Fibra

Archiu:Carbon fiber.jpg

Fibra de carbó

Una fibra (en latín: fibra) és una substància natural o artificial que és significativament més llarga que ampla. Les fibres biològiques solen ser proteïnes allargades també conegudes com proteïnes fibrosas. Les fibres s'utilisen a sovint en la fabricació d'atres materials tant en la construcció com en l'indústria textil. Els materials d'ingenieria més resistents a sovint incorporen fibres, per eixemple, fibra de carbono i polietileno de pes molecular ultra alt.

Fibres naturals

Artícul principal → Fibra natural.

Les fibres naturals es desenrollen o es presenten en forma de fibra, i inclouen les produïdes per plantes, animals i processos geològics. Es poden classificar segons el seu orige:

• Les fibres vegetals es basen generalment en apanys de celulosa, a sovint en lignina: els eixemples inclouen cotó, cànem, yute, lli, abacá, pinya, ramio, sisal, bagazo i banana. Les fibres vegetals s'ampren en la fabricació de paper i textils (teles), i la fibra dietètica és un component important de la nutrició humana.
• La fibra de fusta, que es distinguix de la fibra vegetal, prové d'arbres. Les formes inclouen fusta mòlta, corfa d'encaix, polpa termomecánica (TMP) i polpes kraft o al sulfito blanquejades o sense blanquejar. El kraft i el sulfito es referixen al tipo de procés de fabricació de polpa que s'utilisa per a eliminar la lignina que unix l'estructura de fusta original, lliberant aixina les fibres per al seu us en paper i productes de fusta d'ingenieria com el tauler de fibra.
• Les fibres animals consistixen principalment en proteïnes particulars. Alguns eixemples són la seda de cuc de seda, seda d'aranya, tendó, cátgut, llana, seda marina i pèl com la llana de caixmir, el mohair i la llana d'angora, pells com a pell d'ovella, conill, visón, rabosot, castor, etc.
• Les fibres minerals inclouen el grup del amiant. El asbesto és l'única fibra mineral llarga d'orige natural. S'han classificat sis minerals com "amiant", inclós el crisotilo de la classe serpentina i els que pertanyen a la classe dels anfíbolés: amosita, crocidolita, tremolita, antofilita i actinolita. Els minerals curts, similars a les fibres, inclouen la wollastonita i la paligorskita.
• Les fibres biològiques, també conegudes com proteïnes fibrosas o filaments de proteïnes, consistixen principalment en proteïnes biològicament rellevants i biològicament molt importants, en les que les mutacions o atres defectes genètics poden provocar malalties greus. Alguns eixemples són la família de proteïnes del colágeno, tendons, proteïnes musculars com l'actina, proteïnes celulars com els microtúbuls i molts uns atres, com seda d'aranya, tendons i cabell.

Fibres artificials

Les fibres artificials o químiques són fibres la composició química de les quals, estructura i propietats es modifiquen significativament durant el procés de fabricació. En la moda, una fibra és un bri o fil de material llarc i prim que es pot teixir en una tela. Les fibres sintètiques es componen de fibres regenerades i fibres sintètiques.

Fibres semisintéticas

Les fibres semisintéticas es fabriquen a partir de matèries primeres en estructura polimèrica de cadena llarga natural i solament es modifiquen i degraden parcialment per mig de processos químics, a diferència de les fibres completament sintètiques com el nailon (poliamida) o el dacrón (polièster), que el químic sintetisa a partir de composts de baix pes molecular per mig de reaccions de polimerisació (formació de cadenes). La primera fibra semisintética és la fibra regenerada de celulosa, el rayón. La majoria de les fibres semisintéticas són fibres regenerades en celulosa.

Fibres regenerades de celulosa

Les fibres de celulosa són un subconjunt de fibres artificials, regenerades a partir de celulosa natural. La celulosa prové de vàries fonts: rayón de fibra de fusta d'arbre, fibra de bambú de bambú, d'algues, etc. En la producció d'estes fibres, la celulosa es reduïx a una forma prou pura com una massa viscosa i es forma en fibres per extrusió a través de rencs. Per lo tant, el procés de fabricació deixa poques característiques distintives del material d'orige natural en els productes terminats.

Alguns eixemples d'este tipo de fibra són:

• Seda artificial
• Lyocell, una marca de rayón
• Modal
• Fibra de diacetato
• Fibra de triacetato

Històricament, el diacetato i triacetato de celulosa es varen classificar baix el terme rayón, pero ara es consideren materials distints.

Fibres sintètiques

Les fibres sintètiques provenen completament de materials sintètics com els petroquímics, a diferència de les fibres artificials derivades de substàncies naturals com la celulosa o les proteïnes.

La classificació de les fibres en plàstics reforçats es dividix en dos classes: (i) fibres curtes, també conegudes com a fibres discontínues, en una relació d'aspecte general (definida com la relació entre la llongitut de la fibra i el diàmetro) entre 20 i 60, i (ii) fibres llargues, també conegudes com a fibres contínues, la relació d'aspecte general està entre 200 i 500.

Fibres metàliques

Les fibres metàliques poden extraure's de metals dúctils com el coure, or o argent i extruirse o depositar-se a partir d'uns atres més fràgils, com el níquel, l'alumini o el ferro.

Fibra de carbono

Les fibres de carbono es basen en polímero carbonizados oxidados i per mig de pirólisis com el PAN, pero el producte final és carbono casi pur.

Fibra de carbur de silici

Les fibres de carbur de silici són aquelles a on aproximadament el 50% dels àtoms de carbono estan reemplaçats per àtoms de silici, els cridats poli-carbo- silanos. La pirólisis produïx un carbur de silici amorfo, que inclou principalment atres elements com a oxigen, titani o alumini, pero en propietats mecàniques molt similars a les de les fibres de carbono.

Fibra de vidre

La fibra de vidre, feta de vidre específic, i la fibra òptica, feta de cuarzo natural purificat, també són fibres artificials que provenen de matèries primeres naturals, fibra de sílice, feta de silicat de sodi (vidre soluble) i fibra de basalt feta de basalt fos.

Fibres minerals

Les fibres minerals poden ser particularment fortes perque estan formades en un número baix de defectes superficials, l'amiant és un dels més comuns.

Fibres polimèriques

• Les fibres polimèriques són un subconjunt de fibres artificials, que es basen en productes químics sintètics (a sovint de fonts petroquímiques ) en lloc de sorgir de materials naturals per mig d'un procés purament físic. Estes fibres estan fetes de:
  • Nailon de poliamida
  • Polièster PET o PBT
  • Fenol-formaldehit (PF)
  • Fibra de clorur de polivinilo (PVC) vinyon
  • Poliolefinas (PP i PE) fibra d'olefina
  • Polièsters acrílics, fibres de PAN de polièster pur s'utilisen per a fabricar fibra de carbono en torrar-les en un ambient en poc oxigen. La fibra acrílica tradicional s'usa en major freqüència com a tongada sintètica de la llana. Les fibres de carbono i les fibres de PF es consideren dos fibres a pur de resina que no són termoplàstiques, la majoria de les demés es poden fondre.
  • Les poliamides aromàtiques (aramidas) com Twaron, Kevlar i Nomex es degraden tèrmicament a altes temperatures i no es fonen. Estes fibres tenen una forta unió entre les cadenes d'polímero.
  • Polietileno (PE), eventualment en cadenes extremadament llargues / HMPE (Dyneema o Spectra).
  • Inclús es poden usar elastòmers, per eixemple, spandex, encara que les fibres de uretano estan començant a reemplaçar la tecnologia del spandex.
  • Fibra de poliuretano
  • Elastolefina
• Les fibres coextruidas tenen dos polímero distints que formen la fibra, generalment com un núcleu-revestiment o un al costat de l'atre. Existixen fibres recobertes, com les recobertes de níquel per a proporcionar eliminació d'estàtica, les recobertes d'argent per a proporcionar propietats antibacterianas i les recobertes d'alumini per a proporcionar deflexión de RF para les partícules de radar. La palla de radar és en realitat un carret de estopa de vidre continu que ha segut recobert d'alumini. Un tallador d'alta velocitat montat en un avió ho talla quan ix d'un avió en moviment per a confondre les senyals de radar.

Microfibras

Les microfibras en els textils es referixen a la fibra de sub-denier (com el polièster estirat a 0,5 denier). Denier i Dtex són dos mides de rendiment de fibra basades en pes i llongitut. Si es coneix la densitat de la fibra, també té un diàmetro de fibra; de lo contrari, és més senzill medir els diàmetros en micrómetros. Les microfibras en fibres tècniques es referixen a fibres ultrafinas (vidre o termoplàstics fosos per bufat) que s'utilisen a sovint en la filtració. Els dissenys de fibra més nous inclouen l'extrusió de fibra que es dividix en vàries fibres més fines. La majoria de les fibres sintètiques tenen una secció travessera redona, pero els dissenys especials poden ser buits, ovalats, en forma d'estrela o trilobulares. L'últim disseny proporciona propietats ópticamente reflectantes. Les fibres textils sintètiques a sovint es rullen per a proporcionar volum en una estructura teixida, no teixida o de punt. Les superfícies de fibra també poden ser opaques o lluentes. Les superfícies opaques reflectixen més llum, mentres que les lluentes tendixen a transmetre llum i fan que la fibra siga més transparent.

Les fibres molt curtes i / o irregulars s'han denominat fibrillas. La celulosa natural, com el cotó o el kraft blanquejat, mostra fibrillas més chicotetes que descollen i s'allunten de l'estructura principal de la fibra.