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FIBRAS TEXTILES

DEFINICIÓN DE FIBRA TEXTIL

Elemento o material, natural o manufacturado, que constituye el elemento de base para la

fabricación de hilos, telas y de otras construcciones textiles, es decir es todo material fibroso,

grueso o delgado, susceptible de convertirse en hilos y posteriormente en tejidos.

Una fibra textil se caracteriza por tener por lo menos una longitud igual a 100 veces su

diámetro. La materia prima que se emplea en la industria textil, sea cual fuere su origen, debe

reunir las siguientes condiciones básicas:

Flexibilidad

Elasticidad

Resistencia

Toda fibra que no reuna estas condiciones será incapaz de dar hilados con las características

técnicas que se requieren para obtener tejidos de buena calidad.

ESTRUCTURA

La estructura de las fibras es una cuestión de importancia primaria en cualquier teoría de la

tintura, se sabe que todas las fibras textiles están formadas por largas cadenas moleculares.

Las fibras textiles están formadas por una sustancia amorfa que contiene ciertas regiones

cristalinas denominadas miscelas. En estas miscelas las grandes cadenas moleculares están

dispuestas paralelamente unas a otras y se mantenien unidas por la acción de fuerzas cristalinas

y en el caso de la lana, mediante uniones transversales perfectamente definidas.

Los bordes de las miscelas no aparecen bien definidos, pues se mezclan gradualmente con la

sustancia amorfa, la cual no es mas que una sustancia de la misma constitución química que las

miscelas, pero sin orientación determinada. Estos eslabones mantienen juntas a las miscelas

formando la fibra.

Las fibras se consideran uno de los factores más importantes en el proceso de tintura, pues ni

siquiera dentro de un mismo grupo hay dos fibras iguales, su apariencia y sus propiedades

físicas, así como su comportamiento en la tintura ofrecen una infinita variedad de posibilidades.

El grado de hinchamiento exhibido por una fibra cuando está sumergido en agua; refleja su

composición química y su comportamiento durante el teñido.

A menudo su grado de hinchamiento en agua y su absorción de humedad están íntimamente

ligados a la habilidad del teñido. Por ejemplo la penetración de iones de colorantes solubles a

través de las regiones accesibles de la fibra dependen de manera considerable de la absorción de

agua que los transporta. La proporción de material cristalino con relación al amorfo posee

marcada influencia sobre las propiedades de la fibra.

CFP TEXTIL TECNICO INDUSTRIAL QUIMICA TEXTIL En las fibras naturales esta relación es característica, mientras que en las fibras sintéticas puede

ser controlada por las condiciones de fabricación, tales como velocidad de enfriamiento y grado

de estiramiento del polímero.

La figura siguiente nos muestra los estados por las cuales un polímero puede pasar durante su

fabricación.

En la figura I las cadenas están en completo desorden en la dirección lateral y transversal a su

eje.

En la figura II se muestran ambos estados cristalinos desordenados y configuración amorfa.

Finalmente en la figura III se muestra la orientación de las regiones cristalizadas orientadas a lo

largo del eje de la fibra acompañada por unas cuantas regiones amorfas.

Fig I Fig II Fig III

Cadena en desorden completo cadena con cristales ordenados cadena con cristales ordenados

y regiones amorfas en la dirección del eje de la fibra

A medida que la temperatura del medio en que se encuentra la fibra es aumentada, el

movimiento de los segmentos de cadena en la parte amorfa también aumenta produciéndose

espacios de mayor volumen libre y más accesible a la difusión del colorante.

Ambos factores, orientación y cristalización afectan la cinética y el equilibrio de la absorción de

solvente y colorantes de una fibra.

La orientación de las fibras sintéticas, pueden ser controladas durante su fabricación, ya sea en

la etapa de extrusión o más en la etapa de estirado.

La penetración se debe a través de las regiones amorfas donde las cadenas moleculares han sido

fácilmente separadas por el solvente.

La excesiva proporción de regiones cristalinas dificulta el acceso del colorante. Es por esto que

las fibras sintéticas que son estiradas y termofijadas aumentan su grado de cristalización y

presentan variaciones en la habilidad del teñido comparadas con la misma fibra sin termofijar.

CFP TEXTIL TECNICO INDUSTRIAL QUIMICA TEXTIL Por ejemplo la velocidad del teñido para un colorante disperso es menor en la fibra altamente

poliestérica que en la amorfa y accesible acetato de celulosa. La difusión del colorante está en

función de la facilidad de penetración a través de la parte amorfa de la fibra. Las interacciones

que puede ocurrir dependen de la naturaleza química de la fibra por lo que la capacidad de

absorber agua e hinchar, es mayor para las fibras que contienen átomos o grupos capaces de

formar puentes de hidrógeno.

Por lo general fibras hidrofílicas que se hinchan apreciablemente en agua son teñidas con

colorantes iónicos solubles en agua. Al contrario, fibras hidrofílicas de mínimo hinchamiento

solo son teñidas con colorantes no iónicos de escasa solubilidad en agua. En muchos casos, la

absorción de agua de una fibra es una indicación más clara de la facilidad de teñido que el grado

de cristalinidad.

Las fibras textiles se clasifican en dos grandes familias:

A. Naturales: son aquellas utilizadas tal como se encuentran en la naturaleza. Las fibras

naturales se dividen en tres familias:

Vegetales (fibras celulósicas): algodón, lino, cáñamo, ramio, yute, abaca

Animales (fibras proteicas): lana(oveja), pelos de alpaca, vicuña, angora, cachemira,

seda, mohair

Mineral (silicatos): asbesto, vidrio, amianto, metálicas.

B. Químicas: son aquellas fabricadas por el hombre

Regeneradas o artificiales: fabricadas artificialmente a partir de un producto natural; la

celulosa

Rayón viscosa

Rayón cupro amoniacal

Acetato de celulosa

Sintéticas: fabricadas por polimerización de monómeros orgánicos (derivados del petróleo)

Poliéster

Poliamida (nylon- tencel-perlón)

Acrílico (dralón)

Polipropileno

Elastano (lycra)

Las características varían de una fibra a otra y estas características determinan la elección de los

procesos y máquinas destinadas a convertirlas en hilo.

FINURA

Es decir, el espesor de la fibra es representada de diferentes maneras:

CLASIFICACIÓN DE LAS FIBRAS

TEXTILES

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LAS FIBRAS TEXTILES

CFP TEXTIL TECNICO INDUSTRIAL QUIMICA TEXTIL a. Por el título en denier o dtex. El título en denier se expresa por el peso en gramos en una

longitud de 9000 m. El título en dtex se expresa por el peso en gramos en una longitud de 10000

m

b. Por el diámetro expresado en micrones; 1 micrón = 1/ 1000 mm

DENSIDAD O PESO ESPECÍFICO

Es la relación del peso de un cierto volumen de materia igual al mismo volumen de agua a 4ºC

(gr/ cm3)

TENACIDAD O RESISTENCIA A LA RUPTURA

Se expresa en gr/ denier o en resistencia kilométrica (RKM), representa una longitud de fibra o

hilo en el cual el peso lleva a 1 ruptura, el RKM

FIBRAS NATURALES : ALGODÓN

La fibra de algodón recubre las semillas contenidas en la cápsula (fruto) del algodonero

(GOSSYPIUM). Las fibras están constituídas esencialmente por celulosa y recubiertas de una

cera. La superficie externa es lisa y el color natural varía el blanco, blanco-cremoso e incluso

pardo rojizo.

Formación de la fibra

La fibra de algodón está compuesta de una estructura unicelular durante su crecimiento.

A los primeros 25 días del inicio del proceso de formación de la fibra, la fibra crece a lo largo,

tomando una forma cilíndrica llena de protoplasma, formándose una primera capa cilíndrica, de

donde se inicia el crecimiento a lo ancho (variación del grosor de 15 micrones a 20 micrones)

Llegada la madurez el bulbo estalla y la nutrición de la fibra termina, lo cual hace que la fibra

pierda su estructura cilíndrica primitiva, presentando una forma plana y con cierta torsión en

forma de espiral.

1. Cutícula

Cera no celulosa, se encuentra contra la pared primaria desde el nacimiento de la fibra. Capa

delgada e hidrofóbica durante el crecimiento de la fibra. Protege al algodón contra la oxidación

y los rayos UV.

2. Pared Primaria

Es delgada, compuesta por materia celulosa y una pequeña cantidad de materia pectina, espesor

de 0.1 a 0.2 micrones y llega a tener un diámetro de fibra de 15 a 33 micrones.

Materia celulosa dispuesta bajo la forma de un fino filamento “fibrina” al exterior de la pared y

se disponen de materia paralela al eje de la fibra, hacia la parte interna se orienta de manera

perpendicular. Una vez formada la pared primaria, queda definido el diámetro final de la fibra.

3. Pared Secundaria Representa más del 90 del peso de la fibra, constituída de aproximadamente de más de 30 capas

sucesivas (30 días para llegar a su espesor final). Están dispuestas al interior de la pared

MORFOLOGÍA

CFP TEXTIL TECNICO INDUSTRIAL QUIMICA TEXTIL primaria, cada capa tiene un espesor de 0,2 a 0,3 micrones. Esta pared es importante para la

resistencia a la tracción.

4. Lumen

Canal contínuo que va desde la base de la fibra hasta la punta, está compuesta por protoplasma.

Algodón transgénico

Campo de algodón en el norte de Benin

Algunas compañías usan la ingeniería genética para alterar la naturaleza del algodón y que

resulte, por ejemplo, de distintos colores. Empresas multinacionales como Monsanto han

producido semillas de las que se obtienen distintos colores, especialmente el azul índigo que se

utiliza en la confección de los jeans.

En la Región Autónoma de Xinjiang (China) se han desarrollado plantas que entregan fibras de

colores rojo, verde, azul o negro.

Otras, en cambio, utilizan la biotecnología para generar fibras mucho más largas y resistentes

pero no gruesas. La empresa Natural Cotton Colors patentó, en 1990, dos variedades de

algodón de colores naturales: marrón (Coyote) y verde.

Pero no todas la variaciones genéticas de este cultivo apuntan a su coloración. Muchas de las

modificaciones buscan hacer que la planta sea más resistente a algunos tipos de plagas, como la

variedad Bt Cotton; o resistentes a los herbicidas como la variedad Roundup Ready, de

Monsanto, resistente al glifosato (Roundup).

A pesar de la resistencia al uso de transgénicos, ya en 1997 el 25% de las áreas sembradas con

este cultivo en los Estados Unidos correspondían a variedades genéticamente modificadas. Otro

de los grandes productores, la India, dio vía libre al cultivo transgénico en 2001.

Varios estudios demuestran que los cultivos de algodón transgénico no tienen un rendimiento

mayor que los del algodón convencional, una de las promesas de las compañías que desarrollan

variedades genéticamente modificadas. Tampoco reducen la cantidad de pesticidas químicos

necesarios para su cultivo, dándose casos en los que su uso se dispara, provocando otros

problemas como la aparición de variedades de hierbajos e insectos resistentes a los mismos.

La sociedad prehispánica mexicana de los Toltecas sabia como obtener algodón de diversos

colores (azul, turquesa, verde, naranja, rojo), aún no se sabe a ciencia cierta como lo obtenían,

pero se puede deber al uso de colorantes minerales con los que se regaban las plantas.

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Las fibras de algodón están constituídas por celulosa casi pura, además contienen también

especialmente en su superficie, otras sustancias como grasas y ceras, que le comunican cierta

impermeabilidad a la fibra, haciendo que el algodón en rama resista al mojado. La composición

química del algodón, en término medio, es la siguiente:

COMPONENTES PORCENTAJE

(%)

Celulosa pura 91,2

Agua 7,6

Materias nitrogenadas 0,6

Ceras y grasas 0,4

Materiales minerales (cenizas) 0,2

COMPORTAMIENTO DEL ALGODÓN EN EL AGUA

El agua no perjudica al algodón, ni aún la ebullición bajo la influencia del calor; por el

contrario, en estado húmedo, el algodón aumenta su resistencia hasta un 20% aproximadamente.

COMPORTAMIENTO DEL ALGODÓN EN EL CALOR

El algodón soporta durante largo tiempo temperaturas de hasta 160ºC por encima de esta

temperatura, comienza a amarillarse iniciándose su descomposición, y a los 240ºC ya se forman

gases, para acabar carbonizándose.

COMPORTAMIENTO DEL ALGODÓN EN LOS ÁCIDOS

Los ácidos inorgánicos concentrados disuelven el algodón, sobre todo en caliente, con más

rapidez. El ácido sulfúrico ( H2SO4), por ejemplo, en solución diluída al 1% momentáneamente

no ataca al algodón; pero si se deja secar con residuos de ácidos, la celulosa se convierte

lentamente en hidrocelulosa, con la consiguiente pérdida de su resistencia.

COMPORTAMIENTO DEL ALGODÓN EN LOS ÁLCALIS

En general los álcalis no atacan al algodón. Más bien con tratamientos sistemáticos se puede

mejorar el aspecto de la fibra, como por ejemplo, hilos y tejidos mercerizados con hidróxido de

sodio a 28ºBé – 30ºBé (NaOH).

COLORANTES APTOS

El algodón tiene afinidad tinto ria con varios tipos de colorantes; entre ellos citaremos los más

importantes: colorantes directos, colorantes sulfurosos, colorantes reactivos, colorantes tina, etc.

.

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA FIBRA

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PROPIEDADES QUÍMICAS