Introducción

¿En que pensamos cuando decimos o escuchamos la palabra plástico? Hace cien años, al mencionar el término plástico, éste se podía entender como algo relativo a la reproducción de formas o las artes plásticas, la pintura, la escultura, el moldeado. En la actualidad, esta palabra se utiliza con mayor frecuencia y tiene un significado que implica no sólo arte, sino también tecnología y ciencia.

En la época actual resultaría difícil imaginar que alguno de los sectores de nuestra vida diaria, de la economía o de la técnica, pudiera prescindir de los plásticos. Sólo basta con observar a nuestro alrededor y analizar cuántos objetos son de plástico para visualizar la importancia económica que tienen estos materiales. Dicha importancia se refleja en los índices de crecimiento que, mantenidos a lo largo de algunos años desde principios de siglo, superan a casi todas las demás actividades industriales y grupos de materiales.

Este blog está integramente dedicado a los materiales plásticos, su constitución, obtención, procesabilidad, propiedades y transformación. Como así también sus usos y reutilización.

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Historia de las fibras artificiales y sintéticas

Introducción
Por miles de años, el uso de la fibra estaba limitado por las cualidades inherentes disponibles en el mundo natural. El algodón y el lino se arrugan por el uso y los lavados. La seda requiere un manejo delicado. La lana se contrae, era irritante al tacto, y era comida por las polillas. Luego, apenas un siglo atrás, el rayón (la primera fibra manufacturada) fue desarrollado. Los secretos de la química de la fibra para un sinnúmero de aplicaciones habían comenzado a emerger.
Las fibras manufacturadas ahora se usan en la ropa moderna, muebles para el hogar, la medicina, la aeronáutica, la energía, la industria, y más. Hoy en día se puede combinar, modificar y adaptar las fibras de manera mucho más allá de los límites de rendimiento de la fibra extraída del capullo del gusano de seda, que se cultiva en los campos o bien surgido a partir de la lana de los animales.

Los primeros intentos
El primer registro publicado de un intento de crear una fibra artificial se llevó a cabo en 1664. El naturalista inglés Robert Hooke sugirió la posibilidad de producir una fibra que sería "tan buena, o mejor" que la seda. Su objetivo seguiría siendo inalcanzable hasta más de dos siglos después.
La primera patente de "seda artificial" fue concedida en Inglaterra en 1855 por un químico suizo llamado Audemars. El disolvió la corteza fibrosa interior de un árbol de morera, modificándolo químicamente para producir celulosa. El formó hilos por inmersión de agujas en esta solución y atrayéndolos hacia fuera; pero nunca se le ocurrió a emular al gusano de seda extrudando el líquido de celulosa a través de un pequeño agujero.
A principios de la década de 1880, Sir Joseph W. Swan, un químico Inglés y electricista, fue impulsado a la acción por la nueva lámpara eléctrica incandescente de Thomas Edison. Él experimentó forzando un líquido similar a la solución de Audemars a través de orificios finos en un baño de coagulación. Sus fibras trabajaban como filamento de carbono, y ellos encontraron uso en la invención de Edison.
También se le ocurrió a Swan que su filamento se podría utilizar para hacer textiles. En 1885 expuso en Londres algunos tejidos de punto de su nueva fibra hechos por su esposa. Pero las lámparas eléctricas seguía siendo su principal interés, y pronto abandonó su trabajo en aplicaciones textiles.

Primera producción comercial
La primera producción a escala comercial de una fibra manufacturada fue alcanzado por el químico francés conde Hilaire de Chardonnet. En 1889, sus tejidos de "seda artificial" causaron sensación en la Exposición de París. Dos años más tarde se construyó la primera planta de rayón comercial en Besancon, Francia, y aseguró su fama como el "padre de la industria del rayón".
Varios intentos para producir "seda artificial" en los Estados Unidos se hicieron durante el 1900, pero ninguno fue un éxito comercial hasta que la American Viscose Company (Sociedad Americana de viscosa), formado por Samuel Courtaulds and Co. Ltd., comenzó la producción de su producción de rayón en 1910.
En 1893, Arthur D. Little de Boston, inventó otro producto celulósico (acetato) y lo desarrolló como una película. En 1910, Camille y Henry Dreyfus estaban haciendo films para cine de acetato y artículos de tocador en Basilea, Suiza. Durante la Primera Guerra Mundial, ellos construyeron una planta en Inglaterra para producir dope de acetato de celulosa para alas de los aviones y otros productos comerciales. Al entrar en la guerra, el gobierno de Estados Unidos invitó a los hermanos Dreyfus para construir una planta en Maryland para hacer el producto para los aviones de guerra estadounidenses. El primer tejido comercial utilizando el acetato en forma de fibra fueron desarrolladas por la empresa Celanese en 1924.
Mientras tanto, la producción de rayón en EE.UU. aumentó para satisfacer la demanda creciente. A mediados de la década de 1920, los fabricantes de textiles podrían comprar la fibra por la mitad del precio de la seda cruda. Así comenzó la conquista gradual de las fibras artificiales en el mercado estadounidense.

Nylon (la fibra milagrosa)
En septiembre de 1931, el químico estadounidense Wallace Carothers se informó sobre la investigación llevada a cabo en los laboratorios de la compañía DuPont de las "gigantes" moléculas llamadas polímeros. Se enfocó su trabajo en una fibra conocida simplemente como "66", una serie derivada de su estructura molecular. El nylon, la "fibra milagrosa", había nacido.
En 1938, Paul Schlack de la empresa IG Farben en Alemania, polimeriza caprolactama y creó una forma diferente del polímero, identificado simplemente como nylon "6".
El advenimiento del nylon creó una revolución en la industria de la fibra. El rayón y el acetato habían derivado de la celulosa de las plantas, pero el nylon fue sintetizado por completo de los productos petroquímicos. Esto estableció las bases para el posterior descubrimiento de todo un mundo nuevo de fibras manufacturadas.
DuPont comenzó la producción comercial de nylon en 1939. La primera prueba experimental del nylon fue utilizarlo como hilo de tela de paracaídas y en las medias de las mujeres. Las medias de nylon, se mostraron en febrero de 1939 en la Exposición de San Francisco teniendo una rápida acogida entre los consumidores.
Los Estados Unidos entraron en la Segunda Guerra Mundial en diciembre de 1941 y de la Junta de Producción de Guerra asigno toda la producción de nylon para uso militar.
Durante la guerra, el nylon reemplazo a la seda asiática en paracaídas. También ha encontrado uso en neumáticos, tiendas de campaña, cuerdas, ponchos y otros suministros militares, y aún se utiliza en la producción de un papel de alto grado para la moneda de EE.UU. Al comienzo de la guerra, el algodón era el rey de las fibras, lo que representa más del 80% de todas las fibras utilizadas. Las fibras de lana y las manufacturadas compartían el restante 20%. Para el final de la guerra en agosto de 1945, el algodón se situó en el 75% del mercado de la fibra. Las fibras manufacturadas se habían elevado a 15%.

La industria de la post-guerra
Después de la guerra, se convirtió la producción de nylon para usos civiles y cuando las primeras cantidades pequeñas de medias de nylon posguerra fueron anunciadas, miles de mujeres frenéticas se alinearon en grandes almacenes de Nueva York para comprarlas.
En la inmediata posguerra, la producción de la mayoría de nylon se utiliza para satisfacer esta enorme demanda reprimida de calcetería. Pero a finales de la década de 1940, también se utilizaba en las alfombras y la tapicería del automóvil. Al mismo tiempo, tres nuevas fibras manufacturadas genéricas comenzaron la producción. La empresa Dow Badische (hoy, BASF Corporation) introduce las fibras metalizadas, Union Carbide Corporation desarrolló las fibras modacrílicas, y Hércules, Inc. las fibras de olefina. Las fibras manufacturadas continuaron su crecimiento.
En la década de 1950, una nueva fibra, "acrílico", se añadió a la lista de nombres genéricos, como DuPont comenzó la producción de este producto símil lana.

Aparición del poliéster
Mientras tanto, el poliéster, se examinó por primera vez como parte de la investigación de Wallace Carothers, estaba atrayendo a un nuevo interés en la Asociación Calico Printers en Gran Bretaña. Allí, JT Dickson y JR Whinfield produjeron una fibra de poliéster mediante polimerización por condensación de etilenglicol con ácido tereftálico. DuPont posteriormente adquirió los derechos de patente para los Estados Unidos y la Imperial Chemical Industries para el resto del mundo.

Revolución Wash and Wear
En 1952, el término “wash and wear” (lavar y usar) fue acuñado para describir una nueva mezcla de algodón y acrílico. El término finalmente se aplicó a una amplia variedad de mezclas de fibras manufacturadas. La producción comercial de fibra de poliéster transformo la novedad "wash and wear" en una revolución en el rendimiento del producto textil. La comercialización de poliéster en 1953 fue acompañada por la introducción del triacetato. La mayoría de las fibras sintéticas básicas del siglo 20 ya había sido descubierta. Los consumidores de la década de 1960 y 1970 compraron ropa cada vez más, hechas con poliéster. Los tejidos se hicieron más resistentes y de color más permanente. Nuevos efectos de teñido se estaban logrando ofreciendo mayor comodidad y estilo.

Posibilidades infinitas
Las nuevas fibras revolucionarias fueron modificadas para ofrecer una mayor comodidad, resistencia a la llama, reducir el apego, la suciedad, lograr una mayor blancura, opacidad especial o brillo, capacidad de teñido más fácil y mejores cualidades de mezcla. Nuevas formas de fibra y espesores se introdujeron para satisfacer necesidades especiales. El Spandex, una fibra estirable y la aramida, una fibra resistente a alta temperatura, se introdujeron en el mercado.

Una nueva gama de usos para las fibras sintéticas vino con el establecimiento del programa espacial de los EE.UU. La industria proveyó la fibra especial para usos que van desde la ropa para los astronautas a los conos de ojiva de la nave espacial. Cuando Neil Armstrong dio "un pequeño paso para el hombre, un salto gigante para la humanidad" sobre la Luna el 20 de julio de 1969, su traje espacial lunar incluía varias capas de telas de nylon y aramida. La bandera que plantó estaba hecha de nylon.
Las toberas de escape de los dos grandes cohetes propulsores que levantan el transbordador espacial en órbita contienen 30.000 libras de rayón carbonizado. Materiales compuestos de fibra de carbono se utilizan como componentes estructurales en los últimos aviones comerciales, añadiendo resistencia y la reducción de peso y costes de combustible.

En la actualidad
Hoy en día, la innovación es el sello distintivo de la industria de fibras manufacturadas. Las fibras más numerosas y diversas que los encontradas en la naturaleza son ahora rutinariamente creadas en los laboratorios de la industria. Variantes de nylon, poliéster y olefina se utilizan para producir alfombras que pueden ser fácilmente lavadas, incluso 24 horas después de haber sido manchada. Spandex elástico y poliésteres símil seda lavables a máquina ocupan lugares sólidos en el mercado de prendas. Los mejores microfibras están rehaciendo el mundo de la moda.

Para usos industriales, las fibras manufacturadas implacablemente reemplazan a los materiales tradicionales; desde los pañales super-absorbentes hasta los materiales de construcción de trajes espaciales. También tienen lugar las telas no tejidos de fibras sintéticas cuyas aplicaciones se encuentran en batas quirúrgicas y la ropa desechable entre otros usos. Las telas no tejidas, rígidas como el papel o suaves y cómodas como el paño, se hacen sin tricotar o tejer.

Como siempre lo han hecho, las fibras manufacturadas seguirán significando, un mejor estilo de vida.

Tipos de fibras

Cronología de la producción comercial de algunas fibras

1889 - Celulosa regenerada

1890 - Rayón cupramonio

1892 - Rayón viscosa

1924 - Acetato

1930 - Acrilonitrilo

1936 - Vidrio

1939 - Nylon

1939 - Vinyon

1939 - Vinylon

1941 - Saran

1946 - Metálicas

1949 - Modacrílica

1949 - Olefinas

1950 - Acrílico

1953 - Poliéster

1959 - Spandex

1960 - Modal

1961 - Aramidas

1968 - Carbono

1972 - Aramidas

1979 - Dyneema/Spectra

1983 - PBI

1983 - Sulfar

1992 - Lyocell

2002 - PLA

Nota: pueden existir incongruencias en la cronología de la producción de fibras dependiendo la fuente.

Fuentes:
http://www.fibersource.com
http://www.woodheadpublishing.com
http://en.wikipedia.org
http://indumentariaymoda.com

Elastano (spandex)

Introducción

El spandex o elastano (en inglés elastane) es una fibra sintética conocida por su excepcional elasticidad. Es fuerte, pero menos duradero que su principal competidor no sintético, el látex natural. Se trata de un copolímero uretano-urea que fue inventado en 1959 por los químicos C.L. Sandquist y Joseph Shivers en Benger Laboratory de DuPont en Waynesboro, Virginia. Cuando se introdujo por primera vez, significó una revolución en muchos ámbitos de la industria textil.
El nombre de "spandex" es un anagrama del vocablo inglés "expands" (expandir). Es el nombre preferido en América del Norte; en Europa continental se denomina por variantes de "elastane", por ejemplo: Elasthanne (Francia), elastan (Alemania), elastano (España y Portugual), elastam (Italia) y Elasthaan (Holanda), y es conocido en el Reino Unido e Irlanda principalmente como Lycra. Los nombres del spandex incluida Lycra (hecho por la filial Koch Invista, previamente una parte de DuPont), Elaspan (también Invista), Acepora (Taekwang), Creora (Hyosung), ROICA y Dorlastan (Asahi Kasei), Linel (Fillattice), y ESPA (Toyobo).

Ropa y prendas de vestir confeccionadas con spandex y otras fibras

Historia
El desarrollo del spandex se inició durante la Segunda Guerra Mundial. En este tiempo, los químicos asumieron el reto de desarrollar sustitutos sintéticos para el caucho. Dos factores principales motivaron la investigación. En primer lugar, el esfuerzo de la guerra requería la mayor parte de la goma disponible para la construcción de equipos. En segundo lugar, el precio del caucho era inestable y había fluctuado frecuentemente. El desarrollo de una alternativa a la goma podría resolver ambos problemas.
Al principio, su objetivo era desarrollar una hebra durable elástica a base de polímeros sintéticos. En 1940, los primeros elastómeros de poliuretano fueron producidos. Estos polímeros producidos eran elásticos, los cuales eran una alternativa adecuada a la goma. Aproximadamente al mismo tiempo, los científicos de Du Pont produjeron los primeros polímeros de nylon. Estos tempranos polímeros de nylon eran duros y rígidos, por lo que los esfuerzos habían comenzado por hacerlos más elástica. Cuando los científicos descubrieron que otros poliuretanos podría convertirse en hilos finos, se decidió que estos materiales podían ser útiles en la fabricación de medias de nylon estirables o utilizarlos en la fabricación de prendas de vestir de peso ligero.
Las primeras fibras spandex se produjeron a nivel experimental por uno de los pioneros de la química de polímeros, Farbenfabriken Bayer, obteniendo una patente alemana para su síntesis en 1952. El desarrollo final de las fibras se trabajó de forma independiente por los científicos de Du Pont y de Rubber Company EE.UU. Du Pont usó el nombre de Lycra y comenzó la fabricación a gran escala en 1962. Es actualmente el líder mundial en la producción de fibras spandex.

Síntesis y estructura química
Una gran variedad de materias primas se utilizan para producir fibras spandex. Esto incluye prepolímeros que producen la columna vertebral de la fibra, estabilizantes que protegen la integridad del polímero, y colorantes.
Dos tipos de prepolímeros se hacen reaccionar para producir el polímero de la fibra spandex. Uno de ellos es un macroglicol flexible, mientras que el otro es un diisocianato rígido. El macro-glicol puede ser un poliéster, poliéter, policarbonato, policaprolactona o alguna combinación de estos. Estos son polímeros de cadena larga, que tienen grupos hidroxilo (-OH) en ambos extremos. La característica importante de estas moléculas es que son largas y flexibles. Esta parte de la fibra de spandex es responsable de su característica de estiramiento. El otro prepolímero que se utilice para producir spandex es un diisocianato polimérico. Este es un polímero de cadena más corta, que tiene un grupo isocianato (-NCO) en ambos extremos. La característica principal de esta molécula es su rigidez. En la fibra, esta molécula proporciona fuerza.
La estructura química del spandex es aproximadamente la siguiente:

Estructura química del spandex

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. 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.
Cuando los dos tipos de prepolímeros se mezclan entre sí, interactúan para formar las fibras de spandex. En esta reacción, los grupos hidroxilo (-OH) en los macroglicoles reaccionan con los isocianatos. Cada molécula se añade al final de otra molécula, y se forma un polímero de cadena larga. Esto se conoce como una polimerización por crecimiento en etapas o de adición. Para iniciar esta reacción, debe ser utilizado un catalizador tal como diazobiciclo(2.2.2)octano. Otras aminas de bajo peso molecular se añaden para controlar el peso molecular de las fibras.

Aditivos
Las fibras de spandex son vulnerables al daño de una variedad de fuentes, incluyendo calor, la luz, contaminantes atmosféricos y cloro. Por esta razón, se añaden estabilizantes para proteger las fibras. Los antioxidantes son un tipo de estabilizador.
Varios antioxidantes se añaden a las fibras, incluyendo fenoles impedidos monoméricos y poliméricos. Para proteger contra la degradación por luz, se añaden protectores contra los rayos ultravioleta (UV) tales como hidroxibenzotriazoles. Los compuestos que inhiben la decoloración de la fibra causada por los contaminantes atmosféricos son otro tipo de estabilizador añadido. Estos son típicamente compuestos con funcionalidad de amina terciaria, que pueden interactuar con los óxidos de nitrógeno en la contaminación del aire. Como el spandex se utiliza a menudo para trajes de baño, deben ser agregados aditivos fungicidas. Todos los estabilizadores que se añaden a las fibras de spandex están diseñados para ser resistentes a la exposición a disolventes ya que esto podría tener un efecto perjudicial sobre la fibra.
Las fibras de spandex son de color blanco. Por lo tanto, los colorantes se añaden para mejorar su apariencia estética. Típicamente se utilizan dispersantes y colorantes ácidos. Si las fibras de spandex se entretejen con otras fibras, tales como nylon o poliéster, métodos especiales de hilatura son necesarios.

Producción de fibras
Las fibras de spandex son producidos en cuatro formas diferentes: extrusión en estado fundido, hilado por reacción, hilatura en seco e hilado en húmedo. Todos estos métodos incluyen la etapa inicial de la reacción de monómeros para producir un prepolímero. Una vez que el prepolímero se forma, se hace reaccionar adicionalmente de diversas maneras y prolongado para hacer las fibras. El método de hilado seco se usa para producir más del 90% de fibras de spandex del mundo.

Proceso de hilatura en seco

Hilatura en seco
Paso 1: El primer paso es producir el prepolímero. Esto se hace mediante la mezcla de una macro glicol con un monómero diisocianato. Los dos compuestos se mezclan en un recipiente de reacción para producir un prepolímero. Una proporción típica de glicol - diisocianato es de 1:2.

Paso 2: El prepolímero se hace reaccionar adicionalmente con una cantidad igual de diamina. Esta reacción se conoce como reacción de extensión de cadena. La solución resultante se diluye con un disolvente para producir la solución de hilado. El disolvente ayuda a hacer la solución más delgada y una manipulación más fácil, y entonces puede ser bombeado a la célula de producción de fibra.

Paso 3: La solución de hilado se bombea en una célula cilíndrica hilatura donde se cura y se convierten en fibras. En esta celda, la solución de polímero se fuerza a través de una placa de metal llamada hilera o spinneret. Esto hace que la solución se alinee en hebras de polímero líquido. Como los hilos pasan a través de la célula, se calientan en presencia de un gas nitrógeno y disolvente. Este proceso hace que el polímero líquido reaccionar químicamente y formar hebras sólidas.

Paso 4: Cuando las fibras salen de la célula, una cantidad de hebras sólidas se agrupan para producir el espesor deseado. Cada fibra de spandex se compone de muchas pequeñas fibras individuales que se adhieren el uno al otro debido a la pegajosidad natural de su superficie.

Paso 5: Las fibras resultantes se tratan después con un agente de acabado que puede ser estearato de magnesio o de otro polímero poli(dimetil-siloxano). Este tratamiento evita la fusión de las fibras entre sí y ayuda en la fabricación de textiles. Las fibras son entonces transferidas a través de una serie de rodillos sobre un carrete. La velocidad de bobinado de todo el proceso puede estar alrededor de 300 a 500 millas (482,7 hasta 804,5 km) por minuto en función del espesor de las fibras.

Paso 6: Cuando los carretes están llenos de fibra, se colocan en el embalaje final y es enviado a los fabricantes de textiles. Aquí, las fibras pueden ser tejidas con otras fibras tales como algodón o nylon para producir la tela que se utiliza en la fabricación de ropa. Esta tela también puede ser teñida para producir el color deseado.

Carrete de spandex

Principales usos
El spandex se utiliza para la confección de ropa y prendas de vestir donde la elasticidad es deseable, generalmente para comodidad y ajuste, tales como: ropa deportiva, cinturones, cintas de sujetador, traje de baño competitivo, pantalones cortos de ciclista, cinturones de baile usado por los bailarines masculinos y otros, guantes, calcetería, polainas, artículos ortopédicos, pantalones de esquí, jeans ajustados, pantalones, minifaldas, ropa interior, prendas de compresión tales como corsetería y trajes de captura de movimiento, prendas con formas tales como copas del sujetador entre tantos otros usos.
Para la ropa, el spandex generalmente se mezcla con algodón o poliéster, y representa un pequeño porcentaje de la tela final, por lo tanto, el tejido final conserva la mayor parte de la apariencia de las otras fibras. Es de poco uso en ropa de hombre, pero frecuente en el de las mujeres. Se estima que un 80% de la ropa que se vende en los Estados Unidos contenía spandex en 2010.

Short (95% Algodón y 5% elastano)

Remera surf (88% poliamida y 12% elastano)

Media de compresión (20% Elastano y 80% Poliamida)

Soporte para talón (Algodón 76%, Elastano 15%, Poliamida 9%)

Fuentes:
http://www.madehow.com
Encyclopedia of Textiles. Jerde, Judith.
High Technology Fibers. Lewin, M. and J. Preston
http://www.freepatentsonline.com
http://pslc.ws
http://indumentariaymoda.com
http://www.quirutex.com
http://www.ortopediamedicenter.com.ar
http://adventureuniverse.wordpress.com
http://www.rubberimpex.com
http://www.mundoabuelo.com

Fibras poliméricas

Introducción

Una fibra polimérica es un polímero cuyas cadenas están extendidas en línea recta (o casi recta) una al lado de la otra a lo largo de un mismo eje, como se observa a continuación.

Disposición de las cadenas poliméricas en las fibras

Los polímeros ordenados en fibras, pueden ser hilados y usados como textiles. Las prendas de vestir, como así también las alfombras y sogas están hechas de fibras poliméricas. Algunos de los polímeros que pueden ser empleados como fibras son el polietileno, polipropileno, nylon, poliéster, kevlar y nomex, poliacrilonitrilo, la celulosa y los poliuretanos, entre otros.
Las fibras están siempre constituidas por polímeros dispuestos en cristales. Tienen que ser capaces de poder empaquetarse según un ordenamiento regular, a los efectos de alinearse en forma de fibras. De hecho, las fibras son cristales. Esto se demuestra observando detenidamente la forma en la que, por ejemplo, el nylon 6,6 se empaqueta formando fibras cristalinas.

Los enlaces por puente de hidrógeno y otras interacciones secundarias entre cadenas individuales, mantienen fuertemente unidas a las cadenas poliméricas. Esta interacción es tan elevada que las cadenas prácticamente no se deslizan una sobre otra. Esto significa que cuando se estiran las fibras de nylon, no se extienden mucho, si es que lo hacen. Lo cual explica por qué las fibras son ideales para emplearlas en hilos y sogas.
Si bien las fibras poseen elevada fuerza tensil, es decir que son resistentes cuando se las estira, por lo general tienen baja fuerza compresional, o sea, son débiles cuando se aprietan o se comprimen. Además, las fibras tienden a ser resistentes en una dirección, la dirección en la cual están orientadas. Si se las estira en ángulos rectos a la dirección de su orientación, tienden a debilitarse.

Fabricación de fibras
La mayoría fibras sintéticas y celulósicas manufacturadas son creados por extrusión, que en resumen es obligar a un fluido espeso y viscoso a través de los pequeños orificios de un dispositivo llamado spinneret (hilera o hilador) para formar filamentos continuos de polímero semisólido.
En su estado inicial, los polímeros formadores de fibras son sólidos y por lo tanto deben ser primero convertidos en un estado fluido para la extrusión. Esto se consigue normalmente por el trabajo mecánico del tornillo del extrusor y aporte de calor de las resistencias, si los polímeros son materiales sintéticos termoplásticos (es decir, se ablandan y se funden cuando se calientan), o por disolución en un disolvente adecuado si son no termoplásticos celulósicos. Si no pueden ser disueltos o fundidos directamente, deben ser tratados químicamente para formar derivados solubles o termoplásticos. Tecnologías recientes se han desarrollado para algunas fibras hechas de polímeros especiales que no se funden, se disuelven, o formar derivados adecuados. Para estos materiales, las moléculas pequeñas del fluido se mezclan y reaccionan para formar los polímeros de otro modo intratables en el proceso de extrusión.

Esquema de producción de fibras por hilado en fusión

El spinneret
Las hileras (spinneret) utilizados en la producción de la mayoría de las fibras manufacturadas son similares, en principio, a un cabezal de ducha del baño. Una hilera puede tener de uno a varios cientos de agujeros. Las aberturas pequeñas del spinneret son muy sensibles a las impurezas y la corrosión. La alimentación líquida o fluida hacia ellos deben ser cuidadosamente filtrada (no es una tarea fácil con materiales muy viscosos) y, en algunos casos, la hilera debe ser hecha de metales muy caros y resistentes a la corrosión. El mantenimiento es también un factor crítico, y las hileras deben ser retiradas y limpiadas con regularidad para evitar la obstrucción.

Spinneret

A medida que los filamentos salen de los orificios de la hilera, el polímero líquido se convierte primero en un estado gomoso y luego se solidifica. Este proceso de extrusión y la solidificación de filamentos continuos se llama hilado (no debe confundirse con la operación de textil del mismo nombre, donde las fibras cortadas en hilos cortos son retorcidos en hilo). Hay cuatro métodos de hilar filamentos de fibras manufacturadas:
Hilado en húmedo.
Hilado en seco.
Hilado por fusión.
Hilado en gel.

Hilado en húmedo
El hilado en húmedo es el proceso más antiguo. Se utiliza para sustancias formadoras de fibras que han sido disueltos en un disolvente. Los spinnerets están sumergidos en un baño químico y los filamentos que emergen precipitan de la solución y se solidifican.
Debido a que la solución es extruida directamente en el líquido de precipitación, este proceso para la fabricación de fibras se llama hilado en húmedo. Pueden ser producidas por este proceso las fibras acrílicas, rayón, aramida, modacrílicas y spandex.

Esquema de hilado en húmedo de fibra acrílica

Hilado en húmedo

Hilado en seco
El hilado en seco se utiliza también para sustancias formadores de fibras en solución. Sin embargo, en lugar de precipitar el polímero en dilución por reacción química, la solidificación se consigue mediante la evaporación del disolvente en una corriente de aire o gas inerte.
Los filamentos no entran en contacto con un líquido de precipitación, lo que elimina la necesidad de secado y facilitar la recuperación de disolventes. Este proceso puede ser utilizado para la producción de fibras de acetato, triacetato, acrílico, modacrílicas, PBI (Polibenzimidazol), spandex y Vinyon (policloruro de vinilo).

Esquema de hilado en seca de fibra acrílica

Hilatura por fusión
En la hilatura por fusión, la sustancia de formación de fibras se funde por extrusión a través de la hilera y luego directamente solidifica por enfriamiento. Las fibras de nylon (poliamida), olefinas, poliéster, Saran (copolímero de cloruro de vinilideno y cloruro de vinilo) y sulfar (polisulfuro de fenileno) se producen mediante este proceso.
Las fibras hiladas por fusión pueden ser extruidas de la hilera en diferentes formas de sección transversal (redondo, trilobular, pentagonal, octogonal, y otros) para brindar diversas propiedades y texturas a la fibra. Por ejemplo, las fibras en forma trilobal reflejan más la luz y dan un brillo atractivo para los textiles. Las fibras de forma pentagonal y huecas, cuando se utilizan en alfombras, muestran menos la tierra y la suciedad. Las fibras en forma octogonal ofrecen efectos libres de brillo. Las fibras huecas atrapan el aire, creando aislamiento y proporcionar características elevadas, iguales o mejor que el plumón.

Esquema de hilado por fusión de fibra poliéster

Fibra poliéster

Hilatura en gel
La hilatura en gel es un proceso especial utilizado para obtener fibras especiales con alta resistencia u otras propiedades. El polímero no se encuentra verdaderamente en un estado líquido durante la extrusión. Las cadenas de polímero no están completamente separadas como lo estarían en una verdadera solución, sino que están unidas entre sí en diversos puntos en forma de cristal líquido. Esto produce fuertes fuerzas de atracción entre las cadenas poliméricas en los filamentos resultantes que pueden aumentar significativamente la resistencia a la tracción de las fibras. Además, los cristales líquidos se alinean a lo largo del eje de la fibra por las fuerzas de cizallamiento durante la extrusión. Los filamentos emergen con un grado inusualmente alto de orientación, mejorando aún más la fuerza. El proceso también puede ser descrito como hilatura seco-húmeda, ya que los filamentos primero pasan a través de aire y luego se enfrían adicionalmente en un baño líquido. Algunas fibras de polietileno y de aramida de alta resistencia son producidas por hilatura en gel.

Estiramiento y Orientación
Mientras que las fibras extruidas se solidifica, o en algunos casos incluso después de que se han endurecido, los filamentos se pueden estirar para impartir resistencia. Al ser estiradas, las cadenas moleculares se juntan y orientan a lo largo del eje de la fibra, creando un hilo considerablemente más fuerte.

Por lo general el estirado de los filamentos se consigue pasándolos por rodillos que giran a diferentes velocidades. Primeramente los filamentos pasan por rodillos que los calientan hasta la temperatura de transición vítrea, para evitar la rotura de los mismos durante el estirado. Luego pasan por los rodillos de estirado y posteriormente por rodillos estabilizadores para evitar que se encojan nuevamente.

Medición de la fibra
Denier
El denier es la unidad de medida del Sistema Inglés de la densidad lineal de masa de fibras. Se define como la masa en gramos por cada 9.000 metros de fibra.
Se distingue entre denier de filamento y denier total. Ambos se definen como lo dicho en el párrafo anterior, pero el primero (conocido como Denier Por Filamento o D.P.F.), se refiere únicamente a un filamento de la fibra, mientras que el otro se refiere a una aglomeración de filamentos.
La siguiente relación se aplica a los filamentos unitarios:
D.P.F. = Denier Total / Cantidad de Filamentos Uniformes

El sistema denier de medición se usa para fibras de uno y dos filamentos. Algunos cálculos comunes son los siguientes: 1 denier = 1 gramo por 9.000 metros 1 denier = 0,05 gramos por 450 metros (1/20 del anterior)
- Una fibra generalmente se considera como microfibra si es de 1 denier o menos.
- Una fibra poliéster de 1 denier tiene un diámetro de alrededor de 10 micrómetros.
- El denier se usa como medida de densidad para medias, lo cual define su opacidad.

Tex
El Tex es otra unidad de medida utilizada para medir la densidad o la masa lineal de una fibra. Se define como la masa, expresada en gramos, por cada 1000 metros de fibra. El Tex se emplea habitualmente en Canadá y Europa, mientras que en Estados Unidos es más común el empleo del denier. La unidad más usada es en realidad el decitex (dtex) que es la masa en gramos por cada 10000 metros de fibra. Para medir objetos compuestos por múltiples fibras se utiliza a veces el término "filament tex", referido a la masa por cada 10000 metros de un único filamento.
El Tex se utiliza para medir el tamaño de las fibras en muchos productos, como por ejemplo, filtros de cigarrillos, cables ópticos, hilos y tejidos.
Se puede calcular el diámetro de un filamento a partir de su peso en dtex aplicando la siguiente fórmula:

ρ: es la densidad del material en g/cm³

El diámetro estará dado en centímetros.

Características
Tabla de principales características de diferentes fibras

Fibra	Resistencia	Denier	Resistencia a la abrasión	Resilencia	Resistencia al desgaste	Gravedad especifica
Algodón	Buena	3.0-5.0	Buena	Pobre	Excelente	1.54
Lino	Excelente	6.6-8.4	Mediana	Pobre	Excelente	1.52
Lana	Pobre	0.8-2.0	Mediana	Buena	Mediana	1.32
Seda	Buena	3.9-4.5	Mediana	Mediana	Buena	1.30
Rayón-viscosa	Mediana	0.7-6.0	Mediana	Pobre	Buena	1.54
Acetato	Pobre	0.8-1.5	Pobre	Pobre	Buena	1.32
Triacetato	Pobre	-	Pobre	Buena	Buena	1.30
Acrílico	Mediana	1.8-3.5	Pobre	Buena	Mediana	1.19
Vidrio	Excelente	6.0-7.0	Pobre	Excelente	Excelente	2.54
Nylon	Excelente	2.5-7.5	Excelente	Excelente	Pobre	1.14
Poliéster	Excelente	2.5-9.5	Excelente	Excelente	Pobre	1.38
Spandex	Pobre	0.6-0.9	Pobre	Excelente	Excelente	1.21

Fuentes:
http://es.wikipedia.org
http://pslc.ws

http://www.fibersource.com