O nome genérico poliéster é definido como fibra composta de macromoléculas lineares cuja cadeia contém um mínimo de 85% em massa de um éster de um diol e do ácido tereftálico (ISO 2076, 1999). Suas propriedades físicas são: baixa absorção de umidade e densidade, valores médios de elasticidade e alta resistência à abrasão e de resiliência (Kadolph & Langford, 2006).
A resina de poliéster pertence a uma família de polímeros de alto peso molecular, obtida pela condensação de ácidos carboxílicos com glicóis. Segundo Cherem (2004) a forma com que estes elementos se ligam, formando as cadeias de polímeros, afetam as características e propriedades de alongamento, elasticidade, resistência, absorção entre outras.
De acordo com os tipos de ácidos empregados será caracterizada a ligação entre os átomos de carbono da cadeia molecular e assim é possível classificá-las em resinas saturadas ou insaturadas. A resina de poliéster é a matéria prima para diversos produtos têxteis ou não, desde garrafas PET, fibras, filamentos, filmes entre outros de diferentes setores da indústria, por apresentar cristalinidade variável e propriedades facilmente controladas pelos processos de fabricação.
As fibras e filamentos de poliéster apresentam estrutura molecular micelar e um teor de cristalinidade de aproximadamente 50%. Possui uma molécula curta, grau de polimerização médio de 70 a 100, molécula semi-rígida e regular, dotada de grupos polares capazes de formar ligações intermoleculares (Kadolph & Langford, 2006).
A resina insaturada são ésteres complexos constituídos pela reação entre um diálcool (glicol) e um anidrido ou acido dibasico (diácido) liberando no processo uma molécula de água, é produzido quando qualquer um dos reagentes apresenta insaturações. Pode ser formado em duas etapas, condensação do ácido e do álcool, para formar uma resina solúvel, e a seguir, adição de um agente de interligação, para formar uma resina termoestável que são os filmes de poliéster (Mylar® e Terphane®) ou fibras têxteis (Dacron®). A reação ocorre em ambos os extremos da cadeia o que possibilita a formação de moléculas longas com múltiplos grupos éster. É assim denominado pela presença em sua cadeia molecular de duplas ligações.
O poliéster saturado é obtido através da reação entre um biálcool e um biácido saturados gerando um produto termoplástico. Sua cadeia molecular é simples composta somente por ligações simples entre átomos de carbono o que leva a flexibilidade dos artigos confeccionados com esta resina. Pode ser utilizado com ou sem reforço, para os mais diversos fins de filmes, fibras sintéticas, plastificantes (poliméricos) até produtos de engenharia como tampa de tanque de combustível entre outros. Como exemplos, pode se citar o etileno glicol tereftalato, que é obtido pela reação do etileno glicol com o ácido tereftálico.
Sendo o PET um polímero de condensação o processo de síntese ocorre com a presença de um diácido e de um dialcool originando um termoplástico de cadeia linear. A polimerização do PET acontece em duas etapas contendo os monômeros acido tereftalático (TPA) e etilenoglicol (EG). A primeira etapa pode ser executada a partir de duas diferentes reações.
Na primeira reação, que é de esterificação, o TPA reage com o EG em temperatura de 240ºC a 260ºC e pressão entre 300 e 500kPA, obtendo-se um intermediário de baixo peso molecular, tereftalato de bis-hidroxi-etileno (BHET) (Figura 1). Na segunda, que é uma reação de policondensação do tereftalato de dimetila (DMT), entre 150ºC e 220ºC e 100 kPa, produzindo, também, o BHET (Tavares; 2007).
Figura 1: Reação de esterificação do ácido tereftálico com etileno glicol.
Fonte: Tavares; (2007)
Na segunda etapa acontece o processo de policondensação do BHET, obtendo - se um PET de baixo peso molecular, destinado para aplicações que não exigem alto peso molecular ou com uma viscosidade intrínseca [η] adequada para fibras (Tavares; 2007).
Figura 2: Reação de transesterificação do tereftalato de dimetila
Fonte: Tavares; (2007)
Segundo Tavares (2007) como nos outros polímeros as propriedades mecânicas do PET são influenciadas pelo peso molecular e pela cristalinidade. As propriedades, em especial a tenacidade, dependem, ainda, se o material e isotrópico (sem orientação) ou se possui uma orientação (textura) preferencial. Assim, as propriedades do PET, quando medidas no sentido da orientação da estrutura, são excelentes, mas o material, quando isotrópico, pode apresentar-se frágil e quebradiço.
O poliéster tem origem no petróleo e é produzida a partir da fusão de seus grânulos e sua seqüente extrusão, neste processo a resina é aquecida até se tornar uma pasta, subseqüentemente esta é pressionada em um equipamento que possui micro furos denominado fieira, os fios resultantes se solidificam em seguida.
As fibras tomam sua forma final através de estiramento, realizado através de dois processos básicos; no primeiro, as fibras são estiradas durante o processo de solidificação; no segundo, o estiramento é feito após estarem solidificadas. Em ambos os casos o diâmetro da fibra é reduzido, e sua resistência à tração é aumentada. (Romero et al., 1995). As fibras ainda podem ser submetidas a processos físicos e químicos a fim de oferecer novas propriedades de conforto aos produtos confeccionados. A Figura 4 mostra corte transversal e longitudinal de fibras de poliéster de seção circular.
Figura 4: Fibras de poliéster
Fonte: Cherem, (2004).
As propriedades das fibras, juntamente com as características das mesmas, determinam o potencial de uma fibra para uma aplicação específica e também ajuda a entender o comportamento dos artigos têxteis, tanto ao uso quanto à sua manutenção. As fibras de poliéster têm como características, serem hidrofóbicas, bastante duráveis e uma boa capacidade de retenção dos corantes, o que permite criar produtos de cores muito vivas. A Tabela 1 apresenta as principais propriedades da fibra de poliéster
Tabela 1: Propriedades Físicas e Químicas da Fibra de Poliéster
Fonte: Cherem, (2004).
São muitas as tecnologias usadas na fabricação de fibras de alta tecnologia como a incorporação partículas de materiais inorgânicos com a finalidade de aumentar a densidade do fio, há fibras com seções transversais especiais e com distintas finalidades, sobretudo na eliminação mais fácil da transpiração por capilaridade. O transporte ou saída da transpiração também é facilitado pela presença de poros nas fibras, em alguns casos com a presença de um núcleo central oco. O volume ocupado pela zona oca geralmente oscila entre 20% e 40% do volume total da fibra.
A superfície das fibras de poliéster cria um ambiente desfavorável ao desenvolvimento de microorganismos o que confere ao produto confeccionado com estas fibras uma característica antibiótica inerente.
Como mensionado, o poliéster é uma fibra hidrofóbica, ou seja, não absorve a água e transpiração como é o caso do algodão ou da lã. No entanto, é possível fazer com que as fibras de poliéster transportem a água e a transpiração de maneira equivalente aos de fibras naturais, modificando a forma e melhorando características destas.
A Wellkey é uma fibra de poliéster porosa de secção transversal oca seu processo de produção se dá a partir da incorporação de polímeros especialmente solúveis e partículas minerais ao fluído fundido no momento da extrusão, havendo sua posterior eliminação durante o procedimento de produção da fibra gerando microcrateras na superfície da fibra o que melhora seu toque ao diminuir a superfície de contato com a pele. Tanto esses poros quanto o centro oco guardam ar gerando um microclima entre o tecido e a pele diminuindo a variação térmica do usuário, e o chamado volume sem peso o que torna estas mais leves que outras fibras de mesmo diâmetro. Essa estrutura ainda tem a característica de facilitar o transporte da transpiração corporal, e uma secagem rápida, sendo adequada para a produção de vestuário desportivo, ou forro de sportswear.
Referências -----------------------------------------------------------------------------------------------------
Cherem, L. F. C. Um Modelo para a Predição da Alteração Dimensional em Tecidos de Malha em Algodão. Tese (Doutorado em Engenharia de Produção). Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis 2004.
Vezzá, C. S. B.; Cotait, P. L. A. Produção de Fibras Para Confecção de Tecido a Partir da Reciclagem de PET. Poli – Universidade de São Paulo – São Paulo, SP, novembro de 2006.
Kadolph, S.J., Langford, A.L., Textiles. Ed. Prentice Hall. New Jersey, 2006.
Romero, L. L. et al., Fibras Artificiais e Sintéticas – Relato Setorial – Junho de 1995. Disponível em: http://www.bndes.gov.br/SiteBNDES/export/sites/default/bndes_pt /Galerias/Arquivos/ conhecimento/relato/fibras.pdf. Acesso: maio de 2009.
Tavares, F. F. C.; Influência da Irradiação Gama no Comportamento Mecânico e Estrutural de Chapa de Poliéster. Dissertação (Mestrado em ciência dos materiais) Instituto Militar de Engenharia – Rio de Janeiro 2007.
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