Materiales sintéticos: concepto, tipos, ejemplos

¿Qué son los materiales sintéticos?

Los materiales sintéticos son aquellos materiales que están hechos de polímeros sintetizados o de pequeñas moléculas. Los compuestos usados para realizar estos materiales vienen de químicos derivados del petróleo o petroquímicos.

Distintos compuestos químicos se usan para fabricar distintos tipos de fibras. La mayoría de los materiales sintéticos están fabricados de 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 que son utilizados en todos los campos de la tecnología textil. Existen distintos métodos para fabricar estos materiales, 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, el cual no es renovable.

Pero la tecnología ha hecho posible convertir recursos renovables en plásticos y gomas sintéticas. Estas sustancias son sustentables porque guardan recursos fósiles y aunque todavía no son 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. Esto se debió a la necesidad de reemplazar la seda asiática y el cáñamo en los paracaídas durante la II Guerra Mundial. En esa época fue utilizada para fabricar llantas, carpas, ponchos y otros suministros militares. Incluso fue usada para hacer papel de moneda en los Estados Unidos.

Es altamente inflamable, se quema en vez de derretirse. Es bastante elástica; es muy fuerte, resiste muy bien a los insectos, animales, hongos y a muchos químicos.

Tiene muchas 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 telas 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

Este 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, sobretodo en la fabricación de vehículos, es su alto costo.

Polyester

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 poliéster en camisas, pantalones, chaquetas, sombreros, sabanas, edredones, cojines, rellenos, muebles tapizados y toallas. El poliéster industrial se usa para reforzar llantas, cinturones de seguridad, y para reforzar 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, tales como guitarras, pianos e interiores de yates.

El poliéster 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 poli algodón, es un tejido fuerte, resistente a las arrugas y que no se encoge.

Material auto reparante

Estos nuevos materiales que están siendo desarrollados tienen la capacidad de reparar daños que en otras ocasiones 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 transportes.

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 automotoras, aeroespaciales, en la ingeniería civil, productos deportivos y en otras aplicaciones técnicas.

Es rígida pero al mismo tiempo moldeable y tiene una buena resistencia a las altas temperaturas. 

Kevlar

El Kevlar es un plástico muy fuerte. Tiene propiedades muy buscadas, ya que está hecho de fibras que están fuertemente presionadas las unas con las otras. Es un familiar del nylon, es 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.

El Kevlar es una excelente material antibalístico, ya que es difícil que una bala o un cuchillo pueda pasar a través de las fibras. Es más fuerte que el acero, como una armadura moderna, pero más ligera y flexible que el acero.

Otros usos del Kevlar incluyen ser usado en 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 que 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 es usada 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. Otros usos incluyen en ropa interior, trajes de baños, guantes y licras.

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 por ejemplo 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 desarrollada en los años 40. Es fuerte, ligero y tibio, por lo tanto es usada comúnmente en sweaters, como tapicería de muebles, en alfombras y para recubrir botas y guantes.

Es tan suave que al tacto se siente como lana; después de pasar por un procedimiento correcto, puede ser usada 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 ser lavado y suele ser hipoalergénica. 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 debido a la necesidad de crear una variante del caucho natural que pudiese cubrir la demanda de la industria automovilística.

El caucho sintético mejora al natural debido a que su composición le permite ser más manejable y sufrir deformaciones sin que pierda su elasticidad.

Adhesivos

Los adhesivos pueden ser de origen animal, vegetal o sintético. Este último tiene como base 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 de tierra, solo que esta 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 crudo junto con oxígeno, hidrógeno y carbono. Su capacidad principal es que se pueden fundir para que luego adopten la que 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.