FIBRAS SINTETICAS: abril 2013

Poliacrilonitrilo

En 1843 Ferdinand Redtenbacher trató el óxido de acrinoleína con un óxido de plata acuoso y ácido acrílico isolatado. Posteriormente, Friedrich Beilstein produjo ácido acrílico mediante la destilación de ácidos hidroacrílicos en 1862. La investigación continuó con los esfuerzos de Edward Frankland, Duppon, Schneider, Richard Erlenmeyer, Engelhorn, Carpary y Tollens y quien compensó los esfuerzos fue el químico francés Charles Maureu quien descubrió el acrilonitrilo en 1893. Él demostró que era un nitrilo del ácido acrílico.

Durante la Primera Guerra Mundial, el acrilonitrilo fue puesto a trabajar en la manufactura del caucho sintético. Con la restauración del comercio después de la Guerra, el abastecimiento del caucho natural se incremento y lo hizo un sintético menos ventajoso, algunas compañías comenzaron a investigar otras aplicaciones del acrilonitrilo. La fibra sintética industrial fue una de las primeras opciones investigadas. Los desarrollos en las fibras de acrilonitrilo fueron obstaculizados hasta que los solventes apropiados fueron descubiertos, lo que permitió a las fibras ser formadas por hilado en seco o mojado.

En 1942, DuPont introdujo las fibras de poliacrilonitrilo bajo el nombre de Orlon, iniciando su producción a principios de 1950. El primer uso del copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), fue en la fabricación de equipaje ocurrido en 1948, patentándolo en el mismo año.

Características del poliacrilonitrilo

El poliacrilonitrilo (PAN) por si solo no presenta muchas aplicaciones, pero si se utiliza para hacer otro polímero, la fibra de carbono, y también interviene en la fabricación de otros copolímeros.

OBTENCION DEL ACRILONITRILO

El acrilonitrilo es producido en cantidades comerciales casi exclusivamente por un método desarrollado en fase vapor en el que se produce la oxidación del propileno y amoníaco con catalizadores.
catalizador

6C₃H₆ + 6NH₃ + 9O₂→ 6C₃H₃N + 18H₂O

propileno amoníaco oxígeno acrilonitrilo agua

El proceso comercial utiliza un reactor de lecho fluido en el cual el propileno el amoníaco y el aire se ponen en contacto con un catalizador sólido a una temperatura de 400 a 510 °C y una presión entre 0.5 y 2 atmósferas. Es un proceso de una sola pasada y por cada 1.1 Kg. de propileno se obtiene 1 Kg. de acrilonitrilo.

El efluente caliente que sale del reactor es dirigido a una torre de absorción en contracorriente donde se separa una solución de acrilonitrilo de gases N₂ (nitrógeno), CO (monóxido de carbono), CO₂ (dióxido de carbono) e Hidrocarburos que no reaccionaron. Los gases se hacen pasar por un incinerador para quemar el CO y los hidrocarburos.La solución que contiene acrilonitrilo es pasado a una columna de recuperación donde se obtiene una corriente de acrilonitrilo crudo que contiene también HCN (ácido cianhídrico). Del fondo de la columna se obtiene un efluente que en una segunda columna de recuperación se obtiene acetonitrilo y agua. En una última columna se separa el acrilonitrilo de impurezas.Como residuos del proceso se obtiene HCN el cual es usado principalmente en la manufactura de metil metacrilato y acetonitrilo el cual puede ser tratado para obtener un producto industrial utilizado como solvente.

Usos

prendas de vestir
cobertores
alfombras
sustituyente de la lana

Vistas microscópicas

Politetrafluoruro de etileno

Antecedentes

El teflón lo descubrió por accidente en 1939 el químico norteamericano Roy Plunkett siendo científico investigador de Kinetic Chemicals, empresa subsidiaria de DuPont, mientras trabajaba en la búsqueda de un nuevo gas refrigerante del tipo CFC (clorofluorocarbono o gas freón). El experimento salió mal y en lugar de un gas para uso en refrigeración lo que obtuvo fue un material blanco baboso que no se adhería a ninguna otra superficie. Un posterior análisis químico determinó que se trataba de politetrafluoretileno.

Al principio Plunkett no supo qué hacer con aquel material obtenido por casualidad, tal como ha sucedido con muchos otros inventos y descubrimientos a lo largo de la historia de la humanidad y que han sido después de gran utilidad para todos. En 1941 la empresa DuPont patentó el producto y en 1945 lo registró con el nombre comercial de Teflón. En 1946 la propia empresa DuPont comenzó a emplear el teflón en la fabricación de engranajes y otros elementos mecánicos autolubricados.

El politetrafluoroetileno es mejor conocido por el nombre comercial Teflon. Se utiliza para fabricar sartenes donde no se pegue la comida, y todo aquello que requiera de tales características. El PTFE también se utiliza para tratar alfombras y telas para hacerlas resistentes a las manchas. Y lo que es más, es también muy útil en aplicaciones médicas. Dado que el cuerpo humano raramente lo rechaza, puede ser utilizado para hacer piezas artificiales del cuerpo.El politetrafluoroetileno, o PTFE, está compuesto por una cadena carbonada, donde cada carbono está unido a dos átomos de flúor. Se lo representa generalmente como en la siguiente:

El flúor es un elemento muy “extraño”. Cuando forma parte de una molécula, no le agrada estar alrededor de otras moléculas, incluso cuando éstas contengan átomos de flúor. Menos aún cuando se trata de otras clases de moléculas. De modo que una molécula de PTFE, estando tan repleta de átomos de flúor como está, quisiera estar lo más alejada posible de otras moléculas. Por esta razón, las moléculas en la superficie de un trozo de PTFE rechazarán cualquier cosa que intente acercárseles. Esta es la razón por la cual nada se pega al PTFE.

El PTFE es algo más que evasivo. Es también útil porque no reacciona con nada. ¿Por qué? En primer lugar, ¡si rechaza todo, ninguna molécula puede acercarse para reaccionar con él!

El enlace entre el átomo de flúor y el átomo de carbono es realmente fuerte. Es tan estable que nada reacciona con él. Incluso cuando se calienta tanto como una sartén, ¡ni siquiera el oxígeno reacciona con él!

CARACTERÍSTICAS:Soporta temperaturas hasta 260°CEl plástico más resistente a la fricción
El plástico de mayor resistencia química conocido
Excelente aislante eléctrico
Apto para contactar con alimentos
Apto para uso dentro del cuerpo humano
Anti-stick: no se le pegotean productos

PROPIEDADES

Ensayo

Método

Unidades

Valores

Densidad

ASTM D792

g/cm³

2,14-2,18

Absorción de humedad:
-24 horas

ASTM D570

<0,01

Límite elástico

Resistencia a la tracción

ASTM D4745

N/mm²

Alargamiento a la rotura

ASTM D4745

>200

Dureza shore

ASTM D2240

shoreD

51-60

Resistencia a la compresión a 1% deformación

ASTM D695

N/mm²

4-5

Deformación bajo carga a temperatura ambiente durante 24 hs. a 13,7 N/mm²

ASTM D621

14-17

Punto de fusión

ASTM D3418

°C

327

Coeficiente de dilatación lineal térmica entre :25° y 100°C

ASTM D696

10-5/°C

12-13

Temperaturas de utilización admisibles:
en le aire , en contínuo
en frio

°C
°C

+260
-200

Resistencia a la llama-según ASTM
("índice de oxigeno")

ASTM D2863

>95

Rigidez dieléctrica sobre muestra de espesor 0,5 mm

ASTM D149

kV/mm

20-40

Constante dieléctrica

ASTM D150

1 MHz

2,1

Resistencia superficial

ASTM D257

ohm sq

>10¹⁸

Identificación a la llama

NO arde

No produce olor

Color de llama: NO quema , se deforma

No gotea

RESISTENCIA QUIMICA

Resistencia a Hidrocarburos	Excelente
Resistencia a ácidos débiles a temperatura ambiente	Excelente
Resistencia a álcalis débiles a temperatura ambiente	Excelente
Resistencia a productos químicos definidos	Resiste prácticamente a todos
Efecto de los rayos solares:	No lo afectan

APLICACIONES DEL PTFE

Materiales Arquitectónicos
Automóvil
Cableado
Utensilios de cocina (Recubrimientos sartenes)
Industrias farmacéuticas y Biotecnología
Válvulas de presión

Ventajas y desventajas del teflón en utensilios de cocina

Ventajas:

La mayor ventaja de las cazuelas, sartenes y otros utensilios de teflón es que no requieren, necesariamente, de ningún tipo de grasa para freír o cocinar los alimentos, así como lo fácil que resulta limpiarlas al finalizar la faena.

Desventajas:

Por otra parte, la mayor desventaja del uso de utensilios de teflón es que no se debe superar nunca los 260 ºC de temperatura (500 ºF) al utilizarlos para cocinar. Al freír carne en una sartén o cocinar en una cazuela por ningún motivo se debe descuidar que sobrepase esa temperatura. Lo más aconsejable entonces es cocinar o freír siempre los alimentos a fuego medio o a fuego lento y NUNCA PRECALENTAR VACÍOS esos utensilios, pues en cualquier descuido en uno o dos minutos pueden llegar a alcanzar o sobrepasar los 342 ºC de temperatura, punto de fusión medio donde el teflón comienza a liberar gases altamente nocivos para la salud.

Vistas microscopicas