¿Qué son las fibras PET, PBT y PTT?
Las fibras sintéticas se diferencian de las fibras naturales en que poseen propiedades únicas basadas en su composición molecular, como alta resistencia, ligereza, fácil lavado y secado rápido, buena elasticidad y resistencia al moho y las plagas. Actualmente, su aplicación en la industria textil va superando paulatinamente a la de las fibras naturales.
Las fibras de poliéster, como categoría importante de fibras sintéticas, han ganado un amplio favor y se han desarrollado rápidamente desde su exitoso desarrollo en 1941. En los últimos años, su participación de mercado ha superado gradualmente la de las fibras de nailon, convirtiéndolas en el tipo más grande de fibra sintética. Aunque las fibras PET, PBT y PTT pertenecen a la familia de fibras de poliéster, tienen propiedades diferentes, por lo que sus áreas de aplicación no son del todo iguales.
I. PET Fibra
La fibra PET, también conocida como fibra de tereftalato de polietileno, se conoce comúnmente como poliéster en China. Actualmente, la fibra PET se produce principalmente utilizando el método de esterificación directa del ácido tereftálico (PTA) y etilenglicol (EG) o el método de intercambio de ésteres de tereftalato de dimetilo (DMT) y etilenglicol (EG).
La sección transversal de las fibras PET es similar a la de las fibras de PTT. Bajo un microscopio, la sección transversal parece circular, con un espesor relativamente uniforme a lo largo, una pelusa mínima y una superficie lisa. La fórmula molecular de las fibras PET es [-OC-Ph-COOCH₂CH₂O-]n, donde cada unidad consta de un anillo de benceno, dos grupos éster y dos grupos metileno. Debido a la presencia de un anillo de benceno en la molécula PET, requiere estiramiento después del hilado en fusión tradicional para facilitar una cristalización rápida. Este proceso da como resultado fibras con alta orientación y cristalinidad. Las fibras PET resultantes exhiben alta resistencia, buena elasticidad, excelentes propiedades de fraguado térmico, buena resistencia al calor y resistencia a ácidos y álcalis.
El poliéster se utiliza ampliamente en los sectores de la confección, la decoración y la industria debido a su sencillo procesamiento y bajo costo. En el sector de la confección, las telas hechas con PET son fáciles de lavar y de secar rápidamente, lo que les valió el apodo de 'lavar y usar'. Además, los enlaces éster en sus moléculas tienen fuertes propiedades antioxidantes, lo que las hace resistentes al daño de los detergentes y jabones. Además, las fibras PET no se degradan fácilmente por los microorganismos, lo que confiere a los tejidos una buena durabilidad. Después del fraguado térmico, los tejidos de poliéster presentan dimensiones estables, buena rigidez y encogimiento mínimo, lo que los hace adecuados para camisas, pantalones de hombre, prendas exteriores y chaquetas. Los principales inconvenientes del poliéster son su escasa capacidad de teñido, absorción de humedad y propiedades antiestáticas, así como su tendencia a quemarse fácilmente, debido a su estructura molecular muy compacta y a la falta de grupos hidrófilos.
Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología y la búsqueda de ropa de alta calidad por parte de la gente, la aplicación multifuncional de las fibras PET es una dirección de investigación actual. Li Fang mejoró los problemas de absorción de humedad y electricidad estática de las fibras de poliéster modificando sus superficies con nano-TiO₂. Esto no solo solucionó los defectos inherentes del poliéster, sino que también le otorgó propiedades antibacterianas, resistentes a los rayos UV y de autolimpieza fotocatalítica gracias a la adición de TiO₂. Shi Zheng desarrolló fibras PET antibacterianas utilizando métodos de modificación química que involucran iones metálicos y ácidos orgánicos. Sun Pengxiao estudió métodos de tejido y modificación de superficies para fibras PET aplicadas a materiales médicos de ligamentos artificiales.
II. Fibras PBT
El tereftalato de polibutileno (PBT) se abrevia como PBT y se sintetiza mediante la esterificación y policondensación de tereftalato de dimetilo (DMT) o ácido tereftálico (TPA) con butanodiol. Debido a la abundancia de materias primas para las fibras PBT y a un proceso de producción similar al del poliéster, las fibras PBT han experimentado una producción a gran escala en los últimos años. La fórmula molecular del PBT es [(CH₂)₄OOC₆H₄COO]_n, que tiene dos cadenas de metileno adicionales en comparación con PET. La estructura de la cadena principal de las moléculas de metileno más grandes del PBT tiene forma de espiral, similar a la estructura molecular del nailon, mientras que los segmentos de la cadena de metileno son más largos que los de PET. Por lo tanto, las fibras de PBT exhiben flexibilidad, resistencia a la abrasión y elasticidad comparables al nailon, mientras que sus propiedades químicas son similares a las de las fibras PET. Dado que las moléculas de las fibras de PBT pueden moverse libremente, las fibras de PBT exhiben una excelente elasticidad de compresión por tracción y resistencia a las arrugas. En comparación con la escasa capacidad de teñido de PET, el PBT tiene una temperatura de transición vítrea de sólo 22 °C, lo que permite teñirlo con tintes dispersos bajo presión atmosférica sin un portador. Sin embargo, debido a la presencia de deformaciones cristalinas de tipo A y B, el PBT presenta una estabilidad dimensional deficiente a altas temperaturas.
Debido a su excelente resiliencia, resistencia al moho y las polillas, buena elasticidad de rizado, propiedades antiestáticas y capacidad de teñido, la fibra PBT se usa ampliamente en prendas elásticas como trajes de baño, ropa deportiva, ropa de esquí, monos y leotardos de baile. El spandex es relativamente caro y tiene poca resistencia a la luz, propenso a amarillear, mientras que las fibras de PBT tienen una elasticidad superada sólo por el spandex y superior al nailon. En ciertos tejidos, las fibras PBT pueden reemplazar completamente al spandex, como en los pantalones de mezclilla elásticos, donde el spandex se usa típicamente como hilo elástico. Sin embargo, el spandex tiene una baja resistencia a la tracción y es propenso a romperse después de un uso y fricción prolongados. Reemplazar el spandex con fibras PBT como hilo elástico puede abordar este problema de manera efectiva. Las fibras PBT, con su tacto similar a la lana, se pueden mezclar con algodón, lino y otras fibras en la industria textil de lana para prendas de otoño e invierno, y también son ideales para imitaciones de plumón y materiales de relleno.
Además de usarse como material textil independiente, las fibras PBT modificadas han sido objeto de importantes investigaciones y desarrollo en los últimos años. Por ejemplo, las fibras hiladas compuestas de PBT/PET no solo tienen buena capacidad de hilado sino que también producen tejidos con un tacto suave, gran volumen y facilidad de teñido. Se pueden utilizar como fibras de imitación de lana o para sustituir el spandex. Actualmente, la elasticidad de las fibras de copolímero de bloque PBT puede alcanzar el 80% de la del spandex, mientras que otras propiedades son superiores a las del spandex. Además, esta fibra se asemeja a la seda en apariencia y se puede mezclar con seda para crear telas de estilo especial.
III. Fibra PTT
La fibra PTT (tereftalato de polipropileno) es un nuevo tipo de fibra de poliéster desarrollada por Shell Company a mediados de los años 1990. El PTT se puede producir mediante intercambio de éster seguido de policondensación en fusión utilizando 1,3-propanodiol (PDO) y tereftalato de dimetilo (DMT), o mediante policondensación en fusión utilizando PDO y ácido tereftálico (PTA). Las fibras de PTT tienen una superficie lisa y brillante y son un poliéster termoplástico semicristalino. A diferencia de las fibras PBT y PET, las fibras PTT tienen una conformación trans-cis-cis-trans de menor energía en su estructura química, lo que da como resultado una conformación distintiva en forma de 'Z'. Además, mientras que PET y PBT tienen dos unidades de metileno en sus cadenas moleculares, el PTT tiene tres unidades de metileno, lo que produce un 'efecto de carbono extraño' entre las cadenas moleculares. Esta estructura molecular proporciona a las fibras de PTT capacidades de deformación similares a las de los resortes helicoidales, con una elasticidad superior en comparación con PET y PBT. Como nuevo tipo de fibra sintética, la fibra de poli(tereftalato de trimetileno) (PTT), con su excelente estabilidad dimensional, resistencia a las manchas, resistencia a las arrugas, resistencia a la abrasión y capacidad de teñido, combinada con la alta elasticidad impartida por su estructura de cadena molecular única, se conoce como la 'nueva fibra de poliéster del siglo XXI'.
Las fibras PTT, como material nuevo, combinan las ventajas de las fibras PET y PBT al tiempo que superan algunos de sus inconvenientes.
Actualmente, la mayoría de los trajes de baño del mercado utilizan tela de nailon, pero la baja resistencia a la luz y al cloro del nailon limitan su aplicación en trajes de baño. Al comparar la elasticidad del nailon y el PET, el tejido PTT demuestra una elasticidad superior en comparación con el PET y el nailon, cumpliendo con los requisitos de elasticidad, adaptabilidad del tamaño y comodidad de la presión de los trajes de baño. Además, la capacidad de teñido, la solidez del color, la resistencia al cloro y la protección UV del tejido PTT hacen de la fibra PTT un material ideal para trajes de baño. Las telas mezcladas de lana y PTT no solo abordan los problemas de suministro de lana, sino que también ofrecen una sensación rica al tacto, una excelente caída y las propiedades combinadas del nailon y el spandex. Dada la facilidad de dar forma y recuperar las arrugas de los tejidos de PTT, la aplicación de fibras de PTT en tejidos con memoria de forma también está evolucionando. Las telas no tejidas de fibra PTT se pueden utilizar para respaldo de alfombras, cuero artificial, materiales protectores y aplicaciones médicas. Además, debido a su tacto suave y su excelente caída, tienen un potencial significativo en toallas sanitarias y pañales desechables para mujeres.
IV. Resumen
Las fibras PBT, PET y PTT tienen perspectivas prometedoras en la industria textil. A medida que avanza la tecnología y aumentan las demandas de comodidad y funcionalidad en la ropa, el desarrollo de nuevas fibras compuestas y multifuncionales será un foco clave para los esfuerzos futuros. Por ejemplo, las fibras PET se utilizan ampliamente en diversos campos debido a su excelente rendimiento. Guangzhou Yinsu Company ha desarrollado retardantes de llama como PET-55D y PET-70B que pueden usarse para el trefilado de filamentos PET. Estos retardantes de llama proporcionan la resistencia al fuego necesaria para las fibras PET sin comprometer sus otras propiedades. Al igual que las fibras sintéticas, los procesos de producción eficientes, con bajas emisiones de carbono y respetuosos con el medio ambiente son fundamentales para mejorar los procesos, mientras que el reciclaje y la reutilización de tejidos también tienen un valor potencial de mercado.
