Obtención de las fibras sintéticas
Hilatura de las fibras
Se requirieron muchos años para elaborar las primeras soluciones para la hilatura y diseñar equipo que las convirtiera en filamentos. Las primeras soluciones se fabricaron tratando de celulosa para que se pudiera disolver en ciertas substancias. Pero hasta la de cada de 1920 y 1930 se supo construir moléculas de cadena larga a partir de substancias simples.
Todos los procesos de hilatura de fibras artificiales se asan en tres etapas:
1. Preparar una solución viscosa tipo jarabe
2. Extruir esta solución a través de una hilera o tobera para formar una fibra
3. Solidificar la fibra por coagulación, evaporación o enfriamiento
La materia prima puede ser un producto natural como la celulosa o una proteína, o pueden ser compuestos químicos que se sintetizan formando resinas. Estas materias primas se constituyen en solucione disolviéndolas con algunos compuestos o fundiéndolas. La solución se conoce como solución de hilatura o pasta hilable.
La extrusión es una parte muy importante del proceso de hilatura. A través de los pequeños orificios de una hilera o tobera.
Una hilera es una boquilla pequeña, semejante a un dedal. El rayón se hila a través de una tobera de platino. Uno de los pocos metales que soportaran la acción de los ácidos y álcalis. El acetato y otras fibras se extruyen a través de hileras de acero inoxidable. Las hileras son costosas, su precio es de hasta mil dólares cada una. La fabricación de los pequeños orificios es la parte crítica del proceso. Se utilizan instrumentos muy finos del grueso de un cabello y rayos laser. Cada orificio en la hilera forma una fibra. Los cables de filamentos se hilan en hileras de 350 orificios o menos. Estas fibras juntas constituyen un hilo de filamento. El cable de filamentos es una cuerda sin torcer formada por miles de fibras. Esta cuerda se obtiene juntando las fibras de 100 o más hileras de cada una de las cuales tiene hasta 3,000 orificios. Esta cuerda larga de fibras se ondula y entonces queda listo para obtener fibras cortas dándoles la longitud deseada.
Hilatura por fusión
El proceso de hilatura por fusión consiste en hacer pasar la mezcla fundida del nylon a través de los orificios de una placa caliente de acero inoxidable que constituye la hilera. La fibra al hacer contacto con el aire, se endurece y luego se enrolla en una bobina. Las moléculas de la fibra están en una distribución desordenada y doblada así que el filamento debe estirarse para obtener las propiedades deseadas de en la fibra como resistencia, flexibilidad, dureza y elasticidad. El estirado alinea las moléculas colocándolas paralelas entre si y acercándolas. También se reduce el tamaño de la fibra. La cantidad de estirado, determina la disminución en tamaño de la fibra y el aumento en resistencia y varía de acuerdo al uso que se le quiera dar
ACRILICO, la sustancia con la que se elabora la fibra acrílica y donde se deriva su nombre obtuvo por primea vez en Alemania 1983. Algunas fibras acrílicas se hilan en seco, con disolventes y otras se hilan en húmedo. En la hilatura con disolventes los polímeros se disuelven en un en un material adecuado, como dimetilformamida, la extrusión se hace en aire caliente se salifican por evaporación del disolvente. Después de la hilatura, las fibras se estiran en caliente a tres o diez veces su longitud original, se ondulan, se cortan y se comercializan como fibra corta o cable de filamentos continuos. En la hilatura en húmedo, el polímero se disuelve en un disolvente, la extrusión se efectúa en un baño coagulante, se seca, se ondula y recoge en forma de cable de filamentos continuos para usarlo en el proceso de voluminizado o se corta en fibras y se embala. El acrilonitrilo es relativamente barato, pero los disolventes son costosos, por lo que la hilatura es mas cara que otras fibras sintéticas.