Sheath-core bicomponent fiber characterization by FT-IR and other analytical methodologies

Caracterización de fibras bicomponentes con núcleo de vaina mediante FT-IR y otras metodologías analíticas

Las fibras bicomponentes son una clase especial de fibras que consolidan dos polímeros en una sola fibra con el fin de explorar las propiedades individuales de cada polímero y pueden diseñarse en una configuración espacial que permita la mejora en la aplicación de este material. Por ello, una caracterización adecuada de las fibras bicomponentes es muy valiosa para la supervisión de procesos, el control de calidad y la investigación forense. La fibra bicomponente con núcleo de vaina compuesta por polietileno (PE), polipropileno (PP) y dióxido de titanio (TiO₂) se analizó mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR) y otras metodologías analíticas. 

Los resultados obtenidos por FT-IR utilizando modernos accesorios mostraron eficacia para caracterizar los polímeros de la vaina (PE) y el núcleo (PP), además estos polímeros fueron confirmados por DSC (Calorimetría Diferencial de Barrido). La morfología y la composición elemental también se estudiaron mediante microscopía electrónica de barrido con espectroscopia de dispersión de energía de rayos X (SEM/EDS). El análisis termogravimétrico (TGA) y el análisis colorimétrico permitieron caracterizar y cuantificar la concentración de TiO₂.

INTRODUCCIÓN

La fibra bicomponente se produce para explorar propiedades inexistentes en la fibra constituida por un único polímero y se desarrolla con el fin de lograr mejores resultados en criterios como brillo, resistencia, teñido, contracción y estabilidad de la fibra. La configuración espacial de dos componentes de la fibra suele consistir en dos tipos: lado a lado y núcleo-manto. En la primera configuración, los dos componentes están divididos longitudinalmente en dos o más regiones diferentes y, en el segundo tipo, un componente está en el núcleo de la fibra y otro alrededor del núcleo y se llama manto. Estas fibras también son conocidas como fibras "compuestas", "conjugadas" y "hetero" y, en la actualidad, la mayoría de las fibras bicomponentes producidas comercialmente son de tipo núcleo-manto, lo que asume diferentes configuraciones espaciales dependiendo de la posición del núcleo.

Dasdemir et al. también describe que la principal aplicación de estas fibras está en el área de no tejidos y uno de los propósitos de su uso incluye el aumento de la flexibilidad y resistencia, la mejora del proceso de fusión, la reducción de costos y el mejoramiento de las propiedades superficiales del material. Andrzejewski, et al., estudiaron un nuevo concepto de fibras bicomponentes como material base para compuestos auto-reforzados. El objetivo de este estudio fue explorar las diferentes propiedades térmicas que presentan las fibras bicomponentes cuando se procesan mediante diferentes técnicas, como extrusión y moldeo por inyección.