¿QUÉ ES LA FIBRA MODIFICADA?
La fibra modificada, también conocida como fibra funcional, se refiere a un producto derivado de métodos químicos o físicos para mejorar algunas propiedades de las variedades convencionales de fibra química (como la higroscopicidad, el teñido, la antiestática, la retención de llama, etc.). Es el término general utilizado para una serie de nuevas fibras funcionales. Esto es similar a la modificación habitual del caucho, la modificación del plástico, etc.
Generalmente, la ropa que la gente usa está tejida con fibras, y las materias primas pueden ser materiales naturales o sintéticos; sin embargo, el estado de las materias primas no es necesariamente perfecto, por ejemplo, podrían no teñirse bien, por lo que es necesario transformarlas mediante una serie de métodos para que la fibra sea más adecuada para su uso, lo cual constituye la aplicación más común de la modificación de fibras en la vida cotidiana. Los métodos tradicionales de modificación incluyen un método químico y un método físico, y en los últimos años también se ha desarrollado un método biológico.
El objetivo principal de la modificación de fibras sintéticas es otorgarles las propiedades de las fibras naturales o satisfacer las necesidades de características especiales, como alta resistencia, alto módulo, alta elasticidad, resistencia al calor y diversas funciones específicas. En términos sencillos, se trata de agregar puntos de habilidad a las fibras.
Para ello, es necesario contar con una comprensión sistemática y profunda de la relación entre la estructura y las propiedades de las fibras naturales y las fibras sintéticas. Sin embargo, imitar a las fibras naturales no consiste simplemente en reproducir su estructura tisular, sino, más importante aún, en simular las funciones de las fibras naturales mediante la modificación de sus propiedades. Ahora bien, debido a la compleja relación existente entre la estructura y las propiedades de las fibras, cuando se emplea un determinado método para mejorar una propiedad específica, inevitablemente se producirán cambios en otras propiedades. Por ejemplo, cuando se utiliza la copolimerización para mejorar la higroscopicidad o la teñibilidad de las fibras sintéticas hidrófobas, esto suele ir acompañado de una disminución del punto de fusión o una reducción en la resistencia. Por lo tanto, es esencial evitar que las valiosas propiedades de las fibras se vean afectadas indebidamente por la modificación. Debe lograrse un equilibrio integral o un "efecto aditivo" entre los efectos contradictorios, de modo que el material fibroso pueda obtener un mayor valor de uso y aplicaciones más amplias.
Métodos comunes de modificación de fibras
Método físico
La modificación física suele utilizar diversos métodos y medios físicos para mejorar las propiedades de las fibras, al cambiar la estructura agregada, la estructura morfológica y los componentes superficiales de las fibras sin alterar la estructura principal de las macromoléculas del polímero formador de fibras. La formación de fibras cerámicas y fibras metálicas, así como la transformación de la estructura de fase cristalina, generalmente están relacionadas con la regulación de los métodos de hilado en estado fundido y sinterización, que son resultados de métodos físicos de modificación y procesamiento.
Método biológico
Este es un nuevo método de modificación que ha surgido solo en los últimos años. Utiliza biotecnología, como la ingeniería genética y la biosíntesis, lo que no solo puede aumentar la manera de modificar productos fibrosos y mejorar las propiedades de las fibras existentes, sino también crear algunas "biofibras" completamente nuevas. Este es la síntesis de la química y la biología. Estado de desarrollo de nuevos materiales textiles funcionales en mi país.
Método químico
La modificación química de polímeros es un tipo de método de modificación que cambia los tipos de átomos o grupos originales de las macromoléculas y sus métodos de enlace mediante reacciones químicas de los polímeros. Después de la modificación química, se altera la estructura química de las macromoléculas existentes, mejorando así las propiedades de las fibras o dotándolas de nuevas propiedades. El efecto de la modificación química es duradero, pero el cambio en la estructura química también provocará ciertos cambios estructurales hasta cierto punto, lo que llevará a modificaciones en una serie de propiedades de las fibras.
En la actualidad, los materiales de fibra funcional de mi país han alcanzado el nivel avanzado internacional, lo cual se caracteriza por la multifuncionalidad y el alto desempeño de las fibras convencionales, contando además con funciones como retardante de llama, antibacteriano y antiestático. Ejemplos incluyen la fibra discontinua viscosa retardante de llama silicio-nitrógeno, la fibra preoxidada de poliacrilonitrilo, el poliéster retardante de llama, el nylon retardante de llama, la fibra compuesta conductora de poliéster-nylon, la fibra conductora de meta-aramida, la fibra ecológica antibacteriana de nano-poliamida 6 con cobre-carbono, la fibra ecológica antibacteriana de ácido poliláctico, así como las fibras ecológicas antibacterianas de poliéster reciclado ultrafino y denier poroso. Estas fibras se utilizan principalmente en uniformes militares especiales y uniformes para bomberos, materiales interiores de aeronaves y trenes de alta velocidad, textiles de gama alta, materiales de higiene médica, entre otros campos.
Al mismo tiempo, "Hecho en China 2025" propone el desarrollo de nuevos materiales, materiales biomédicos de alto valor, conservación de energía y protección ambiental, reciclaje de recursos, indumentaria de moda, textiles para el hogar de gama media a alta, textiles industriales, y otros contenidos importantes, así como el desarrollo de equipos aeroespaciales, equipos marinos y equipos para energía eólica, materiales clave para vehículos de nueva energía, entre otros.
Tipos comunes de fibra modificada
Surcos micro-pit en la superficie y fibras de alta gravedad específica
Las fibras de alta gravedad específica se pueden obtener mezclando partículas inorgánicas y materiales orgánicos para mejorar el caída del tejido. Cuando la fibra mezclada con partículas inorgánicas se reduce en álcali, el polímero alrededor de las partículas inorgánicas se hidroliza, y aparecen numerosos microporos en forma de cráteres en la superficie de las fibras. Esta superficie otorga una sensación refrescante al tejido.
Fibra de alto encogimiento
① Fibra acrílica de baja contracción
Durante el tratamiento térmico, las fibras presentan una tasa de contracción del 20-50% (70%) (generalmente, la tasa de contracción en agua hirviendo de las fibras no supera el 5%, y la del filamento no excede el 9%).
② Fibra acrílica de alto encogimiento
Durante el tratamiento térmico, la tasa de contracción en agua hirviendo alcanza del 15 al 45%; para el poliéster de alta contracción, la tasa de contracción en agua hirviendo llega del 30 al 50%.
Filamento de autoestiramiento
Se refiere a la característica de autoalargamiento durante el tratamiento térmico. Su autoalargamiento puede alcanzar del 8 al 15%. El filamento de autoestiramiento está compuesto con filamentos de alta contracción y baja contracción para formar un filamento compuesto de alta aislamiento por contracción, y la diferencia de contracción entre los componentes puede llegar al 30-45%.
Después de terminar, la seda de baja contracción flota sobre la superficie del tejido, formando un denso círculo de seda de onda ultra corta y una sensación similar a la piel de melocotón. Los filamentos de alta contracción se concentran en el interior del tejido, actuando como un esqueleto.
El teñido fácil significa que puede teñirse con diferentes tintes, y el color es brillante, el espectro de colores es completo, el tono del color es uniforme, la solidez del color es buena, y las condiciones de teñido son suaves. El poliéster es la fibra más difícil de teñir entre las fibras sintéticas comúnmente utilizadas, y las fibras sintéticas fáciles de teñir se refieren principalmente a las fibras teñidas y modificadas del poliéster. Las variedades comunes de fibras sintéticas fáciles de teñir incluyen el poliéster teñible catiónico, el poliéster teñible catiónico a temperatura y presión normales (ECDP), el poliéster teñido con ácido, el poliéster teñido con ácido o básico, la fibra acrílica teñida con ácido, la fibra de nylon teñible, la fibra de nylon teñible catiónica, entre otras.
Fibra absorbente de agua e higroscópica
Las fibras hidroabsorbentes e higroscópicas son aquellas que tienen la capacidad de absorber humedad y transportarla hacia fibras adyacentes. En comparación con las fibras naturales, la mayoría de las fibras sintéticas presentan una escasa higroscopicidad, especialmente las fibras de poliéster y polipropileno. Para mejorar la higroscopicidad y la comodidad de las fibras sintéticas, se pueden utilizar métodos de modificación química y métodos de modificación física que favorezcan el mojado y la expansión de las fibras mediante su alteración, o bien, se pueden fabricar fibras porosas para formar un sistema de microporos en su interior, aumentando así la capacidad de absorción de agua y humedad de las fibras. Las fibras hidroabsorbentes e higroscópicas se utilizan principalmente en ropa interior funcional, ropa deportiva, prendas de entrenamiento, calcetines deportivos y otros productos.
Filamento mixto
Los filamentos mezclados se refieren a multifilamentos compuestos por monofilamentos con diferentes propiedades geométricas o físicas. El propósito es mejorar la sensación natural de las fibras sintéticas. Existen varios tipos comunes de hilos de fibra mezclada, como diferente contracción, forma especial, denier diferente y fibra mezclada multidiferencial.
① Hilo de filamento mixto con forma especial
El hilo de filamento mezclado, compuesto por monofilamentos con diferentes formas de sección transversal, presenta huecos y estructuras capilares entre las fibras, lo que puede reducir el coeficiente de fricción entre ellas, y la tela tiene un buen volumen, higroscopicidad y resiliencia.
② Hilo de filamento mezclado con diferente contracción
La fibra mixta de contracción diferencial es una fibra compuesta por fibra de alta contracción y fibra común. Durante el proceso de acabado del tejido y su post-procesamiento, la fibra de alta contracción se contrae debido al calor y se convierte en la fibra central, mientras que la fibra con baja tasa de contracción flota debido a la diferencia en la longitud de las fibras. Esto hace que quede expuesta en la superficie y genere un rizado, al mismo tiempo que se forman espacios entre las fibras, otorgando al tejido una sensación esponjosa.
③ Seda mezclada de diferente denier
Las telas de microfibra tienen buena suavidad y caída, pero a menudo carecen de estructura interna. Para lograr un estilo suave pero no desgastado, se puede utilizar un método diferente de mezcla de deniers, combinando fibras de denier grueso con microfibras.
④ Hilo de filamento mixto multi-diferencial
Se refiere a la combinación de fibras con diversas características, como densidad lineal, forma en sección transversal, contracción térmica, elongación, espesor irregular del monofilamento, entre otras, en diferentes formas. El propósito es hacer que se acerque más a las fibras naturales.
Conclusión
Mediante la modificación, las fibras presentan características físicas, químicas, mecánicas, funcionales y otras aún más excelentes. Al aprovechar las ventajas de las fibras modificadas, estas pueden utilizarse en una gama más amplia de campos, como la protección, el refuerzo, altas temperaturas y la filtración.