Quarta-feira, 30 Março 2011 02: 23

Fibras sintéticas

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Adaptado da 3ª edição, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety.

As fibras sintéticas são feitas de polímeros que foram produzidos sinteticamente a partir de elementos químicos ou compostos desenvolvidos pela indústria petroquímica. Ao contrário das fibras naturais (lã, algodão e seda), que remontam à antiguidade, as fibras sintéticas têm uma história relativamente curta, que remonta ao aperfeiçoamento do processo de viscose em 1891 por Cross e Bevan, dois cientistas britânicos. Alguns anos depois, a produção de rayon começou de forma limitada e, no início dos anos 1900, estava sendo produzida comercialmente. Desde então, uma grande variedade de fibras sintéticas foi desenvolvida, cada uma projetada com características especiais que a tornam adequada para um determinado tipo de tecido, isoladamente ou em combinação com outras fibras. Acompanhá-los é dificultado pelo fato de que a mesma fibra pode ter diferentes nomes comerciais em diferentes países.

As fibras são feitas forçando polímeros líquidos através dos orifícios de uma fieira para produzir um filamento contínuo. O filamento pode ser tecido diretamente em tecido ou, para dar-lhe as características de fibras naturais, pode, por exemplo, ser texturizado para aumentar o volume, ou pode ser cortado em fibras e fiado.

Classes de Fibras Sintéticas

As principais classes de fibras sintéticas usadas comercialmente incluem:

  • Poliamidas (nylons). Os nomes das amidas poliméricas de cadeia longa são distinguidos por um número que indica o número de átomos de carbono em seus constituintes químicos, sendo a diamina considerada em primeiro lugar. Assim, o nylon original produzido a partir da hexametilenodiamina e do ácido adípico é conhecido nos Estados Unidos e no Reino Unido como nylon 66 ou 6.6, pois tanto a diamina quanto o ácido dibásico contêm 6 átomos de carbono. Na Alemanha é comercializado como Perlon T, na Itália como Nailon, na Suíça como Mylsuisse, na Espanha como Anid e na Argentina como Ducilo.
  • Poliéster. Introduzidos pela primeira vez em 1941, os poliésteres são feitos pela reação do etilenoglicol com ácido tereftálico para formar um material plástico feito de longas cadeias de moléculas, que é bombeado em forma fundida de fiandeiras, permitindo que o filamento endureça no ar frio. Segue-se um processo de desenho ou alongamento. Os poliésteres são conhecidos, por exemplo, como Terylene no Reino Unido, Dacron nos Estados Unidos, Tergal na França, Terital e Wistel na Itália, Lavsan na Federação Russa e Tetoran no Japão.
  • Polivinil. A poliacrilonitrila ou fibra acrílica, produzida pela primeira vez em 1948, é o membro mais importante desse grupo. É conhecido sob uma variedade de nomes comerciais: Acrilan e Orlon nos Estados Unidos, Crylor na França, Leacril e Velicren na Itália, Amanian na Polônia, Courtelle no Reino Unido e assim por diante.
  • Poliolefinas. A fibra mais comum desse grupo, conhecida como Courlene no Reino Unido, é produzida por um processo semelhante ao do nylon. O polímero fundido a 300 °C é forçado através de fiandeiras e resfriado em ar ou água para formar o filamento. Em seguida, é desenhado ou esticado.
  • Polipropilenos. Este polímero, conhecido como Hostalen na Alemanha, Meraklon na Itália e Ulstron no Reino Unido, é fiado por fusão, esticado ou estirado e depois recozido.
  • Poliuretanos. Produzidos pela primeira vez em 1943 como Perlon D pela reação de 1,4 butanodiol com diisocianato de hexametileno, os poliuretanos tornaram-se a base de um novo tipo de fibra altamente elástica chamada spandex. Essas fibras às vezes são chamadas de snap-back ou elastoméricas devido à sua elasticidade semelhante à borracha. Eles são fabricados a partir de uma goma de poliuretano linear, que é curada por aquecimento a temperaturas e pressões muito altas para produzir um poliuretano reticulado “vulcanizado” que é extrudado como um monofil. O fio, muito utilizado em peças de vestuário que exigem elasticidade, pode ser coberto por rayon ou nylon para melhorar sua aparência, enquanto o fio interno proporciona o “stretch”. Os fios Spandex são conhecidos, por exemplo, como Lycra, Vyrene e Glospan nos Estados Unidos e Spandrell no Reino Unido.

 

Processos Especiais

Grampeamento

A seda é a única fibra natural que vem em um filamento contínuo; outras fibras naturais vêm em comprimentos curtos ou “grampos”. O algodão tem uma fibra de cerca de 2.6 cm, a lã de 6 a 10 cm e o linho de 30 a 50 cm. Os filamentos sintéticos contínuos às vezes passam por uma máquina de corte ou grampeador para produzir fibras curtas como as fibras naturais. Eles podem então ser fiados novamente em máquinas de fiar algodão ou lã para produzir um acabamento livre da aparência vítrea de algumas fibras sintéticas. Durante a fiação, podem ser feitas combinações de fibras sintéticas e naturais ou misturas de fibras sintéticas.

Crimping

Para dar às fibras sintéticas a aparência e o toque da lã, o corte torcido e emaranhado ou as fibras grampeadas são frisadas por um dos vários métodos. Eles podem ser passados ​​por uma máquina de crimpagem, na qual rolos canelados quentes conferem uma crimpagem permanente. A cravação também pode ser feita quimicamente, controlando a coagulação do filamento de modo a produzir uma fibra com seção transversal assimétrica (ou seja, um lado sendo grosso e o outro fino). Quando esta fibra está molhada, o lado grosso tende a enrolar, produzindo uma ondulação. Para fazer fio enrugado, conhecido nos Estados Unidos como fio sem torque, o fio sintético é tricotado em um tecido, ajustado e depois enrolado a partir do tecido por retrocesso. O método mais novo passa dois fios de náilon por um aquecedor, que aumenta sua temperatura para 180 °C e depois os passa por um fuso giratório de alta velocidade para transmitir a crimpagem. Os fusos da primeira máquina rodavam a 60,000 rotações por minuto (rpm), mas os modelos mais novos têm velocidades da ordem de 1.5 milhão de rpm.

Fibras Sintéticas para Roupas de Trabalho

A resistência química do tecido de poliéster torna o tecido particularmente adequado para roupas de proteção para operações de manuseio de ácidos. Os tecidos de poliolefina são adequados para proteção contra longas exposições a ácidos e álcalis. O nylon resistente a altas temperaturas é bem adaptado para roupas para proteção contra fogo e calor; tem boa resistência à temperatura ambiente a solventes como benzeno, acetona, tricloroetileno e tetracloreto de carbono. A resistência de certos tecidos de propileno a uma ampla gama de substâncias corrosivas os torna adequados para roupas de trabalho e de laboratório.

O peso leve desses tecidos sintéticos os torna preferíveis aos tecidos pesados ​​emborrachados ou revestidos de plástico que, de outra forma, seriam necessários para proteção comparável. Eles também são muito mais confortáveis ​​de usar em ambientes quentes e úmidos. Ao selecionar roupas de proteção feitas de fibras sintéticas, deve-se tomar cuidado para determinar o nome genérico da fibra e verificar propriedades como encolhimento; sensibilidade à luz, agentes de limpeza a seco e detergentes; resistência a óleo, produtos químicos corrosivos e solventes comuns; resistência ao calor; e suscetibilidade à carga eletrostática.

Perigos e sua prevenção

Acidentes

Além de uma boa limpeza, que significa manter pisos e passagens limpos e secos para minimizar escorregões e quedas (as cubas devem ser à prova de vazamentos e, quando possível, ter defletores para conter respingos), máquinas, correias de transmissão, polias e eixos devem ser devidamente protegidos . Máquinas para operações de fiação, cardagem, bobinagem e urdidura devem ser cercadas para evitar que materiais e peças sejam lançados e para evitar que as mãos dos trabalhadores entrem em zonas perigosas. Os dispositivos de bloqueio devem estar instalados para evitar a reinicialização das máquinas durante a limpeza ou manutenção.

Incêndio e Explosão

A indústria de fibras sintéticas utiliza grandes quantidades de materiais tóxicos e inflamáveis. As instalações de armazenamento de substâncias inflamáveis ​​devem estar ao ar livre ou em uma estrutura especial resistente ao fogo, e devem ser fechadas em diques ou diques para localizar derramamentos. A automação da entrega de substâncias tóxicas e inflamáveis ​​por um sistema bem conservado de bombas e tubulações reduzirá o risco de movimentação e esvaziamento de contêineres. Equipamentos e roupas de combate a incêndios apropriados devem estar prontamente disponíveis e os trabalhadores devem ser treinados em seu uso por meio de exercícios periódicos, preferencialmente conduzidos em conjunto ou sob a observação das autoridades locais de combate a incêndios.

À medida que os filamentos saem das fiandeiras para serem secos ao ar ou por meio de fiação, são liberadas grandes quantidades de vapores de solvente. Estes constituem um risco tóxico e de explosão considerável e devem ser removidos pela LEV. Sua concentração deve ser monitorada para garantir que permaneça abaixo dos limites explosivos do solvente. Os vapores expelidos podem ser destilados e recuperados para uso posterior ou podem ser queimados; em hipótese alguma devem ser liberados na atmosfera ambiental geral.

Onde forem usados ​​solventes inflamáveis, fumar deve ser proibido e luzes abertas, chamas e faíscas devem ser eliminadas. O equipamento elétrico deve ser de construção certificada à prova de chamas e as máquinas devem ser aterradas para evitar o acúmulo de eletricidade estática, que pode levar a faíscas catastróficas.

Perigos tóxicos

As exposições a solventes e produtos químicos potencialmente tóxicos devem ser mantidas abaixo das concentrações máximas permitidas relevantes por LEV adequado. O equipamento de proteção respiratória deve estar disponível para uso pelas equipes de manutenção e reparo e pelos trabalhadores encarregados de responder a emergências causadas por vazamentos, derramamentos e/ou incêndios.

 

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