Fibras de Alto Rendimiento

Las fibras de alto rendimiento son fibras químicas fabricadas para tener un comportamiento muy diferente al de las fibras convencionales. El destino de estas fibras es cubrir necesidades concretas que las fibras normales no pueden. Se trata de modificar algunas propiedades que tienen las fibras y que son la causa de su mal comportamiento en un aspecto determinado. En otros casos, se busca mejorar algunas de las propiedades de las fibras muy por encima de lo que se considera normal. Se pueden citar las fibras ultrarresistentes y las nuevas fibras inteligentes que se comportan de una manera u otra en función de las condiciones del entorno.

Fibras Ignífugas

Son aquellas fibras que, aunque arden con el aporte de una llama, oponen cierta resistencia a la propagación del fuego. La resistencia al fuego depende de la naturaleza del polímero, por lo que todas las fibras de naturaleza química orgánica se queman. Las únicas que no se queman son las fibras inorgánicas. La resistencia al fuego de los tejidos se puede mejorar sometiéndolos a un acabado ignífugo. Este acabado se basa, en la mayoría de los casos, en depositar sobre el tejido sales de metales pesados que generan el efecto ignífugo sobre la prenda. El efecto ignífugo irá disminuyendo con los lavados. Además, todas las fibras químicas se pueden transformar en ignífugas añadiendo a la masa de hilatura sustancias ignífugas. Pero, aunque como se ha dicho anteriormente, la naturaleza de la fibra con que está construido un tejido es el factor que más influye en su resistencia al fuego, también influyen otros factores como la densidad y el peso del tejido.

Índice Límite de Oxígeno (LOI): El LOI (Limit Oxygen Index) es una medida del comportamiento de la fibra a la llama. Corresponde al porcentaje mínimo de oxígeno ambiental necesario para que se mantenga la combustión. Hay que tener en cuenta que el LOI es una medida de la capacidad de la fibra para oponerse a la propagación del fuego, pero hay otros muchos factores, independientemente de la naturaleza de la fibra, que influyen en el comportamiento al fuego de un material textil.

Tipos de Fibras Ignífugas

• Polychal: Se obtienen por la adición de un polímero de policloruro de vinilo a una masa polimérica de alcohol de polivinilo. Se estira a continuación para formar fibrillas de policloruro dentro de la fibra principal, dando lugar a una fibra bicompuesta.
• Poliacrilato Reticulado: Esta fibra no tiene propiedades termoplásticas, ya que no funde, ni se reblandece, ni encoge por la acción del calor.
• Fenólica: Son las fibras que están constituidas por una resina denominada novolaca. Sus macromoléculas están unidas por enlaces covalentes (muy fuertes), lo que hace que la sustancia no funda al aportarle calor.

Aplicaciones de las Fibras Ignífugas

Se usan para fabricar artículos de lugares públicos y ropa laboral de protección, además de ropa de cama para colegios, cuarteles, etc.

Fibras Termorresistentes

Son aquellas fibras que, además de ser ignífugas, resisten la acción prolongada del calor por encima de los 200 ºC sin perder resistencia ni propiedades. Cuando se calientan demasiado, se carbonizan, pero no se funden en ningún momento. La termorresistencia de algunas fibras viene dada por la introducción de anillos aromáticos a la cadena del polímero.

Tipos de Fibras Termorresistentes

• Meta-Aramida: La fibra más conocida de este tipo es la denominada Nomex. Se puede exponer de forma prolongada a temperaturas de 240 ºC y breves periodos de 300 ºC.
• Poliimida: Tiene una buena resistencia a los ácidos y mala resistencia a los álcalis.
• Poli(amida-imida): Resiste una exposición prolongada a 250 ºC. Una de las fibras más conocidas es el Kermel.
• Polibenzimidazol: Tiene una buena resistencia a los reactivos químicos y es sensible a la degradación por acción de la luz. Soporta temperaturas prolongadas de 350 ºC y breves instantes a 600 ºC.

Aplicaciones de las Fibras Termorresistentes

Se usan para fabricar prendas de protección térmica, además de la creación de filtros industriales debido a su buena resistencia a altas temperaturas.

Fibras Conductoras

Las fibras textiles, debido a su constitución, no conducen la corriente eléctrica, por lo que las cargas no se disipan. Esta electricidad estática acumulada puede provocar incendios y explosiones cuando se produce la descarga. Además, puede provocar problemas en las máquinas industriales que trabajan con estas fibras. Para evitar estos inconvenientes, se les debe atribuir a estas fibras una capacidad conductora de la electricidad.

Tipos de Fibras Conductoras

• Fibras Metálicas: Se añade una pequeña cantidad de fibras metálicas para que consigan un efecto conductor y evitar este problema.
• Fibras de Carbono: Las fibras de carbono son menos conductoras que las fibras metálicas, pero añadidas a las fibras producen el mismo efecto conductor.
• Fibras Metalizadas: Son fibras convencionales recubiertas de una finísima capa metálica.
• Fibras con Aditivos Metálicos: También se pueden conseguir fibras conductoras añadiendo al polímero, antes de obtener la fibra, partículas conductoras.

Aplicaciones de las Fibras Conductoras

Estas fibras se utilizan para fabricar tejidos antiestáticos, es decir, que no acumulen electricidad estática. También para fabricar filtros y tejidos para salas de fabricación de materiales electrónicos o informáticos.

Fibras Hidrófilas

Todas las fibras naturales tienen una capacidad grande de absorber agua, mientras que las sintéticas tienen una capacidad baja. Esto hace que, para algunas aplicaciones, como la fabricación de toallas o albornoces, se necesiten usar fibras con gran absorción de agua. A día de hoy, aún no se ha creado ninguna fibra sintética que pueda desplazar al algodón.

Tipos de Fibras Hidrófilas

Se han conseguido fibras con gran absorción de agua aplicando el fenómeno físico de la capilaridad. Para ello, se crean fibras recubiertas de poros y capilares.

• Polibencimidazol: Tiene una elevada capacidad de absorción de humedad y las propiedades físicas de las fibras sintéticas, como son la resistencia a la tracción y a la abrasión elevada.

Aplicaciones de las Fibras Hidrófilas

Combinando las propiedades ignífugas, resistencia y durabilidad, las hacen muy apropiadas para ropa hospitalaria, pero no se utilizan debido a su alto coste.

Fibras Ultrarresistentes

En la actualidad, se dispone de fibras químicas que tienen una resistencia a la rotura por tracción muy superior a la de las fibras convencionales, superando en algunos casos la del acero, con la ventaja de que no se oxidan. Además, proporcionan una resistencia al corte muy superior a las convencionales.

Tipos de Fibras Ultrarresistentes

• Para-Aramida: Soporta exposiciones prolongadas a 240 ºC, posee una extraordinaria tenacidad de 200 cN/tex y una gran resistencia a los reactivos químicos. La más conocida es el Kévlar.

Aplicaciones de las Fibras Ultrarresistentes

Fabricación de chalecos antibalas, cables y tirantes de puentes, además de usarse en ropa de protección en trabajos con alto riesgo de corte con maquinaria.

Fibras Aislantes con Microcápsulas de Cambio de Fase

La capacidad de aislamiento depende del tipo de prenda; cuanto más grueso es un tejido, mayor es la capacidad de aislamiento. Además, hay que tener en cuenta que el aire es la sustancia que más aísla, y el aumento de la capacidad aislante se debe a que el aire queda ocluido entre las distintas capas del tejido. Desde hace tiempo, se dispone de las fibras huecas que realizan esta función de aumentar la capacidad aislante del tejido al que se le añade.

Tipos de Fibras Aislantes

• Fibras con Microcápsulas de Cambio de Fase: Son las llamadas PCM (Phase Change Material). Son esferas de 1 a 20 micras de diámetro y constan de una membrana resistente y un núcleo que está constituido por una parafina que posee la capacidad de cambiar de fase, es decir, de líquido a sólido y viceversa, en un rango de temperaturas. Cuando se calienta, la energía que llega se consume en fundir las cápsulas, mientras que cuando hace frío, las cápsulas desprenden energía cuando se solidifican. Así, se evita que la persona tenga esa sensación de frío, y lo mismo al aumentar la temperatura. Por lo tanto, hacen la función de refrigeración y de aislamiento. Estas microcápsulas se pueden introducir en las fibras durante su obtención, durante el proceso de hilatura o se pueden depositar en el tejido en forma de recubrimiento.

Aplicaciones de las Fibras Aislantes con Microcápsulas

Estas fibras se usan en prendas de protección contra el frío y en ropa hospitalaria para controlar la temperatura de los enfermos.

Fibras con Microcápsulas que Producen Cambio de Color

El efecto del cambio del color se produce por medio del cambio de fase del material que está encerrado en las microcápsulas. Se pueden añadir durante su fabricación o en el tejido en forma de recubrimiento.

Tipos de Fibras con Cambio de Color

• Fibras Termocrómicas: Son las fibras que cambian de color por el efecto de la temperatura.
• Fibras Solvatocrómicas: Son las fibras que cambian de color por efecto de la humedad.
• Fibras Fotocrómicas: Son las fibras que cambian de color por efecto de las radiaciones. Las más utilizadas son las sensibles a las radiaciones ultravioleta.

Membranas Porosas Resistentes al Agua

La resistencia al agua se puede conseguir en el acabado de los tejidos, ya que a cualquier tejido se le puede comunicar cierta resistencia a ser mojado por el agua, y las diversas condiciones que se pueden adoptar dependen del grado de resistencia que se quiere lograr. Si queremos una protección ligera, se recurre al acabado hidrófugo, donde su resistencia al agua es pequeña, pero mantiene intactas las propiedades y apariencia del tejido. Una mayor protección la da el acabado impermeable, pero modifica totalmente las propiedades y características del tejido, ya que cierra los poros del tejido y lo hace intranspirable, más pesado y menos flexible.

Tipos de Membranas

• Gore-Tex