Etapas de la tintura de fibras celulósicas con colorantes reactivos

Uno de los descubrimientos recientes en el campo de los colorantes, es el de los colorantes reactivos. Estos colorantes contienen grupos reactivos los cuales se combinan químicamente con la celulosa formando enlaces covalentes.

Los colorantes reactivos contienen grupos que reaccionan con los grupos hidroxilos presentes en la celulosa. Aunque su uso se ha extendido a otras fibras como el nylon o las fibras proteínicas, su mayor aplicación es en la tintura de fibras celulósicas. El colorante que reacciona con la fibra, se dice que “repara” a la fibra y el que reacciona con el agua se dice que “hidroliza” a la fibra.

Debido a la unión química que se lleva a cabo entre la fibra y el colorante, su solidez resulta excepcional.

Estos colorantes difieren de otros tipos de colorantes fundamentalmente por sus cualidades de fijación en húmedo, la absorción física y/o la retención mecánica.

El proceso de tintura

La tintura de las fibras celulósicas con los colorantes reactivos tiene lugar en tres etapas diferentes:

Al final de la tintura, el colorante se encuentra en dos formas, reaccionando con la celulosa o bien hidrolizado, si el rendimiento se define como la proporción del colorante inicial que está combinado químicamente con la fibra al final de la tintura, el colorante (etapa 1) y (etapa 2) disminuye dicho rendimiento por disminuir el agotamiento, así como el colorante (etapa 3) que si bien esta absorbido por la fibra disminuye también el rendimiento ya que no esta unido covalentemente a la misma, dando lugar además a disminución de la solidez al lavado, por ello, el interés en el colorante, debido a que depende tanto de la etapa de absorción como de la reacción, pues solo puede reaccionar con la fibra el colorante que se halla previamente absorbido.

Usos y aplicaciones de los colorantes reactivos

Las aplicaciones comerciales principales de los colorantes reactivos están en el teñido de algodón, lana, nylon, tanto individualmente como formando parte de mezclas de fibras. Se emplean también en el teñido de seda, cabello, madera y cuero.

Proveedores de colorantes reactivos

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El epoxidado de soya

El epoxidado de soya es un triglicérido mixto epóxico que pertenece a la familia de los esteres epóxicos; su nombre genérico es aceite epoxidado de soya y en inglés es conocido como ESO o ESBO (epoxidized soybean oil). Usualmente se presenta como un líquido amarillo claro y se utiliza como agente plastificante, dispersante o enmascarante en formulaciones o compuestos de policloruro de vinilo (PVC), pigmentos o tintes.

Algunas especificaciones técnicas:

Características Químicas

Proceso de obtención del aceite epoxidado de soya

El aceite epoxidado de soya se obtiene por medio de un proceso por lotes, el cual se lleva a cabo a presión atmosférica. Durante la reacción la carga de los reactivos se realiza aplicando vacío, a excepción del peróxido de hidrógeno, el cual se dosifica por gravedad al interior del reactor, por lo que se cargan en primer lugar con vacío el aceite de soya, heptano y ácido fórmico. Después por medio de un serpentín se aplica vapor para calentar los reactivos a 50 grados centígrados, se detiene el calentamiento y por gravedad se inicia la dosificación del peróxido de hidrógeno lentamente, ya que la reacción es exotérmica. La temperatura se controla al alimentar agua de enfriamiento al serpentín. Al término de la dosificación se inicia la verificación del avance de la reacción por medio de análisis químicos periódicos hasta que el índice de yodo indica la finalización de la reacción, se enfría el sistema, se elimina la fase acuosa y se neutraliza la acidez del producto. La eliminación de humedad y solvente se lleva a cabo mediante calentamiento y aplicación de vacío al sistema.

Usos y funciones

El aceite epoxidado de soya se utiliza como plastificante o co-estabilizador en las formulaciones de productos de PVC y sus copolímeros, al reforzar la acción de los estabilizadores base, evitando que el PVC se degrade durante los diferentes procesos de transformación. También se utiliza como un medio de dispersión de pigmentos y como un agente enmascarante de ácido en compuestos de tinta de soya; es compatible con hule clorado, nitrocelulosa, neopreno y emulsiones de PVC y PVA (acetato de polivinilo).

El aceite epoxidado de soya en la fabricación de compuestos de PVC

El aceite epoxidado soya se realiza en primera instancia para evitar la reacción del aceite durante el proceso de formación del PVC; éste epóxido confiere al PVC estabilidad al calor y a la luz además, al tener volatilidad nula, es resistente a la extracción en medios acuosos e hidrocarburos; en términos industriales optimiza los costos en el rendimiento al ser mezclado con los plastificantes primarios, estabilizando el producto final, así como aumentando la acción sintética de éstos; además, durante la fabricación, actúa como un excelente lubricante interno y mejora el mojado de los pigmentos.

Químicos y Resinas Ltda. es líder en el suministro de productos para la industria, respondiendo a las exigencias del mercado en términos de medio ambiente, enfoque al cliente, precio, simplicidad y calidad y cantidad de los productos.

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Principales tipos de adhesivos, descripción y consejo de uso

Adhesivos en base acuosa

DESCRIPCIÓN:

Se basan en dispersiones o disoluciones de polímeros (de origen vegetal o sintético) en agua. El adhesivo fragua por evaporación del agua en él contenida.

CONSEJOS DE USO:

-Debido a que los adhesivos en base acuosa y en base solvente fraguan por evaporación de agua o un disolvente orgánico respectivamente, al menos uno de los sustratos sobre los que se aplican debe ser poroso (a no ser que se empleen como colas de contacto).

-Cuanto más porosas sean las superficies mayor será lavelocidad de fraguado. Las condiciones ambientales afectan al tiempo de secado de los productos (cuanto mayor sea la temperatura ambiente mayor será la velocidad de fraguado; la excesiva humedad ambiental aumenta el tiempo de fraguado de los productos en base acuosa).

a. Colas celulósicas

DESCRIPCIÓN:

Son adhesivos en base acuosa obtenidos por dispersión de derivados celulósicos en agua.

Los más usados son la carboximetilcelulosa y la metilcelulosa. También existen colas celulósicas reforzadas por la adición de polímeros de origen sintético.

CONSEJOS DE USO:

-Respetar la proporción cola/agua indicada.

-Asegurar una dispersión homogénea (singrumos) de la cola.

-Esperar el tiempo indicado por el fabricante antes de comenzar a aplicar el producto.

b. Colas vinílicas

DESCRIPCIÓN:

Adhesivos en base acuosa que contienen poliésteres vinílicos (homo y copolímeros), frecuentemente usados para el encolado de madera, cartón y papel.

CONSEJOS DE USO:

- Las superficies a unir deben tener una cierta porosidad.Debe tenerse en cuenta que la velocidad de fraguado se ve afectada tanto por el grado de porosidad de los materiales como por las condiciones ambientales.

Adhesivos en base solvente

DESCRIPCIÓN:

Son disoluciones de polímero en un disolvente orgánico. El fraguado se produce al evaporarse el disolvente. Los adhesivos en base solvente son más rápidos que los adhesivos en base acuosa debido a la mayor velocidad de evaporación de los disolventes orgánicos respecto al agua.

CONSEJOS DE USO:

Al emplear adhesivos en base solvente debe verificarse que el disolvente del adhesivo no ataque (por disolución) a las superficies a unir.

Esto debe ser tenido especialmente en cuenta en referencia a ciertos plásticos y al porexpán.

a. Colas de contacto o de impacto

DESCRIPCIÓN:

Reciben su nombre por la forma en que se emplean: el adhesivo se aplica sobre las dos superficies a unir y se espera un tiempo (5-15 min) durante el cual se evapora el disolvente. A continuación se unen las superficies (se ponen en contacto) ejerciendo fuerte presión (impacto) durante unos segundos. Tradicionalmente las colas de contacto han sido adhesivos de policloropreno en base solvente. La creciente preocupación por el medio ambiente ha desencadenado la aparición de colas de contacto a base de polímeros dispersados en agua.

CONSEJOS DE USO:

-Debe respetarse el tiempo abierto indicado porel fabricante. Este tiempo varía según las condiciones ambientales (a mayor temperatura es más corto).

-Las colas de contacto están concebidas para ser aplicadas a las dos superficies a unir. Una aplicación unilateral sólo es posible cuando una de las partes es muy porosa (e.g. espuma de poliuretano). En ese caso, se debe efectuar la unión cuando la película de adhesivo aún esté húmeda.

-Debe verificarse que el disolvente del adhesivo no ataque (por disolución) a las superficies a unir. Esto debe ser tenido especialmente en cuenta en con ciertos plásticos y con el porexpán.

Adhesivos reactivos

DESCRIPCIÓN:

No contienen agua ni disolventes orgánicos. Las unidades de monómero o prepolímero

polimerizan por diferentes tipos de reacciones químicas teniendo así lugar el fraguado del adhesivo.

CONSEJOS DE USO:

Adhesivos reactivos como siliconas, cianoacrilatos o espumas de poliuretano necesitan humedad (ambiental o de los materiales) para polimerizar.

a. Anaeróbicos

DESCRIPCIÓN:

Adhesivos reactivos que fraguan a temperatura ambiente en ausencia de oxígeno. Por tanto, el adhesivo permanece inactivo mientras está en contacto con el oxígeno atmosférico. Los materiales metálicos, sobre los que generalmente se aplica este tipo de adhesivos, aceleran el proceso de fraguado.

CONSEJOS DE USO:

-Están especialmente concebidos para la fijación de tornillos, roscas, ejes y juntas metálicas, que pueden ser desenroscados por medios mecánicos tras vencer un determinado par de fuerzas.

-Debido a su mecanismo de curado (en ausencia de oxígeno) no admiten holguras.

-Ciertos metales (hierro, cobre, acero, latón, bronce) aceleran su fraguado. Otros (acero inoxidable, aluminio, estaño, níquel,cromados...) lo retardan haciendo necesario el uso de un activador.

b. Cianocrilatos

DESCRIPCIÓN:

Adhesivos reactivos que fraguan por polimerización al entrar en contacto con superficies ligeramente alcalinas (en general es suficiente la humedad ambiental o de los materiales a unir). La polimerización, una vez iniciada, es una reacción en cadena que transcurre muy rápidamente.

CONSEJOS DE USO:

-Es conveniente no aplicar producto en exceso y hacerlo únicamente a una de las dos superficies.

-Debido a su elevadísima velocidad de curado, este tipo de productos son especialmente adecuados para la unión de superficies pequeñas que además tengan un encaje perfecto (carecen de poder rellenador).

-En materiales muy porosos, el adhesivo puede penetrar en exceso en el material de modo que la superficie de unión quede desprovista de adhesivo.

-Las superficies muy ácidas pueden llegar a impedir el curado del adhesivo y las superficies alcalinas lo aceleran.

-Por otro lado, es importante señalar que la humedad contenida en la piel (humana) es más que suficiente para que el adhesivo cure y por eso se afirma que estos productos `pegan la piel y los ojos en segundos´. Los cianoacrilatos deben emplearse con mucha precaución, protegiéndose los ojos si es posible. Si se llegaran a pegar los dedos, mójense en agua jabonosa y muévanse poco a poco para despegarlos.

c. Epoxis

DESCRIPCIÓN:

Adhesivos reactivos bicomponentes que fraguan por reacción química ente una resina epoxi y un endurecedor al efectuar la mezcla de los dos componentes. Los adhesivos epoxi se caracterizan por poseer excelente resistencia a los agentes químicos, al calor y a la humedad, además de elevadísimas resistencia a rotura en tracción y cizalla. Como contrapartidas son frágiles al choque (impactos), poseen resistencias mediocres al pelado y son irritantes.

CONSEJOS DE USO:

-Son adhesivos bicomponentes por lo que hay que mezclar el contenido de dos tubos(en las proporciones que se indican) antes de proceder a la aplicación del producto.

-Es recomendable utilizar adhesivos epoxi de curado rápido cuando se efectúe la unión de piezas pequeñas y de curado lento si se desea unir grandes superficies.

-La resistencia final de los adhesivos epoxi se incrementa si se proporciona calor a la mezcla durante el fraguado.

-Se puede disponer de adhesivosepoxi con o sin poder rellenador adecuados para cada aplicación específica.

-Los adhesivos epoxi se caracterizan por poseer excelente resistencia a los agentes químicos al calor y a la humedad, además de elevadísimas resistencia a rotura en tracción y cizalla. Como contrapartidas son frágiles al choque(impactos), poseen resistencias mediocres al pelado y son irritantes.

d. Poliuretanos

DESCRIPCIÓN:

Pueden ser de dos tipos:

Poliuretanos bicomponentes. Fraguan por reacción de un prepolímero poliuretánico que contiene terminales isocianato con la humedad ambiental.

Poliuretanos monocomponentes. Fraguan por reacción química entre un poliol/poliéster o poliol/poliéter y un isocianato.

CONSEJOS DE USO:

-Espumas de poliuretano: Es conveniente pulverizar los sustratos y el producto una vez aplicado. Debe tenerse en cuenta que estos productos duplican su volumen al curar por lo que si se aplican en exceso, durante el proceso de fraguado pueden desplazar o reventar los elementos a fijar (madera, mármol...).

e. Siliconas

DESCRIPCIÓN:

Adhesivos reactivos. El polímero base es un polisiloxano que reacciona, en presencia de la humedad ambiental, con un silanoderivado para dar un sellador elástico. En la reacción puede desprenderse ácido acético (se habla de siliconas ácidas), oximas (siliconas neutras), aminas (siliconas básicas), alcoholes...

CONSEJOS DE USO:

-Estos productos están especialmente concebidos para el sellado de juntas en cristalería, saneamiento... Debe elegirse el tipo de sellador adecuado a las prestaciones requeridas (según la resistencia y elasticidad necesarias para cada uso).

-El curado de las siliconas necesita de la presencia de humedad.

-Su alisado se efectúa fácilmente con la ayuda de agua jabonosa.

-Las llamadas siliconas ácidas liberan ácido acético durante el curado por lo que no es recomendable aplicarlas sobre sustratos que contengan carbonatos (cemento, hormigón, mármol). En ese caso, debe elegirse una silicona neutra como sellador.

-Las siliconas no se pueden pintar. Restos del producto deben eliminarse mecánicamente antes de que endurezcan.

Hot-melts o termofusibles

DESCRIPCIÓN:

Adhesivos termofusibles: Sustancia sólida que una vez fundida se puede emplear como adhesivo. Al enfriar se alcanza de nuevo la resistencia original. El polímero base puede ser de naturaleza diversa (copolímeros etileno?acetato de vinilo, poliamida, poliuretano...) con distintas propiedades.

CONSEJOS DE USO:

-Debe respetarse y verificarse la temperatura de aplicación señalada por el fabricante. Es importante ceñirse al tiempo abierto y tiempo de cierre establecidos para el proceso de aplicación.

-Deben tomarse las precauciones derivadas de la alta temperatura a que se aplica este tipo de productos.

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