Home Nanotecnología - activos HIGHSPIN – INVESTIGACIÓN DE LA MEJORA DE LA HIDROFILIDAD INHERENTE EN FIBRAS POLIMÉRICAS Y SU COMPATIBILIZACIÓN EN MEDIOS ACUOSOS PARA APLICACIONES DE REFUERZO Y SEGURIDAD

HIGHSPIN – INVESTIGACIÓN DE LA MEJORA DE LA HIDROFILIDAD INHERENTE EN FIBRAS POLIMÉRICAS Y SU COMPATIBILIZACIÓN EN MEDIOS ACUOSOS PARA APLICACIONES DE REFUERZO Y SEGURIDAD

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I + D / Nanotecnología aplicada a materiales textiles. Desarrollo de fibras, hilatura y tejeduría

 

Fecha: enero 2021 – junio 2022

MOTIVACIONES


El proyecto HIGHSPIN nace de la creciente necesidad de las empresas por mejorar el comportamiento hidrofílico en fibras poliméricas.

Por una parte, los mercados de ropa deportiva, médica, automoción, etc. se están volviendo cada vez mas exigentes en lo referente a tejidos técnicos para que ofrezcan buena transpirabilidad, resistencia y funcionalidades que aporten valor añadido al producto. Esta tendencia del mercado crea la necesidad de investigación de mejorar la gestión de la humedad en tejidos de poliamida. Por otra parte, la sustitución de las fibrillas de polipropileno por otras de poliamida en procesos por medios acuosos (papel de seguridad y hormigón de refuerzo) supone una alternativa novedosa que ofrecería un producto de mayor calidad a menor coste respecto a los existentes en el mercado, siendo hoy en día su incompatibilidad en procesos por medios acuosos lo que imposibilita su aplicación.

                                                              

OBJETIVOS


El objetivo general del proyecto es mejorar el comportamiento hidrofílico de fibras poliméricas en medios acuosos mediante su funcionalización, hilatura y caracterización para aplicaciones de refuerzo y seguridad.

De forma más específica, los objetivos se pueden definir en:

  • Obtención de nuevas formulaciones en base polipropileno (PP) con aditivos para modificar la densidad y superficie del polímero mejorando así su comportamiento en medios acuosos.
  • Obtención de nuevas formulaciones en base poliamida (PA) con aditivos UV, FIR, IN, UPF y antibacterianos para aportar nuevas funcionalidades que mejoren sus propiedades fisicoquímicas.
  • Optimización del proceso de hilatura multifilamento por fusión para lograr las mejores propiedades mecánicas posibles en las fibras poliméricas.
  • Desarrollo de hilos con secciones especiales (side by side, trilobal, hollow) mediante hilatura multifilamento por fusión para la mejora de la gestión de la humedad en las fibras.
  • Optimización de los distintos procesos de texturizado ATY, DTY para mejorar la suavidad y confort de los hilos obtenidos de PA.
  • Fabricación de tejidos y desarrollo de prototipos demostradores a partir de los hilos texturizados obtenidos de PA.
  • Caracterización de compounds, hilos y tejidos para el análisis del grado de mejora su compatibilidad en medios acuosos, resistencia a la tracción y a la abrasión.

RESULTADOS ESPERADOS


Los resultados del proyecto serán realmente novedosos ya que, por una parte, se desarrollarán tejidos técnicos de poliamida con elevada resistencia y transpirabilidad entre otras funcionalidades y, por otro otra parte, se obtendrán fibrillas de polipropileno que mejorarán los aspectos funcionales y económicos respecto a las fibrillas de poliamida existentes en el mercado mediante sus propiedades y mayor compatibilidad en medios acuosos durante el procesado.

Con la ejecución del proyecto se espera obtener resultados que están íntimamente relacionados con los objetivos específicos citados en el apartado anterior. Por lo tanto, los resultados esperados tras la ejecución del proyecto a partir de los objetivos propuestos son:

  • Obtener nuevas formulaciones en base PP y PA con mejor comportamiento hidrofílico y propiedades funcionales añadidas.
  • Desarrollar hilos multifilamento con excelentes propiedades mecánicas.
  • Desarrollar hilos multifilamento con secciones especiales que mejoren la gestión de la humedad en los tejidos de poliamida y en las fibrillas de polipropileno.
  • Obtener fibras cortadas de PP compatibles en medios acuosos.
  • Obtener hilos texturizados ATY y DTY de PA que mejoren la suavidad y confort en los tejidos.
  • Fabricar de tejidos y desarrollo de prototipos demostradores funcionales de PA con buena transpirabilidad, resistencia mecánica y resistencia a la abrasión.
  • Adquirir conocimiento a partir de la caracterización de compounds, fibras cortadas, hilos y tejidos.

Resultados obtenidos hasta la fecha

En los resultados referentes a la funcionalización mediante el proceso de compounding, se observa que el procesado de todos los blends es estable, la velocidad de producción es relativamente elevada y el producto resultante presenta buena calidad.

Las pruebas orientadas a la obtención de hilos mediante la hilatura multifilamento por fusión para cada una de las aplicaciones a las que van destinadas las principales líneas de investigación del proyecto muestran los siguientes resultados:

  • Polipropileno para pasta de papel: Se han desarrollado fibras de polipropileno con distintas funcionalidades para mejorar la cohesión de estas durante el proceso de obtención del papel. La realización de varias caracterizaciones muestra resultados positivos, ya que el procesado ha sido estable y la cohesión de las fibras con el medio acuoso se ha visto incrementada por el efecto de los aditivos añadidos.
  • Polipropileno para hormigón reforzado: El estudio se ha centrado en la obtención de fibras con la máxima tenacidad posible.
  • Poliamida para obtención de tejidos: Se han obtenido hilos de poliamida con sección “Side by Side” de elevada tenacidad. El proceso es estable y el rizado que aporta elasticidad al hilo es visible.
Propuesta de valor

Se han desarrollado fibrillas de polipropileno para papel de seguridad que presentan buena compatibilidad durante su adición en el medio acuoso de pasta de papel gracias al uso de aditivos modificadores de la rugosidad y tensión superficial. El uso de polipropileno como polímero base representa una reducción del coste en la materia prima con respecto a la poliamida (de 3,5 €/kg a 2,75 €/kg), usada hoy en día para esta aplicación. Además, el polipropileno también ofrece mayor resistencia a los agentes ambientales con respecto a la poliamida.

Además, se han obtenido fibrillas de polipropileno para hormigón reforzado con elevadas propiedades mecánicas y nuevas funcionalidades con el objetivo de mejorar la cohesión durante su adición al hormigón repercutiendo, por tanto, en una mayor resistencia a fatiga, compresión, fisuras y cambios de temperatura.

Finalmente, se han obtenido hilos elásticos de poliamida con sección “Side by Side”. Estos hilos mantienen las excelentes propiedades fisicomecánicas de los hilos de poliamida existentes en el mercado y, además, permiten su reciclaje al evitar el uso elastano para dotar de elasticidad al hilo.

Este proyecto cuenta con el apoyo de la Conselleria d’Economia Sostenible, Sectors Productius, Comerç i Treball de la Generalitat Valenciana, a través del IVACE, y está cofinaciado por los fondos FEDER de la UE, dentro del Programa Operativo FEDER de la Comunitat Valenciana 2014-2020.

Información adicional

  • Expediente: IMDEEA/2021/22

  • Resultados detallados: INFORME DE RESULTADOS

  • Importe: 219.858,68 €

  • Año: 2021 – 2022

  • Estado: En ejecución

  • Entidad: IVACE
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