPOSICIÓN QUÍMICA. (COMONÓMEROS):
El contenido de unidades estructurales correspondientes al acrilonitrilo es del 89% - 94% en peso.
El contenido de unidades con grupos ácidos en los terpolímeros es de unas pocas unidades porcentuales, y a veces inferior al 1%. Entre los comonómeros de este tipo tenemos:
Acidos acrílicos
Acido itacónico
CH2 = CH
COOH
COOH
CH2 = C
COOH
Acido alilsufúrico
Acido estirenosulfónico.
CH2 = CH
CH2 - O - SO3H
CH2 = CH
C6H4 - SO3H
El contenido de unidades con grupos básicos en los terpolímeros suele ser del orden del 6%. Los comonómeros más citados son:
Vinilpiridina
Acrilamida
Etilinimina
CH2 = CH
C5H4N
CH2 = CH
CONH2
CH2 - CH2
NH
El contenido de unidades estructurales de comonómero neutro en los terpolímeros suelen ser del 5% al 8%. Como en el caso de los copolímeros, estos comonómeros son:
Acrilato de metilo
Metacrilato de metilo
Acetato de vinilo
CH2 = CH
COO - CH3
CH3
CH2 = C
COO - CH3
CH2 = CH
OOC - CH3
Las fibras acrílicas contienen aditivos que se incorporan como agentes de acabado para mejorar el comportamiento de la fibra en el proceso de fabricación, en el proceso textil y durante su uso. Estos productos poseen propiedades antiestáticas y lubricantes; en algunos caso la fibra acrílica contienen también foto y termoestabilizadores.
POLIMERIZACIÓN
La Polimerización del acrilonitrilo solo o con otros monómeros comprende las tres etapas de iniciación, propagación y terminación.
La etapa de iniciación consiste en la activación de algunas moléculas de monómero por los radicales primarios separados del iniciador.
La propagación de la reacción en cadena se realiza por reacción de las moléculas activadas con sucesivas moléculas de monómero, formándose macrorradicales. A lo largo de esta etapa la actividad radical pasa sucesivamente a la unidad estructural que se acaba de incorporar a la cadena. Como es obvio, para obtener moléculas poliméricas son necesarias muchas propagaciones por cada molécula de monómero activada en la etapa de iniciación.
El proceso de crecimiento de los macrorradicales se detiene o termina por reacción entre ellos o con alguna sustancia presente en el sistema (terminación por acoplamiento mutuo, desproporción o transferencia de cadena)
I ! 2 R´
Iniciación R´ + M ! R - M´
Propagación R - M´ + M ! R - M- M´ M!
R - (M)X-1 - M´
Terminación R - (M)X-1 - M´ + M´ - (M)Y-1 - R
R - (M)X-1 - R
! ø
R - MX + R - MY
R - (M)X-1 - M´ + AB !
! R- MX - A + B´
2.1. PREPARACIÓN DEL POLÍMERO
La mayor parte de los polímeros del acrilonitrilo se obtienen por procesos continuos tanto en suspensión acuosa co­mo en solución.
En la polimerización en suspensión los monómeros se dispersan mediante agitación en una solución acuosa del catali­zador. La suspensión que contiene el monómero y el cataliza­dor se mantiene a la temperatura de polimerización (3O - 700C) para formar el polímero, el cual es insoluble en el medio acuoso en el que se desarrolla la reacción. Se separa el polímero por filtración y se somete a un lavado para eliminar las impurezas.
Los polímeros del acrilonitrilo obtenidos por polimerización radical son generalmente atácticos y parece ser que los intentos para aumentar la estereoregularidad no ha conducido ha resultados satisfactorios. Por otra parte, se ha indicado que el carácter atáctico de estos polímeros puede favorecer o permite el fijado de las fibras acrílicas en un estado metalstable.
HILATURA
3.1. PREPARACIÓN DE LA SOLUCIÓN DE HILATURA
La transformación de los homopolímeros o copolímeros del acrilonitrilo en fibras obliga a disolverlos y a extruir la disolución resultante en una atmósfera de aire o en un baño de coagulación. En cualquier caso es imprescindible recuperar el disolvente y reutilizarlo para que el proceso sea económicamente viable.
La dimetilformamida es el disolvente más utilizado en los procesos de hilatura de las fibras acrílicas. Otros disolventes orgánicos son la dimetilacetamida, el dimetilsulfóxido y el carbono de etileno. Entre las inorgánicas tenemos tiocianatos de sodio y calcio, cloruro de cinc y ácidos inorgánicos.
Para disolver el polímero en un disolvente orgánico se recomienda añadirlo en un estado finamente dividido al disolvente enfriado. A continuación, se somete la mezcla fría a una fuerte agitación para formar una suspensión uniforme, la cual se calienta después a 1500C y se convierte en poco tiempo en una Solución incolora apta para la hilatura.
La disolución del polímero en un disolvente inorgánico se efectúa en dos etapas. En la primera se dispersa el pol­vo de polímero mojado, que contiene del orden del 30 % de a­gua, en una solución acuosa de la sal de concentración infe­rior a la necesaria para disolver el polímero (40 % a 250C). A continuación se añade a la disolución una cantidad adicio­nal de sal que eleve la concentración a niveles suficientes para disolver el polímero.
Después de preparada, la solución de hilatura pasa al filtro prensa y, tanto en la hilatura en seco como en la hilatura en húmedo, es bombeada con una presión de l0 - 12 bar a las cabezas de hilatura individuales, dosificada con presión a las bombas de hilatura, filtrada de nuevo y extruida a través de las hileras.
3.2. HILATURA EN SECO
En la hilatura en seco los bloques de hilatura con las correspondientes bombas medidoras, equipo de f filtración e hileras están situados en la cumbre o nivel superior de la cámara de hilatura. Inmediatamente debajo de cada hilera, una corriente de aire procedente de un jet circular incide sobre los filamentos en fase de formación. En el interior de los tubos o cámaras de hilatura, cuya longitud es unos 6 m, la mayor proporción de disolvente es evaporado y arrastrado por la corriente de aire caliente. En las proximidades de la base de la célula se recoge el aire saturado con vapor disolvente y se envía al equipo de condensación. El haz de filamentos es recogido en la base del tubo mediante una guía-hilos de cerámica.
Sobre este incide agua fría que al entrar en contacto con el cable de hilatura lo enfría y detiene la evaporación. Con este tratamiento acuoso se inicia también la eliminación del disolvente residual de los filamentos casi solidificados y las aguas de lavado se envían a la planta de recuperación del disolvente.
Después de abandonar la célula de hilatura se aplica un acabado a base de una emulsi6n de ensimaje antes de que el haz de filamentos sea recogido por guías conducidas y enviado a un bote alimentador.
A causa de las altas temperaturas necesarias (230-2600C); para la evaporación del disolvente y la formación del filamento, la hilatura en seco obliga a adoptar precauciones especiales contra la explosión y penetración de vapores tóxicos en las áreas de trabajo.
3.3. HILATURA EN HÚMEDO
Los equipos de hilatura tipo balsa o piscina son actualmente los casi exclusivamente utilizados en la hilatura en húmedo. La solución de hilatura procedente de las bombas de hilatura y filtros individuales es extruida a través de las hileras, las cuales están distribuidas y sumergidas en el baño de coagulación por debajo del nivel del líquido. La solución de hilatura contiene del 10 al 30 % de polímero y el baño de coagulación consiste en una disolución del di­solvente de hilatura y su temperatura depende de la naturaleza o tipo de disolvente y oscila entre -5 y 450C.
A la salida del baño, los cables pasan por una serie de guías comunes después de ser acompañados por los rodillos guía medio sumergidos.
Las variables más importantes de un proceso de hilatura en húmedo corresponden al disolvente y coagulante elegidos, y a las condiciones en que tiene lugar la coagulación. Para facilitar la recuperación del disolvente, el baño de coagulación suele consistir en una soluci6n acuosa del mismo disol­vente empleado para preparar él dope.
Entre los productos utilizados se pueden citar los siguientes: agua, alcoholes, solu­ciones acuosas salinas, kerosene, xilenos y qlico1es.
La temperatura del baño de coagulación influye mucho en la calidad del producto obtenido. A este respecto, se ha ob­servado que cuando la temperatura del baño se mantiene entre -15 y + 10 0C la extrusión del dope en una solución acuosa de tiocianato conduce a geles claros y tenaces, y que, des­pués de convertidos en filamento, pueden ser estirados para aumentar la resistencia a la tracción y el trabajo de rotura del filamento. Cuando la temperatura es superior a + 1O oC, los geles precipitados son opacos, poco tenaces y no se prestan a una posterior orientación.
Una alta densidad inicial de la fibra y una estructura interna más homogénea permiten:
  • Obtener resistencias más altas con menores estirajes.
  • Mayores alargamiento para un nivel de estiraje determinado.
  • Valores más altos de la resistencia y del mó­dulo máximo para altas razones de estiraje.
  • Mejora del comportamiento a la fatiga y a la abrasión.
El no cumplimiento de las condiciones óptimas de la coagulación puede ocasionar problemas y conducir a fibras con un aspecto áspero y poroso, a veces, de color blanco lechoso. El motivo puede ser una velocidad de coagulación demasiado alta o demasiado baja, ya que en ambos casos se dificulta la formación de una adecuada estructura de la fibra.
3.4. TRATAMIENTOS POSTERIORES
La materia que resulta tanto de la hilatura en seco co­n hilatura en húmedo contiene cierta cantidad de disolvente (~l0%) que debe eliminarse en la operación de lavado antes de proceder al estiraje.
La eliminación del disolvente residual se inicia en la etapa de preestiraje que tiene como misión comunicar a los filamentos una consistencia que permita el lavado en buenas condiciones. La temperatura del baño depende del disolvente.
La operación de estiraje se aplica tanto en la hilatura en húmedo como en la hilatura en seco y tiene siempre por objeto orientar las cadenas macromoleculares en la dirección del eje de la fibra. El estiraje del cable debe realizarse cuidadosamente para evitar roturas, por esta razón se aplica en varias etapas y en húmedo. El valor aplicado en cada caso depende de la composición química, de las etapas previas del proceso y de las propiedades finales deseadas para la fibra. El estiraje final se puede aplicar a tempe­raturas altas con vapor, agua a ebullición o con calor seco.
A la etapa de estiraje le sigue el secado en condiciones tales que tiene lugar la desaparición, por colapsamiento, de los huecos o cavidades que resultan de la eliminación del agua que en la operación de lavado pasa a sustituir al disol­vente. De este modo se puede preparar un filamento uniforme. Esta etapa se puede realizar, en condiciones controla­das de tensión, en calandras calentadas con vapor cuya temperatura superficial oscila entre 130 y 160oC. Este método de calentamiento por contacto directo es el más económico y produce adicionalmente un planchado que aumenta el brillo y lustre de la fibra. Para obtener fibras con aspecto mate se han diseñado secadores tipo tambor que actúan por succión.
Otra etapa fundamental consiste en un fijado con vapor para conseguir un grado de relajación que permita minimizar el encogimiento de la fibra.
El proceso de fabricación comprende también las etapas de rizado, acabado, cortado, apertura y embalado. La locali­zación y el número de estas etapas en el proceso dependen del uso final, de la forma de presentación de la materia textil y de la productora.
La voluminización o rizado se realiza en rizadores mecánicos del tipo de cámara de embutición o empaquetado (stuffinq-box). La mayor parte de producto­res de fibras acrílicas prefieren continuar rizando los cables en cámaras rizadoras separadas.
En el ensimaje se adicionan a la fibra, por inmersión o por pulverización, productos lubricantes y antiestáticos pa­ra facilitar las operaciones posteriores.
ESTRUCTURA Y MORFOLOGIA
4.1. ESTRUCTURA
La estructura de los polímeros de acrilonitrilo ha sido objeto de muchos estudios y decisiones, sobre todo en lo referente al tipo y grado de orden de los polímeros y fibras resultantes.
La gran insolubilidad de poliacrilonitrilo y su resistencia al hinchameiento en disolventes orgánicos fueron atribuidos a la existencia de puentes de hidrogeno y al alto grado de cristalinidad del homopolímero.
Actualmente, se considera que el poliacrilonitrilo es un polímero altamente ordenado con apreciables fuerzas electrostáticas entre los dipolos de los grupos nitrilo vecinos de la misma molécula. También se estima que esta interacción intramolecular de naturaleza repulsiva y que dificulta la rotación de los enlaces, lo que supone un aumento de la rigidez de la molécula polimérica. Por esta razón, la fusión o la disolución no ocasionan variaciones importantes en la entropía, lo que explica el alto punto de fusión del poliacrilonitrilo y su insolubilidad en los disolventes corrientes.
Por otra parte, los polímeros como las fibras presentan un tipo de ordenación cristalina que se extiende lateralmente de una cadena molecular a otra, pero con poco o ningún orden a lo largo del eje de la cadena.
4.2. TEMPERATURA DE TRANSICION VITREA
Las dificultades para teñir los homopolímeros de acrilonitrilo obligaron a abandonar su empleo como materia prima para la fabricación de fibras. Estas dificultades se han relacionado con las altas temperaturas de transición vítrea, del orden de 105°C, por debajo de la cual la estructura de la fibra no presenta la suficiente apertura y movilidad para permitir la difusión de los colorantes.
La copolimeración del acrilonitrilo con monómeros adecuados rebaja la temperatura de transición vítrea. La composición cualitativa y cuantitativa del copolímero se elige dé modo que pase a valores de 90 - 95°C en aire y de 55 - 60°C en medio acuoso, para que se pueda teñir con colorantes dispersos y básicos a temperaturas próximas a la de ebullición del agua en un equipo convencional.
Conviene tener en cuenta que, al alcanzar la temperatura de transición vítrea, las propiedades de las fibras acrílicas experimentan cambios más bruscos que las poliamidas y los poliésteres. Se debe a que el cambio de propiedades es tanto mas acusado cuanto menos ordenada es la estructura de la fibra, ya que el aumento de movilidad que por encima de la tangente se produce en las regiones masa desordenadas pueden repercutir en la estabilidad de las regiones vecinas más ordenadas. Como ejemplos de los comportamientos de las fibras acrílicas se pueden citar:
  • La disminución del modulo inicial que en medio acuoso se producen a uno 50 - 55°C, de modo que las fibras se deforma considerablemente cuando se la someten a pequeños esfuerzo de tracción a las temperaturas de tintura o acabado (hidrotermoplasticidad).
  • La gran influencia que en la absorción de colorantes provoca deferencia de temperatura de 1 - 2°C.
La temperatura de lavados es casi siempre inferior a la de transición vítrea, la estructura polimérica en estas condiciones no permite que los colorantes se pueden difundir fácilmente hacia el exterior. Esta propiedad se debe en buena medida La excelente solidez al lavado de las tinturas de las fibras acrílicas y idoneidad de estas para fabricar prendas que deben ser frecuentemente lavadas.
La influencia de diversos disolventes y agentes plastificantes sobre la temperatura de transición vítrea de filamentos de Acrilan. Para ello se mide las variaciones de longitud que se presentan al someterlos a temperaturas comprendidas entre 20 y 95°C en una columna de vidrio de doble pared que contiene la solución correspondiente.
En la tabla puede observarse la acción plastificante de diversos medios líquidos sobre la estructura de la fibra.
Temperatura de transición vítrea del Acrilan en diversos medios
Medio
Tg °C
Medio
Tg °C
Aire
92
Fenol (30 g/l)
25
Agua
57
Alcohol Bencílico
58.5
Dimetilfomamida (10 g/l)
53
n-propanol
91
Fenol (10 g/l)
46
n-butanol
91
Fenol (20 g/l)
35
Percloroetileno
90
Variando el sustrato y permaneciendo constante el medio 1iquido en el que se miden las variaciones de longitud, puede conocerse la diferente respuesta de las diferentes fibras acrílicas del mercado a los tratamientos hidrotérmicos, lo que puede ayudar a explicar diferencias en diversos aspectos de su comportamiento.
4.3. ESTADO METASTABLE
La estructura de las fibras acrílicas permite que pue­dan almacenar y retener indefinidamente a temperatura ambiente un encogimiento latente o potencial. Esta característica ha sido aprovechada con gran eficiencia en el proceso de preparación de hilos de alta voluminosidad.
Las fibras acrílicas se comportan como si su estructura correspondiese a una mezcla de regiones razonablemente bien ordenadas y de regiones amorfas menos ordenadas. La orientación o el termofijado de las fibras acrílicas no producen un gran aumento de la ordenación (o cristalinidad). Por esta razón, las fibras acrílicas son más difíciles de termofijar.
Las fibras acrílicas se comportan de un modo muy similar, con la ventaja de que la mayor perfección de sus zonas orde­nadas permite aprovechar esta propiedad en el proceso de preparación de hilos de alta voluminosidad, ya que la fibra no tiende a encogerse más allá de lo preestablecido por el productor de la fibra antes de desarrollar la voluminosidad.
Conviene indicar que la capacidad o memoria de encogimiento puede perderse cuando un estiraje excesivo a temperaturas demasiado altas, o un tratamiento térmico o templado a longitud constante, producen un flujo plástico excesivo. Precisamente, éstas son las condiciones adecuadas en la práctica industrial para obtener fibras de altos módulos (alta resistencia, menor elongación). Sin embargo, la repercusión más importante en la industria consiste en que las irregularidades de la estructura molecular debidas variaciones del estiraje y de la temperatura conducen a diferencias en la velocidad de tintura y en el nivel de absor­ción de colorante.
4.4. HUECOS O CAVIDADES
Otros aspectos de la estructura de las fibras acrílica son los que se refieren a su porosidad y a la existencia de huecos o cavidades en la masa de la fibra. Estos huecos con­trolan la velocidad de difusión de los colorantes y en muchas fibras el agotamiento en el equilibrio. Su número y ta­maño dependen del método de hilatura. En términos generales puede decirse que la hilatura en seco produce menos huecos que la hilatura en húmedo, y la hilatura en baños acuosos más que cuando se emplean disolventes orgánicos.
La temperatura de tratamiento de la fibra, tanto en estado seco como en estado húmedo, durante el proceso de hila­tura influye considerablemente en su microestructura. La etapa de relajación parece ser que es la de mayor importancia por su gran incidencia en un buen número de propiedades de la fibra.
4.5. POROSIDAD
La porosidad de las fibras acrílicas experimenta cambios en las etapas del proceso de transformación en las que intervienen la tensión y los tratamientos térmicos.
Antes de ser sometidos a la operación de rotura por desgarro (craqueado), los filamentos presentan una porosidad periférica de orientación preferentemente radial. Después de esta operación, La fibra fijada en un estado metalstable, presenta fisuras radiales además de una corona periférica muy fina. Finalmente, en el tratamiento de fijado desaparecen estas fisuras y se mantiene una delgada capa periférica con porosidad de orientación tangencial. A través de estas varia­ciones es posible estudiar el comportamiento de un hilo HB, de distinguir las fibras metastables de las estables y de seguir la calidad del tratamiento de fijado.
Las fibras acrílicas que ocasionan los tratamientos con calor seco son creadores de or­den y que los que tienen lugar en medio húmedo producen des­orden.
En los tratamientos en seco se presentan:
  • Dos tempe­raturas características (100 y 1400C) que conducen a un mis­mo tipo de estructura compacta sin que se produzcan cambios en la naturaleza de la porosidad de la fibra.
  • Un interva­lo de temperaturas en el que los tratamientos son bastante heterogéneos.
  • Una zona de temperaturas por encima de 140 0C en la que los tratamientos conducen a estructuras hincha­das pero compactas.
  • En los tratamientos hidrotérmicos se observa:
  • Una ligera variaci6n de la estructura en las muestras tratadas a 1000C.
  • Al aumentar la temperatura hasta 1400C se produce un cierre progresivo de la porosidad de las fibras.
  • Al pasar la temperatura de 140 a 1500C se presentan variaciones importantes de la morfología, desapareciendo la porosidad inicial y apareciendo una piel microporosa.
Las fibras acrílicas a la ac­ción de los tratamientos térmicos parecen independientes de la composición y de la estructura inicial, conviene destacar que tratamientos térmicos tan intensos co­mo los indicados no fijan definitivamente las fibras en un estado morfológico determinado. Concretamente se sabe, a través de numerosos ensayos, que fibras pretratadas térmicamen­te a una temperatura t1 en presencia de vapor de agua, pue­den evolucionar de un modo significativo en un segundo cho­que térmico efectuado en atmósfera seca a una temperatura notablemente inferior (1500C vapor de agua 1300C seco).
Esta es la razón por la que los hilos de multifilamento acrílico deben teñirse antes de proceder a su texturación, ya que de lo contrario en el baño de tintura desaparecerían los efectos de la texturación.
4.6. VARIACION DE LA ESTRUCTURA EN EL PROCESO DE TINTURA
Los tratamientos convencio­nales de tintura aplicados a fibras acrílicas comerciales no modifican significativamente la estructura porosa del sustrato. Las modifi­caciones que eventualmente se puedan producir a lo largo de la tintura son totalmente reversibles y que, después de lavada y secada, la muestra teñida posee una forma estructural muy próxima a la del estado inicia1.
En otro sentido debe indicarse que, ocasionalmente, la operación de tintura produce un agrietamiento en las fibras acrílicas cuando el artículo se enfría demasiado rápidamen­te. Por su parte, la tintura de las fibras moda­crílicas produce una pérdida de brillo, pero éste puede ser recuperado calentando el artículo en aire o en vapor a 110 - 1300C o hirviendo en soluciones salinas concentradas. Este deslustrado corresponde a un efecto óptico motivado principalmente por una inversión parcial del proceso de co­lapsamiento de la fibra. Durante la tintura se producen es­cisiones que disminuyen la compacidad de la estructura fi­brilar, de modo que aparecen fisuras que difunden la luz.
E1 proceso se invierte de nuevo secando la fibra por encima de la temperatura de transición vítrea. Es probable que la principal causa de la separación fibrilar sea la diferencia de presión osmótica entre el interior de la fibra y el baño de tintura. Esta diferencia sería también la causa del posterior compactado o reagrupamiento y recuperación del brillo que ocurre al calentar la fibra en soluciones salinas concentradas.
PROPIEDADES
5.1. PROPIEDADES GENERALES
Dentro de la familia de las fibras acrílicas se presentan ciertas variaciones en las propiedades físicas y químicas. Estas diferencias pueden ser impuestas por las necesidades de unas aplicaciones especificas o debidas a diferencias en el proceso de fabricación de las diferentes productoras (sistemas de hilaturas) y a diferencias menores en su composición química. Por otra parte, las diferencias no son tan importantes como en otras fibras (poliester, rayón) y ello permite establecer un intervalo de valores, mas o menos estrecho, en el que quedan incluidos todos los valores que para cualquier propiedad puede presentar cualquier fibra acrílica.
Se fabricaron fibras acrílicas de gran resistencia a la tracción (5,5 - 6,6 g/dtex), pero su comportamiento era muy deficiente por la facilidad con que fibrilaban, y por que la fibrilación ocasionaba un cambio de matiz en las zonas abradidas. Estos defectos se eliminaron disminuyendo la resistencia de los productos comerciales (vaporizado) y modificando ligeramente la estructura por copolimerización. La disminución de la tenacidad que se derivo de la incorporación de un segundo componente de la cadena polimérica no ocasiono ningún problema serio. La tenacidad de las fibras acrílicas cumple satisfactoriamente con las necesidades o exigencias que imponen sus campos de aplicación. A este respecto, pronto se hizo evidente que su penetración en el mercado textil debía ser consecuencia mas de su tacto agradable, resistencia, fácil cuidado y otras propiedades, que de su alta tenacidad.
PROPIEDADES FISICAS DE LAS FIBRAS ACRILICAS
Propiedades
Fibra de 3.3 dtex
Propiedades
Fibra de 3.3 dtex
Tenacidad (g/dtex)
Tenacidad al lazo
1.13 -2.61
- Seco
2.6 - 4.1
Alargamiento lazo
2.4 - 34.5
- Húmedo
2.0 -3.8
Recuperación después de una extensión del 15%
Alargamiento a la rotura (%)
Inmediata
- Seco
26 - 44
- Seco
12.1 - 17.1
- Húmedo
29 - 61
- Húmedo
12.2 - 14.2
Fluencia (g/dtex)
Diferida
- Seco
1.15 - 1.30
- Seco
38.5 - 50.5
- Húmedo
1.03 - 1.20
- Húmedo
38.9 - 47.6
Módulo inicial (g/dtex)
Deformación permanente
- Seco
46 - 58
- Seco
33.8 - 49.4
- Húmedo
38 - 58
- Húmedo
39.1 - 47.9
Forma de la sección transversal
Entre redonda y aplastada
Absorción de agua a 21 °C y 95% h.r.
2.6 - 5.0
Tasa legal de húmedad
1.1 - 2.5
Temperatura de adherencia (°C)
235 - 254
Peso especifico
1.16 - 1.18
----------------------
-------------
5.2. SECCION TRANSVERSAL
La forma de la sección transversal de las fibras acrílicas depende fundamentalmente del proceso de hilatura utilizando en la transformación del polímero en fibra. La hilatura en húmedo conduce generalmente a fibra de sección transversal redonda o arriñonada. Las fibras hiladas en seco suelen poseer secciones con forma aplastada - bilobulada. En el mercado existen también como variantes del tipo convencional de una productora concreta (forma de V, Y, T, multiglobal o dentellada).
El conocimiento de la forma de la sección transversal constituye una ayuda valiosa para la identificación del origen de una fibra acrílica concreta.
CLASIFICACION DE LAS FIBRAS ACRILICAS EN FUNCION DE LA FORMA DE SU SECCION TRANSVERSAL
Sección transversal circular o aproximadamente circular
Sección transversal reniforme
Sección transversal con forma alargada- bilobulada
Sección transversal especial
Zefran
Dralon T 100
Dolan 20 - 25
Orlon 81
(multilobal)
Dralon C
Crylor 50-410
Dolan 27 - 80
Crylor 20
(multilobal)
Creslan
Acribel
Dralon A
Acrilan 94
(multilobal)
Crislenka
Acrilan
16, 37, 39, 57
Dralon X
Cashmiton FW/BR
Courtelle
Dolan 88
Lenzing
Bayer ATF 1011
Perwlon
Leacril
Redon
Cashmiton GW
Dolan 26 - 86
Vonnel
Euroacril
Toraylon
Acrilan 88
Panacril
Dolan 81
Velicren
Algunas diferencias sustanciales en el comportamiento, en las propiedades y en la estética de las fibras acrílicas pueden atribuirse a diferencias en la forma de la sección transversal.
La resistencia a la flexión que ofrece una sección transversal aplastada es inferior a la que presenta una fibra con sección transversal redonda. Smith ha indicado que la rigidez a la flexión de una fibra de sección transversal aplastada con una razón 3/1 entre sus ejes principales es aproximadamente tres veces menor que la de una fibra redonda de igual orientación. Muchas fibras hiladas en seco poseen una razón del orden de 3/1.
Como quiera que la rigidez a la flexión esta directamente relacionada con el modulo y este con la orientación de la fibra, se pueden diseñar o predeterminar variaciones de la orientación de la fibra de modo que se compensen o se hagan mas acusados los efectos de la forma de la sección transversal en la rigidez a la flexión.
Las diferencias en la rigidez a la flexión se traducen en diferencias de aspecto (estéticas) o de comportamiento en las fibras comercializadas, condicionando su uso final más adecuado. Concretamente, la sección transversal circular o con forma de riñón es particularmente ventajosa en las fibras destinadas a la fabricación de alfombras, ya que la alta rigidez a la flexión contribuye favorablemente a la resiliencia (elasticidad de volumen) y al mullido de estos artículos. Por su parte, una sección transversal aplastada - bilobulada tiende a aumentar la suavidad al tacto y favorece la reflexión de brillo singulares especialmente adecuados en algunos tipos de tejidos.
5.3. PROPIEDADES MECANICAS
En términos generales puede decirse que las tenacidades de las fibras acrílicas, se sitúan entre las de la viscosa standard y las del nylon, siendo superiores a las de la lana, similares a las del algodón e inferiores a las del poliéster. Las mayores tenacidades corresponden a los sustratos que se presentan en forma de filamento continuo.
La tenacidad de las fibras acrílicas es muy variable a causa de las diferencias en el tipo y proporción de modificante (comonómero), en el estiraje impartido y en otras variables del proceso de fabricación. La tenacidad de estas fibras suele oscilar entre 2,8 y 5,5 g/dtex. La del filamento continuo suele oscilar entre 3,9 - 5,5 y la de la fibra cortada entre 2,8 y 3,9. Sin embargo, la bibliografía cita valores de hasta 7,7 g/dtex para el filamento y de 1,9 para la floca.
Las fibras acrílicas poseen también un intervalo de alargamiento a la rotura que las hacen adecuadas para las aplicaciones textiles. Los valores individuales correspondientes a cada fibra comprendidos entre 11 y el 42 %, de modo que los valores más bajos corresponden a las tenacidades más altas.
La resistencia al lazo es del 65 al 75 % del valor de la tenacidad. Estos valores solo son orientados pues dependen mucho de las condiciones del proceso de fabricación, sobre todo del estiraje y de las condiciones en que se realiza la etapa de relajación.
Las fibras acrílicas presentan una buena resistencia a la deformación según se deduce de su alto modulo inicial, el cual esta comprendido entre 45 y 55 % g/dtex. En las fibras de tenacidad de 2,8 - 3,9 y de unos 90 g/dtex en las fibras de tenacidad próxima a 5,5 g/dtex.
La rigidez media de la fibra oscila entre 8 y 11 g/dtex para la floca y entre 18 y 45 g/dtex para el filamento continuo.
En cuanto al trabajo de rotura medio se puede decir que solo el poliester aventaja a las fibras acrílicas, así como que oscila entre 0,40 y 0,70 para la floca y entre 0,22 y 0,49 para el filamento continuo.
El esfuerzo de fluencia de las fibras acrílicas tanto en húmedo como en seco les permite soportar sin deformación las fuerzas a las que están sometidas en los procesos de transformación de hilos y tejidos. La disminución del esfuerzo de fluencia por acción del calor seco es mayor que en el poliester y menor que en el nylon 6. Cuando se calienta con vapor, la bibliografía indica que la menor disminución corresponde a las fibras acrílicas y que el poliéster ocupa una posición intermedia entre estas y el nylon 6.
Finalmente se puede señalar que las propiedades de tracción de las fibras acrílicas (tenacidad, esfuerzo de fluencia, modulo inicial, alargamiento a la rotura y trabajo de rotura) se conservan bien en condiciones húmedas a temperaturas ambientes.

Según indica Fourne, el cociente de elasticidad de las fibras acrílicas es apreciablemente superior que el de las otras fibras sintéticas. Sin embargo, su recuperación elástica, aunque buena, es inferior a la de las fibras de poliester, nylon y lana. En términos generales puede decirse que las características de recuperación son excelentes para alargamiento mínimos y poco prolongados, pero no es satisfactorio cuando los alargamientos son altos, ya que estos se sitúan en el tramo de la curva carga/alargamiento que sigue al punto de fluencia. Para una extensión del 10 % la recuperación es del 50 - 60 %.