¿Qué son los materiales sintéticos?
Los materiales sintéticos son aquellos elementos hechos por el ser humano a partir de polímeros sintetizados derivados del petróleo, carbón o gas natural.
Distintos compuestos químicos se usan para fabricar distintos tipos de fibras. La mayoría de los materiales sintéticos están fabricados con químicos que provienen de polímeros, por lo tanto, son más fuertes y resistentes.
Los materiales sintéticos componen casi la mitad de todos de los materiales utilizados en todos los campos de la tecnología textil. Existen distintos métodos para fabricarlos, pero el más común es el torneado en estado de fusión. En este proceso, se utilizan altas temperaturas para cambiar y moldear la forma y las dimensiones de las fibras o materiales sintéticos.
Estos materiales son resistentes y suelen ofrecer características amigables para el consumidor. Algunas de las características más comunes son materiales a prueba de agua, materiales que se pueden estirar y piezas resistentes a las manchas.
Tipos de materiales sintéticos y características
- Bioplásticos. Los plásticos no se degradan, por eso son una gran fuente de contaminación ambiental. Adicionalmente, la mayoría de los plásticos son derivados del crudo, que no es renovable. Pero la tecnología ha hecho posible convertir recursos no renovables en plásticos y gomas sintéticas y sustentables, porque guardan recursos fósiles y aunque todavía no son completamente biodegradables, es un gran avance para la ciencia.
- Nylon. Es familia de los polímeros sintéticos y fue producido por primera vez en 1935; fue la primera fibra sintética producida en masa, por la necesidad de reemplazar la seda asiática y el cáñamo en los paracaídas durante la II Guerra Mundial. En esa época se utilizó para fabricar llantas, carpas, ponchos y otros suministros militares. Incluso para hacer papel de moneda en Estados Unidos. Es altamente inflamable, se quema en vez de derretirse. Es bastante elástica, fuerte, resiste muy bien a los insectos, animales, hongos y a muchos químicos. Tiene innumerables aplicaciones comerciales en fibras sintéticas, como en revestimientos de pisos y refuerzos de goma; también se usa para modelar partes de automóviles, especialmente el compartimiento del motor, y en equipos eléctricos, en cepillos dentales, alfombras, medias de nylon y textiles para confeccionar ropa. El nylon sólido también se usa para fabricar cepillos de cabello y partes mecánicas, como tornillos y engranajes. Las resinas de nylon se utilizan en algunos empaques de alimentos, sobre todo en los que vienen en bolsas para el horno y en empaques de embutidos y carnes.
- Compuestos de plástico. Es el nombre que se le da a los plásticos que han sido reforzados por distintas fibras para que sean más elásticos y fuertes. Un ejemplo son las mezclas entre polímeros y carbón, que crean un material ligero que sirve para transportar cosas utilizando combustible de manera eficiente. Estos compuestos son cada vez más usados, particularmente en la industria aeroespacial. Los aviones Airbus A360 y el Boeing 787 están hechos de 50% compuesto de plásticos. Lo único que impide que se utilice más, sobre todo en la fabricación de vehículos, es su alto costo.
- Poliéster. Este material se utiliza ampliamente en la industria textil; la mayoría de la ropa tiene algún grado de poliéster. Hay algunas variedades que incluso son biodegradables, aunque la mayoría no lo es. Además de la ropa, muchas telas tejidas en poliéster se usan en muebles caseros y ropa de casa. Se puede encontrar en sombreros, sabanas, edredones, cojines, rellenos, muebles tapizados y toallas. El poliéster industrial se usa para reforzar llantas, cinturones de seguridad y para plásticos de alta absorción. Este material también se usa para fabricar botellas, canoas, cables y hologramas, entre otros. Adicionalmente, se utiliza como acabado en productos de madera, como guitarras, pianos e interiores de yates. Es altamente resistente a las manchas; los únicos colorantes que pueden teñirlo son los llamados colorantes dispersos. En muchas oportunidades se crean combinaciones entre poliéster y fibras naturales para obtener distintos resultados. Por ejemplo, la mezcla entre poliéster y algodón, el polialgodón, es un tejido fuerte, resistente a las arrugas y que no se encoge.
- Material auto reparante. Estos nuevos materiales que se están desarrollando tienen la capacidad de reparar daños que en otras oportunidades podrían considerarse irreparables. Fueron descubiertos a principios de los 2000. Los polímeros no son el único material capaz de auto repararse, pero son los más eficientes. Involucran diseños muy complicados y es difícil fabricarlos, pero al repararse son más duraderos que otros polímeros. Se espera que cada vez se usen más en revestimientos, electrónicos y en transporte.
- Fibra de carbón. Es un plástico reforzado, fuerte y ligero, que contiene fibra de carbón. La fibra de carbón puede ser costosa al fabricarse, pero es ampliamente usada en las industrias automotrices, aeroespaciales, en la ingeniería civil, productos deportivos y otras aplicaciones técnicas. Es rígida, pero al mismo tiempo moldeable y tiene una buena resistencia a las altas temperaturas.
- Kevlar. El kevlar tiene propiedades muy buscadas, ya que está hecho de fibras fuertemente presionadas las unas con las otras. Es un familiar del nylon, considerado un superpolímero y fue introducido al mercado en los años 70. Es un material muy fuerte, pero relativamente ligero. No se derrite y solo se descompone en una temperatura mayor a 450 °C; el frío tampoco lo daña, puede sobrevivir a temperaturas de hasta -196 °C. Resiste ataques de distintos químicos y la humedad no lo daña. Es un excelente material antibalístico, ya que es difícil que una bala o un cuchillo atraviese sus fibras. Es más fuerte que el acero, como una armadura moderna, pero más ligera y flexible. Otros usos del kevlar incluyen la fabricación de llantas de bicicletas, barcos de vela y parches de tambor para baterías musicales.
- Licra. La licra o spandex es una fibra conocida por ser excepcionalmente elástica; puede expandirse hasta 5 veces su tamaño. Sus características más preciadas son que a pesar de estirarse vuelve a su tamaño original y se seca más rápido que otras telas. Es más fuerte y duradera que el caucho y fue inventada en los años 50. Por su elasticidad y fuerza se usa en muchos artículos de ropa, sobre todo en el ámbito deportivo. Los shorts de ciclismo, los traje de baños para natación, los pantalones de ski, los trajes para triatlón y los trajes acuáticos, son solo algunos de los usos más comunes. También se utiliza en ropa interior y guantes.
- Polímeros reactivos inteligentes. Las gomas sintéticas y los geles pueden ajustar su forma en respuesta a estímulos externos; esto quiere decir que responden a cambios en el ambiente. Esta capacidad es muy útil, ya que puede ayudar a diseñar otros materiales inteligentes, como sensores y alarmas. Cuando se añade la tecnología auto reparadora a esta ecuación, los resultados podrían tener usos importantes en muchas industrias. Estos materiales pueden ser sensibles a cambios en temperatura, humedad, pH, intensidad de la luz y campos magnéticos y electrónicos. Pueden alterar su color, transparencia o incluso su forma. Se usan en ingeniería biomédica, hidrogeles y empaques biodegradables.
- Acrílico. Fue desarrollado en los años 40. Es fuerte, ligero y tibio, por lo tanto, se usa comúnmente en sweaters, tapicería de muebles, alfombras y para forrar botas y guantes. Es tan suave que al tacto se siente como lana; después de pasar por un procedimiento correcto, puede usarse para imitar otras telas, como el algodón. Algunas veces se usa como sustituto de la cachemira, que es más costosa. El acrílico es muy duradero y resistente. Acepta el color muy bien, no tiene problemas al lavarse y suele ser hipoalergénico. En cuanto a ropa, suele ser utilizada en la fabricación de medias, bufandas y sombreros. Adicionalmente, se usa en hilos para tejer, especialmente en el crochet.
- Caucho sintético. Los orígenes del caucho sintético se remontan a finales del siglo XIX por la necesidad de crear una variante del caucho natural que pudiese cubrir la demanda de la industria automovilística. El caucho sintético aventaja al natural porque su composición le permite ser más manejable y sufrir deformaciones sin perder elasticidad.
- Adhesivos. Los adhesivos sintéticos se basan en polímeros que derivan del petróleo, así como colas de caucho sintético o de poliuretano. A su vez, los adhesivos se pueden clasificar, según su composición, en adhesivos monocomponentes y adhesivos bicomponentes.
- Arcilla polimérica. Realiza las funciones de la arcilla natural, solo que se compone principalmente de cloruro de polivinilo (PVC). Tiene poco tiempo en el mercado, pero su bajo coste y posibilidades están permitiendo un uso cada vez más extendido respecto a la arcilla tradicional.
- Silicona. La composición sintetizada de la silicona se llevó a cabo en 1938. Es un producto muy versátil y de uso diario en industrias como la electrónica, construcción, farmacéutica, o la del mueble. Su mayor posibilidad es que puede calentarse a altas temperaturas sin deformarse o perder sus propiedades.
- Termoplásticos. Los termoplásticos son una combinación de plásticos derivados del petróleo junto con oxígeno, hidrógeno y carbono. Su capacidad principal es que se pueden fundir para que luego adopten la forma que se desee. Se aplica en la industria automovilística para el desarrollo de faros, para productos impermeables como cortinas de baño o chubasqueros, o para la fabricación de tuberías.