Trabalho Fibras

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Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial de Santa Catarina
Situação de Aprendizagem
Fibras Têxteis: Algodão, Acrílico e Elastano
Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial - SENAI
Curso: Técnico Têxtil
Professora: Vanessa Regina Schwetler
Equipe: Aline Cruz;
 Jardel Justen;
 Marli Bernardi;
 Marcos Roberto de França
O que é uma Fibra Têxtil
Fibra Têxtil é todo material fibroso encontrado na natureza ou fabricado pelo homem que pode ser usado para fins têxteis, como linhas, cordas, tecidos planos e de malha, não tecidos geotêxteis, dentre outros.
Esse material caracteriza-se por apresentar um comprimento pelo menos 100 vezes superior ao seu diâmetro. Resistência à tensão e à abrasão, absorção, alongamento, elasticidade, comprimento e finura, são algumas características das fibras têxteis que determinam seu uso e forma de processamento.
As fibras têxteis são classificadas de acordo com sua origem, podendo ser naturais quando encontradas na natureza já na forma de fibras, ou manufaturadas quando fabricadas pelo homem.
Nomenclatura das Fibras Têxteis
Classificação das Fibras Têxteis
Classificação das Fibras Têxteis
História do Algodão
https://www.youtube.com/watch?v=xv8gakRBSoQ
A cultura do algodão no Brasil teve início em meados do século XVIII, com a revolução industrial na Europa.
O primeiro grande produtor foi o Estado do Maranhão, que em 1.760 começou a produzir e exportar para Portugal, que por sua vez, exportava para a Inglaterra, centro da indústria têxtil na Europa.
O beneficiamento do algodão no Brasil tem seu início na mesma época. Contando com a mão de obra de escravos através de um método manual primitivo, utilizava um aparelho denominado “churka oriental” embora já existissem em outros países como Estados Unidos e Inglaterra, processos mecanizados.
São Paulo se firmaria depois como grande centro produtor com a vinda de alguns imigrantes norte-americanos. Eles traziam tecnologias mais avançadas de beneficiamento e também sementes de algodão herbáceo, de fibra mais curta que os do nordeste, porém, muito mais produtivos plantados anualmente.
De São Paulo o algodão expandiu-se para o Paraná, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul e Goiás, formando a zona meridional, responsável pela grande produção algodoeira do Brasil.
Com a expansão da cultura no Paraná na década de 80, as usinas que estavam desativadas no nordeste do Brasil e algumas em São Paulo, foram deslocadas para aquele estado, a fim de suprir a demanda de beneficiamento criada pelo crescimento.
A mesma coisa veio a acontecer quando, por problemas financeiros e de manejo fito-sanitário, ocorreu à migração da lavoura para a zona do cerrado brasileiro. Os produtores que empreenderam nessas regiões, trouxeram consigo as usinas que foram sendo desativadas no Paraná.
Em Mato Grosso do Sul, o cultivo do algodão começou pela região sul, com a implantação da Colônia Agrícola Federal de Dourados abrangendo os municípios de Naviraí, Fátima do Sul, Glória de Dourados e Deodápolis, entre outras. Inicialmente por intermédio de agricultores nordestinos e da migração de pequenos agricultores que já plantavam algodão em São Paulo e no Paraná.
Com o propósito de promover melhores condições de produção aos cotonicultores da região, foi criada em dezembro de 1978 a COPASUL, Cooperativa Agrícola Sul-mato-grossense que implantou em Naviraí, na década de 80, sua primeira usina de beneficiamento, tida como a mais moderna do Brasil.
Somente na década de 90 é que a planta passou a ser desenvolvida na região centro-oeste e norte do estado, especialmente nos municípios de Chapadão do Sul, São Gabriel do Oeste e Costa Rica, aonde o algodão se desenvolveu com seu novo perfil produtivo.
 10 curiosidades que você precisa saber sobre o algodão
1- Seu nome vem do árabe “al-qu-Tum” (O Cotão) que significava felpa ou pelo;
2-Tem várias origens;
3- É da família do quiabo e do hibisco;
4- O tamanho da fibra indica a qualidade do tecido;
5- A Índia é o maior produtor mundial;
6- Começou a ser usado no Brasil pelos indígenas;
7- MT, BA e MS são os maiores produtores nacionais;
8- Quase 80% do Algodão plantado no Brasil é transgênico;
9- É usado na fabricação de óleo, rações e até explosivos.
10- O Algodão naturalmente colorido existe.
Forma de obtenção
Características das Fibras do Algodão
Não-alérgico;
Boa absorção de umidade;
Amassa facilmente;
Irregular elasticidade;
Brilho opaco;
Toque suave e acalentador;
Propenso a desenvolver mofo.
Aplicações
Pode ser usado no vestuário, tapeçaria, linhas de costura, cama, mesa e banho, entre outros. A fibra de algodão produz também outros tecidos artificiais que contam com uma porcentagem do material na sua composição. Em relação ao comportamento térmico, o material começa a amarelar quando atinge 120° C e decompõe-se em 160° 
Propriedades Físicas Fibras de Algodão
 Características:
Comprimento;
Índice de uniformidade;
Tenacidade;
Índice Micronaire;
Cor;
Percentagem impurezas;
Maturidade.
Regain;
Flamabilidade.
 
Propriedades Químicas das
Absorção de humidade: Elevada, bom para ser usado junto ao corpo. O algodão tem a capacidade de absorver cerca de 50% do seu peso em água e aumentar a sua resistência quando molhado.
Taxa de recuperação de humidade: RH= 8.5%, no caso de fibras mercerizadas esse valor passa a ser de 10.5%.
Propriedades eléctricas:  Bom condutor, não tendo tendência para formar eletricidade estática.
Propriedades térmicas: Fraca, quer do frio quer do calor, pois os tecidos retêm pouco ar.
Resistência mecânica: Boa resistência ao uso. Resistência a molhado superior à resistência a seco.
Resistência a ácidos: Fraca, dissolve-se com ácido sulfúrico concentrado;
Resistência a bases: Excelente, a maior parte dos tratamentos posteriores utilizam bases (ex.: mercerização, fervura alcalina).
Resistência a microorganismos: Má, sobretudo em condições húmidas. Cria bolores.
Resistência a insetos: Excelente.
Resistência à luz solar:  Sofre degradação progressiva, amarelecendo.
Comportamento ao calor e à chama: Arde facilmente, libertando um cheiro a papel queimado.
Propriedades Químicas das
Celulose 94%
Proteínas 1,3
Ceras                                        0,6%
Péctinas                                   0,9%
Sais minerais (cinza)              1,2%
Ácidos Orgânicos                   0,8%
Açucares                                  0,3%
Corantes e Outros                   0,9% 
O algodão apresenta a seguinte constituição química
Propriedades Biológicas das Fibras de Algodão
 Características:
Resistência aos Insetos – A celulose das fibras vegetais e a proteína das fibras animais podem servir de alimento para certos insetos como, por exemplo, traças, cupins, etc. Muitas fibras, em particular as sintéticas, não são atacadas desta forma.
Resistência aos Microorganismos – A celulose é atacada por certos fungos e bactérias, que a decompõem e fazem uso dos produtos deteriorado como alimentação. Quando os materiais têxteis são estocados em ambiente úmido, são frequentemente atacados pelos fungos do mofo. Os microorganismos também podem ser prejudiciais na fabricação de fibras químicas, tendo em vista que, quando da aplicação da encimagem, que é a
Propriedades Biológicas das Fibras de Algodão
aplicação de um óleo (“finish”) para lubrificar as fibras, a fim de facilitar as operações subsequentes, esses microorganismos podem se desenvolver na bateia de óleo, atacando as superfícies dos filamentos e, consequentemente, vindo a prejudicar os processos ulteriores nas Estiradeiras, nas Urdideiras, na Texturização, etc, pelo rompimento de filamentos. 
Morfologia da Fibra de Algodão
O algodoeiro é uma planta fundamentalmente perene ou vivaz, conservando-se, por isso, no mesmo terreno, durante anos.
O crescimento das fibras de algodão dá-se, não só em comprimento (primeira fase), comoem largura (segunda fase). O comprimento das fibras é muito variável, de acordo com a origem, o ano de produção, etc. O valor médio do comprimento do algodão é de 2 a 4 cm.
Algumas espécies de fibras e seu comprimento:
Algodão da Índia – fibra curta (1,9 cm);
Algodão americano - fibra média (2,5 a 2,8 cm);
Algodão do Egipto –  fibra longa (2,8 a 4 cm);         
Algodão do Perú –  fibra longa (2,8 a 4 cm).
Numa fibra de algodão pode-se destinguir diferentes camadas na sua estrutura, que são:
Cutícula: é a camada mais externa das fibras, muito fina e formada por ceras e gomas. É uma camada que convém destruir na primeira fase de ultimação têxtil, de modo a tornar o algodão hidrófilo.
Camada primária: é a primeira camada de celulose, logo a seguir à cutícula. É uma camada fina que contém, além de celulose, algumas impurezas, como gorduras e gomas.
 Camada secundária: é a camada mais espessa sendo formada por várias subcamadas celulósicas sobrepostas. Esta camada constituí cerca de 90 % do peso da fibra. É também a responsável pela resistência mecânica das fibras, apresentando elevada cristalinidade.
Lúmen: é a parte mais intensa da fibra, apresentando-se sob a forma de um canal central. O lúmen desempenha um papel muito importante no crescimento da fibra, pois é constituído por restos do protoplasma da célula que deu origem á fibra, por este motivo, contém substâncias proteicas, sais minerais e corante (dá a cor creme ao algodão crú).
Após o rebentamento da cápsula, o lúmen seca, sendo a forma da secção da fibra madura diferente da forma da secção da fibra imatura.
Identificação das fibras:
Corte longitudinal fibra madura de algodão.
Corte transversal de fibra madura de algodão.
Corte longitudinal de um caroço de algodão
O que mais chamou a atenção
Começou a ser usado no Brasil pelos indígenas;
Os cuidados que se deve ter desde a plantação até a colheita;
Com o caroço pode ser fabricado óleo, rações etc;
É da família do quiabo e do hibisco;
História das Fibras Acrílicas
O acrílico é, basicamente, um tipo de plástico. As fibras acrílicas são fibras sintéticas formadas pela polimeração em cadeia da acrilonitrila. Quando o teor de acrilonitrila é igual ou superior a 85%, elas são denominadas fibras acrílicas, enquanto se o teor estiver entre 35% e 85% em peso das fibras, elas são denominadas Modacrílicas.
A primeira síntese de poliacrilonitrila foi publicada por Mouren em 1894.
Até 1931/32, esta síntese permaneceu sem interesse técnico, pois o material não era solúvel em solventes conhecidos. Nem mesmo poderia ser fundido, pois entrava em decomposição quando submetido a aquecimento.
https://www.youtube.com/watch?v=z7N5ZEOxb2w&feature=youtu.be
Foi então que em 1931 e 1932, o Dr. Hebert Rein da I.G.Farbenindustrie (Alemanha), descobriu os primeiros solventes para os poliacrilonitrílicos: soluções concentradas de sais hidrofílicos, tais como o isocianato de cálcio, BrLi, ZnCl2, etc. 
Tentou desenvolver as primeiras fibras a partir destas soluções.
Em 1942 e 1943, Rein da I.G.Farbenindustrie (Alemanha) e Houtz da Dupont (E.U.A.), tiveram êxito ao encontrarem solventes orgânicos para dissolução das poliacrilonitrilas, como:
Dimetilformaldeida;
Dimetilsulfóxido;
Butirolactama.
A Segunda Guerra Mundial contribuiu consideravelmente para que as pesquisas fossem intensificadas quanto à produção de fibras sintéticas, principalmente acrílicas.
Em 1944 a Dupont construiu a primeira unidade de produção com capacidade para 10 toneladas mensais com objetivos têxteis.
Como resultado desses estudos, em 1944 a Dupont lança a primeira fibra acrílica no mercado, a Orlon.
Seguiu-se o Acrilan da Chemestrand, o Dolan da Süddeustche Chemiefaser,o Redon da Philips e o Dralon da Bayer (já nos anos 50).
A acrilonitrila pode ser produzida industrialmente a partir de:
Óxido de Etileno e do Cianeto de Hidrogênio (Union Carbide);
Acetileno e do Cianeto de Hidrogênio (American Cyanamid, Du Pont, Goodrich e Monsanto);
Acetaldeído e do Cianeto de Hidrogênio (Knapsack-Griesheim);
Propileno.
Preparação da Acrilonitrila
https://www.youtube.com/watch?v=ngEZMFaIrGE
A fabricação de fíbras acrílicas requer polimeriação da acrilonitrila (ACN) em combinação com outros monômeros, formando a poliacrilonitrila.
Como a poliacrilonitrila (PACN) e seus copolímeros decompõe antes de fundir, as fíbras acrílicas são produzidas em solução de fiação
O polímero é produzido por poliadição em lama, obtendo peso molecular numérico médio na ordem de 50.000 a 100.000 g/mol, tendo uma densidade de 1,18 g/cm³. Se torna um termoplástico amarelado, transparente. Suas principais aplicações são em fibras têxteis e na substituição a lã.
Obtenção
Produção de Fibras Acrílicas
Os solventes usados na preparação da solução são:
Dimetilformamida (DMF);
Dimetilacetamida (DMAC);
Dimetilsulfóxido (DMSO);
Soluções concentradas de ácido nítrico (HNO3), tiocianato de sódio (NaSCN) e cloreto de zinco (ZnCl2)
A solução é extrudada através de furos de fieiras para formar filamentos. Podem ser obtidas tanto em processo à seco quanto a processo à úmido.
https://www.youtube.com/watch?v=Kt5e_jbJBI4
Processamento Têxtil - Fiação
Os fios obtidos da fiação à úmido à seco, apresentam um percentual de solvente residual de cerca de 10% e ainda não possuem nenhuma propriedade mecânica.
Os fios devem ser submetidos a um tratamento de estiragem, com o objetivo de orientar as cadeias poliméricas ao longo do eixo da fibra, e ao processo de lavagem para retirada dos resíduos que acompanham a fibra.
No processo de estiragem, para se obter elevada relação de estiragem, eleva-se a temperatura do fio acima da transição vítrea de cerca de 80°C. Com a estiragem, a resistência tensil da fibra é aumentada.
https://www.youtube.com/watch?v=Kt5e_jbJBI4
Processamento Têxtil - Fiação
Produz-se o “tow” que é um cordão grosso de filamento contínuo, destinado a produção de fibras cortadas. Estas fibras são cortadas em tamanhos pré-definidos, são enfardadas e encaminhadas para o processo de fiação.
O processo de fiação é semelhante aos utilizados para o algodão, lã cardada, lã penteada e outros modernos sistemas de fiação, inclusive o “Open-End”. O processo de lã penteada é o mais popular para obtenção do fio de acrílico.
Características das Fibras Acrílicas
Excelente resistência aos ácidos;
Excelente resistência às bases;
Boa resistência a oxidação;
Secagem rápida para mover da superfície do corpo;
Fácil de lavar;
Resistente às traças, óleo e produtos químicos;
Superior resistência à degradação da luz solar.
Características e propriedades da fibra
Conservação do calor: Altíssima, em especial em fios de fibras para fiação.
Absorção de umidade e entumescimento: reduzido, a taxa de absorção da água é de 2 - 2,5 %. Os acrílicos são, portanto, hidrófobos o que confere uma grande estabilidade às propriedades dinamométricas relativamente ao molhado, assim como uma secagem rápida.
Dilatação na água: praticamente nula.
Lavabilidade, solidez à fervura: sujeira pode ser eliminada a baixa temperatura. Sólidas na fervura, mas é preferível lavá-las em água tépida, porque em fervuras mais altas o movimento da lavagem pode causar deformação. A limpeza química é possível sem qualquer dificuldade.
Comportamento térmico: Firmes até calor contínuo de 140ºC. Assinala-se que as fibras acrílicas acumulam facilmente as cargas de eletricidade estática. Como todas as fibras hidrófobas, são excelentes isoladores
Temperatura de passar no ferro: Não ultrapassar 150ºC. usar pano úmido para passar a ferro.
Teste de combustão: Queimam e carbonizam, deixando bolinhas duras e pretas.
Comportamento nas intempéries: Excelente solidez contra a luz e intempéries. Não apresentam sintomas de alteração.
Características e propriedades da fibra
Aplicações
Como todas as fibras sintéticas, as fibras acrílicas são largamente usadas em misturas com outras fibras: lã, viscose, algodão, etc., como também manufaturas das mais variadas espécies de produtos, como:vestimentas de malhas (sueter, jersey);
carpetes que apresentam resistência a manchas superior à lã, boa estabilidade e alta resiliência;
cobertores que dão aquecimento sem serem excessivamente pesados devido a baixa densidade da fibra;
tecidos felpudos (pelúcia) que imitam peles;
tecidos agulhados, tecidos técnicos, etc.
Propriedades Físicas Fibras Acrílicas
 Características:
Regain; (percentagem de água que a fibra possui em relação ao seu peso seco).
Flamabilidad (combustão).
Condutividade térmica baixa;(baixa condição de calor ).
Tenacidade (resistência).
Propriedades Químicas das Fibras Acrílicas
 Características:
Densidade: 1,14 - 1,18 g/cc;
Absorção: 0,6 - 1,7%;
Ponto de Fusão: 235°C;
Ponto de Plastificação: 80-90°C
Sendo uma fibra Hidrófoba;
 
Propriedades Biológicas das Fibras Acrílicas
 Características:
Amolece entre 210 e 230 C. Não funde, carboniza;
Ótima resistência;
Resistente à maioria dos ácidos;
Resistentes a álcalis fracos. Destruído por álcalis fortes à ebulição;
Os solvents comuns não o afetam;
Excelente resistência;
 
Morfologia da Fibra Acrílica
Corte Transversal
Corte Longitudinal
O que mais chamou a atenção
Diferente do algodão a fibra de acrílico possui uma grande resistência. O fator biológico sobressai as fibras de algodão, com maio resistência ao calor e ao mofo.
História das Fibras de Elastano
O fio de elastano foi inventado em 1959 por Joseph Shivers, da DuPont, tornando-se um grande substituto e concorrente da borracha. O elastano é um filamento sintético derivado do petróleo, extremamente elástico e também é conhecido como Spandex. Ele é utilizado na composição de tecidos, que podem ter em sua composição tanto fibras naturais, quanto sintéticas.
Vale ressaltar que nenhum tecido é composto 100% de elastano. Mas a adição desse filamento em sua composição é capaz de modificar completamente as características do produto final. Essas novas formações de tecido permitiram que o mercado de moda se transformasse, pois muitos deles ganharam novas características e permitiram grandes inovações, tanto para a modelagem quanto para a duração e qualidade do tecido.
Os percentuais utilizados na composição alteram completamente o comportamento do tecido. Quando se utiliza de 2% a 3% de elastano, o tecido passa a ter maior durabilidade e qualidade, pois esse baixo percentual é o suficiente para evitar a deformação da peça ao longo do tempo de uso. Quando aplicado em maior quantidade, entre 10% e 20%, por exemplo, o tecido passa a ter uma elasticidade que antes não era possível, se acomodando ao formato do corpo e dando leveza a peça.
Todas essas mudanças devem-se as características do elastano, que possui alta capacidade de alongamento e recuperação, mesmo após um longo tempo de uso da peça o tecido consegue recuperar seu formato e tamanho original. Ele também possui grande resistência à ruptura, com sua alta capacidade de elasticidade e recuperação o fio de elastano não se torna quebradiço, diferente da borracha que pode ressecar e não tem o mesmo potencial de elasticidade.
Outra característica importantíssima do elastano é sua maior resistência à oxidação, à transpiração, à água do mar, aos cosméticos e à luz do sol. Quando se trata da resistência ao cloro e à água sanitária, o fio de elastano apresenta um índice satisfatório com relação a baixas concentrações desses produtos em piscinas, mas em maior concentração o material se degrada.
Elastano é uma fibra sintética formada no mínimo por 85% de poliuretano segmentado.
Forma de obtenção
União de tolueno di-isocianato mais etileno glicol que dá origem ao polímero e isso acontece pelo processo de coagulação do extrudado.
Características das Fibras de Elastano
Alto alongamento e recuperação elástica, igual enobrece tecidos, adicionando novas dimensões de caimento, conforto e contorno das roupas;
Pode ser esticado quatro a sete vezes seu comprimento, retornando instantaneamente ao seu comprimento original quando sua tensão é relaxada;
Resistente ao sol e água salgada.
Características das Fibras de Elastano
Muito elástica e é capaz de esticar até 600% sem se romper;
Regain: 0,5/1,3%; 
Densidade: 1.15- 1.32 g/c.c;
Ponto de derretimento: 232°c;
Cor da fibra: branca;
Resistência ao calor: 148°c;
Tenacidade: 0.6- 0.9 gm/den.
Aplicações
vestuário desportivo (roupa para ginástica);
moda praia (sungas, biquínis e maiôs);
fitas elásticas para roupa íntima;
leggings, meias-calças, camisaria, calças, macacão
meias soquete;
Lingerie;
Munhequeiras;
meias de compressão;
compressas médicas;
Fraldas.
Propriedades Físicas Fibras de Elastano
 Características:
Alongamento;
Elastícidade;
Flamabilidade;
Condutividade térmica baixíssima;
Tenacidade;
Propriedades Químicas das Fibras de Elastano
 Características:
Sensibilidade aos produtos químicos
Resiste aos solventes orgânicos comuns (Percloroetileno pode causar alteração de cor);
Resistente aos ácidos fracos diluídos;
 Sensível a alvejantes clorados;
 Sofre lento ataque e amarelecimento com a ação da luz solar.
Propriedades Biológicas das Fibras de Elastano
 Características:
Resistencia a oxidação.
Resistencia a respiração.
Resistencia a agua do mar.
 
Morfologia da Fibra de Elastano
Corte longitudinal
Corte transversal
O que mais chamou a atenção
O fio de elastano foi inventado em 1959 por Joseph Shivers;
Essa fibra e conhecida por sua característica elasticidade, que é capaz de esticar ate 600% sem se romper. Esta fibra é semelhante a borracha sua principal concorrente.
Referências Bibliográficas
https://www.docsity.com/pt/tecnologia-das-fibras-texteis-i-ferreira-2016/5225623/
https://pt.slideshare.net/MarcelJeffersonGonalves/aula-terica-fibras-txteis-rm
http://textileindustry.ning.com/forum/topics/fibras-t-xteis?overrideMobileRedirect=1
http://www.ampasul.org.br/var/www/html/ampasul.org.br/web/historico
http://teoriasdoeins.blogspot.com/2014/01/propriedades-fisicas-do-algodao.html
http://teoriasdoeins.blogspot.com/2014/01/propriedades-quimicas-do-algodao.html
http://teoriasdoeins.blogspot.com/2014/01/morfologia-da-fibra-de-algodao.html
https://docplayer.com.br/85635604-A-fibra-de-algodao-parte-2.html
http://textileindustry.ning.com/forum/topics/fibra-acrilica-propriedades
https://pt.slideshare.net/MarcelJeffersonGonalves/aula-terica-fibras-txteis-rm?next_slideshow=1
http://www2.ifrn.edu.br/teciteca/pdf/fibras.pdf
https://pt.slideshare.net/MarcelJeffersonGonalves/aula-terica-fibras-txteis-rm?next_slideshow=1
https://www.audaces.com/as-inumeras-vantagens-do-elastano/
https://pt.wikipedia.org/wiki/Elastano
Referências Bibliográficas
Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial de Santa Catarina
Rodovia Admar Gonzaga, 2765 Itacorubi - 88034-001 - Florianópolis, SC