Adaptado de la 3ra edición, Enciclopedia de Salud y Seguridad Ocupacional.
Las fibras sintéticas están hechas de polímeros que se han producido sintéticamente a partir de elementos o compuestos químicos desarrollados por la industria petroquímica. A diferencia de las fibras naturales (lana, algodón y seda), que se remontan a la antigüedad, las fibras sintéticas tienen una historia relativamente corta que se remonta a la perfección del proceso de viscosa en 1891 por Cross y Bevan, dos científicos británicos. Unos años más tarde, la producción de rayón comenzó de forma limitada y, a principios del siglo XX, se producía comercialmente. Desde entonces se ha desarrollado una gran variedad de fibras sintéticas, cada una diseñada con características especiales que la hacen apta para un determinado tipo de tejido, ya sea sola o en combinación con otras fibras. Hacer un seguimiento de ellos se dificulta por el hecho de que la misma fibra puede tener diferentes nombres comerciales en diferentes países.
Las fibras se fabrican forzando polímeros líquidos a través de los orificios de una hilera para producir un filamento continuo. El filamento se puede tejer directamente en tela o, para darle las características de las fibras naturales, se puede, por ejemplo, texturizar para agregar volumen, o se puede cortar en fibras e hilar.
Clases de Fibras Sintéticas
Las principales clases de fibras sintéticas utilizadas comercialmente incluyen:
- Poliamidas (nylons). Los nombres de las amidas poliméricas de cadena larga se distinguen por un número que indica el número de átomos de carbono en sus constituyentes químicos, considerándose en primer lugar la diamina. Así, el nailon original producido a partir de hexametilendiamina y ácido adípico se conoce en Estados Unidos y Reino Unido como nailon 66 o 6.6, ya que tanto la diamina como el ácido dibásico contienen 6 átomos de carbono. En Alemania se comercializa como Perlon T, en Italia como Nailon, en Suiza como Mylsuisse, en España como Anid y en Argentina como Ducilo.
- Poliésteres. Introducidos por primera vez en 1941, los poliésteres se fabrican mediante la reacción de etilenglicol con ácido tereftálico para formar un material plástico hecho de largas cadenas de moléculas, que se bombea en forma fundida desde hileras, lo que permite que el filamento se endurezca al aire frío. Sigue un proceso de dibujo o estiramiento. Los poliésteres se conocen, por ejemplo, como Terylene en el Reino Unido, Dacron en los Estados Unidos, Tergal en Francia, Terital y Wistel en Italia, Lavsan en la Federación Rusa y Tetoran en Japón.
- Polivinilos. El poliacrilonitrilo o fibra acrílica, producido por primera vez en 1948, es el miembro más importante de este grupo. Se conoce bajo una variedad de nombres comerciales: Acrilan y Orlon en los Estados Unidos, Crylor en Francia, Leacril y Velicren en Italia, Amanian en Polonia, Courtelle en el Reino Unido, etc.
- Poliolefinas. La fibra más común de este grupo, conocida como Courlene en el Reino Unido, se fabrica mediante un proceso similar al del nailon. El polímero fundido a 300 °C se fuerza a través de hileras y se enfría en aire o agua para formar el filamento. Luego se dibuja o se estira.
- polipropilenos. Este polímero, conocido como Hostalen en Alemania, Meraklon en Italia y Ulstron en el Reino Unido, se hila por fusión, se estira o estira y luego se recoce.
- Poliuretanos. Producidos por primera vez en 1943 como Perlon D por la reacción de 1,4 butanodiol con hexametilendiisocianato, los poliuretanos se han convertido en la base de un nuevo tipo de fibra altamente elástica llamada spandex. Estas fibras a veces se denominan elásticas o elastoméricas debido a su elasticidad similar a la del caucho. Se fabrican a partir de una goma de poliuretano lineal, que se cura mediante calentamiento a temperaturas y presiones muy altas para producir un poliuretano reticulado "vulcanizado" que se extruye como un monofilo. El hilo, muy utilizado en prendas que requieren elasticidad, se puede recubrir con rayón o nailon para mejorar su apariencia mientras que el hilo interior proporciona el “estiramiento”. Los hilos Spandex se conocen, por ejemplo, como Lycra, Vyrene y Glospan en los Estados Unidos y Spandrell en el Reino Unido.
Procesos especiales
Grapado
La seda es la única fibra natural que viene en un filamento continuo; otras fibras naturales vienen en longitudes cortas o "grapas". El algodón tiene una fibra de unos 2.6 cm, la lana de 6 a 10 cm y el lino de 30 a 50 cm. Los filamentos sintéticos continuos a veces se pasan a través de una máquina cortadora o grapadora para producir fibras cortas cortas como las fibras naturales. Luego se pueden volver a hilar en máquinas de hilar de algodón o lana para producir un acabado sin la apariencia vítrea de algunas fibras sintéticas. Durante la hilatura se pueden realizar combinaciones de fibras sintéticas y naturales o mezclas de fibras sintéticas.
engaste
Para dar a las fibras sintéticas el aspecto y el tacto de la lana, las fibras retorcidas y enredadas cortadas o grapadas se rizan mediante uno de varios métodos. Se pueden pasar a través de una máquina de engaste, en la que los rodillos acanalados calientes imparten un engaste permanente. El rizado también se puede realizar químicamente, controlando la coagulación del filamento para producir una fibra con una sección transversal asimétrica (es decir, con un lado de piel gruesa y el otro delgado). Cuando esta fibra está mojada, el lado grueso tiende a encresparse, produciendo un rizado. Para hacer hilo ondulado, conocido en los Estados Unidos como hilo sin torsión, el hilo sintético se teje en una tela, se fija y luego se enrolla desde la tela por rebobinado. El método más nuevo pasa dos hilos de nailon a través de un calentador, que eleva su temperatura a 180 °C y luego los pasa a través de un eje giratorio de alta velocidad para impartir el engarce. Los ejes de la primera máquina funcionaban a 60,000 revoluciones por minuto (rpm), pero los modelos más nuevos tienen velocidades del orden de 1.5 millones de rpm.
Fibras Sintéticas para Ropa de Trabajo
La resistencia química de la tela de poliéster hace que la tela sea especialmente adecuada para ropa de protección para operaciones de manipulación de ácidos. Los tejidos de poliolefina son adecuados para la protección contra exposiciones prolongadas tanto a ácidos como a álcalis. El nailon resistente a altas temperaturas se adapta bien a la ropa para proteger contra el fuego y el calor; tiene buena resistencia a temperatura ambiente a solventes como benceno, acetona, tricloroetileno y tetracloruro de carbono. La resistencia de ciertos tejidos de propileno a una amplia gama de sustancias corrosivas los hace adecuados para ropa de trabajo y laboratorio.
El peso ligero de estos tejidos sintéticos los hace preferibles a los tejidos pesados recubiertos de goma o plástico que, de otro modo, serían necesarios para una protección comparable. También son mucho más cómodos de usar en ambientes cálidos y húmedos. Al seleccionar ropa protectora hecha de fibras sintéticas, se debe tener cuidado para determinar el nombre genérico de la fibra y verificar propiedades como la contracción; sensibilidad a la luz, agentes de limpieza en seco y detergentes; resistencia al aceite, productos químicos corrosivos y solventes comunes; resistencia al calor; y susceptibilidad a la carga electrostática.
Riesgos y su prevención
Accidentes
Además de una buena limpieza, lo que significa mantener los pisos y los pasillos limpios y secos para minimizar resbalones y caídas (las tinas deben ser a prueba de fugas y, cuando sea posible, tener deflectores para contener las salpicaduras), las máquinas, las correas de transmisión, las poleas y los ejes deben estar debidamente protegidos. . Las máquinas para operaciones de hilado, cardado, bobinado y urdido deben estar cercadas para evitar que los materiales y las piezas salgan volando y para evitar que las manos de los trabajadores entren en las zonas peligrosas. Los dispositivos de bloqueo deben estar en su lugar para evitar el reinicio de las máquinas mientras se limpian o reparan.
Fuego y explosión
La industria de las fibras sintéticas utiliza grandes cantidades de materiales tóxicos e inflamables. Las instalaciones de almacenamiento de sustancias inflamables deben estar al aire libre o en una estructura especial resistente al fuego, y deben estar encerradas en diques o diques para localizar derrames. La automatización de la entrega de sustancias tóxicas e inflamables mediante un sistema bien mantenido de bombas y tuberías reducirá el peligro de mover y vaciar contenedores. El equipo y la ropa apropiados para combatir incendios deben estar fácilmente disponibles y los trabajadores capacitados en su uso a través de simulacros periódicos, preferiblemente realizados en conjunto con o bajo la observación de las autoridades locales de extinción de incendios.
A medida que los filamentos salen de las hileras para ser secados al aire o mediante hilatura, se liberan grandes cantidades de vapores de disolvente. Estos constituyen un riesgo considerable de toxicidad y explosión y deben ser eliminados por LEV. Su concentración debe ser monitoreada para asegurarse de que permanezca por debajo de los límites explosivos del solvente. Los vapores agotados pueden destilarse y recuperarse para su uso posterior o pueden quemarse; bajo ningún concepto deben liberarse a la atmósfera ambiental general.
Cuando se utilicen disolventes inflamables, debería prohibirse fumar y eliminarse las luces abiertas, las llamas y las chispas. El equipo eléctrico debe ser de construcción certificada a prueba de llamas, y las máquinas deben estar conectadas a tierra para evitar la acumulación de electricidad estática, que podría provocar chispas catastróficas.
Peligros tóxicos
Las exposiciones a disolventes y productos químicos potencialmente tóxicos deben mantenerse por debajo de las concentraciones máximas permisibles correspondientes mediante LEV adecuados. El equipo de protección respiratoria debe estar disponible para uso de las cuadrillas de mantenimiento y reparación y de los trabajadores encargados de responder a emergencias causadas por fugas, derrames y/o incendios.