Es generalment conegut que la roba d’ hivern manufacturada amb teixit encoixinat ple de plomes ofereixen un aïllament tèrmic i una retenció del calor excel·lent. Un dels problemes , es que en mullar-se augmenten molt de pes i en tornar-se a assecar tenen una forta olor desagradable.
També se sap que no és la ploma la que dóna calor a les peces, sinó que les excel·lents propietats aïllants de l’aire quiet i atrapat per les plomes és el que dóna la calor.
Per donar solució als problemes que presenta l’ ús de les plomes, els fabricants de fibres sintètiques han analitzat la fibra de polièster tractada amb diversos productes químics, un dels quals son els polímers de silicona per imitar l’ efecte de l’aire atrapat en les plomes .
Els polímers de silicona s’ apliquen a la fibra de polièster per reduir la fricció entre fibres ( tacte suau de les fibres ) i també per millorar la resiliència d’aquestes. D’aquesta manera es garanteix que les fibres siliconades contenen la màxima quantitat d’aire quiet per proporcionar les millors propietats d’ aïllament i també que, sota càrrega, no es compacten fàcilment i tornen al seu estat de volum inicial.
Propietats de les fibres de polièster siliconades
Les fibres de polièster posseeixen una sèrie de característiques bàsiques que les fan molt adequades per utilitzar-les com a material de farciment en peces de roba i coixins. Les propietats més importants son les següents:
- Alta resistència i bona recuperació de la deformació després de una compressió i flexió.
- Bon color blanc i sense olor.
- Absorció d’ humitat insignificant.
- No provoca reaccions al·lèrgiques en persones susceptibles a farciments fets amb material proteic animal.
- Es pot rentar convencionalment o netejar en sec.
A més d’aquestes propietats inherents a la fibra de polièster, també se li poden donar propietats d’ elevat volum i resistència a la deformació mitjançant la inserció de diverses configuracions de crimpat o arrissat a l’ etapa de fabricació de la fibra.
La suavitat i la recuperació a la compressió del teixit en formes de guata o simplement de fibres no teixides pot variar entre amplis límits mitjançant l’ajust del nivell de crimpat ( arrissat) i l’aplicació d’un acabat de polímer de silicona, que millora la recuperació del volum inicial, presumiblement reduint la fricció de fibra / fibra.
Química del sistema de silicona
La formulació es desenvolupa en un mitjà aquós i consisteix en un sistema de dos components o un sistema de tres components. Depenent dels diferents requisits finals del polièster siliconat que es necessitin .
Sistema de dos components
El sistema de dos components consisteix en una emulsió de polímer de silicona amb funció amino i un alcoxisilà amb funció amina.
El mecanisme de reacció és que l ’alcoxisilà amino funcional reaccionarà amb el polímer de silicona amino funcional.
Inicialment l’ alcoxisilà amino funcional reaccionarà amb aigua (hidròlisi) per formar silà amb funcionalitat OH.
El següent pas és que el silà hidrolitzat reaccionarà amb els grups silanol de l’emulsió de polidimetilsiloxà PDMS amino funcional . El resultat final és una xarxa reticulada de polímer PDMS amínic amb amino alcoxisilà :
Finalment es produirà una xarxa reticulada final de polímer de silicona conjuntament aplicada a la fibra de polièster :
Sistema de tres components
Els siloxans amino funcionals són agents de suavitzat molt efectius a causa de la interacció dels grups amino amb el substrat tèxtil.
Aquesta interacció és deguda a forces de Van der Waals o a forces electrostàtiques, en substrats com ara cel·lulosa, llana i polièster. Aquesta interacció pot ser augmentada en condicions de pH àcid (pH 4-6) quan el siloxà es fa mes catiònic, i pot ser atret al teixit amb més força .
La substantivitat dels amino siloxans pot millorar mitjançant la incorporació de grups silanol reactius a la fi de la cadena. Si es desitja una major durabilitat sobre el teixit, aquest grup silanol situat a la fi de la cadena pot ser reticulat amb grups funcionals epòxids.
El sistema de tres components es basa en la reacció de l’ emulsió de siloxà amino funcional i l’ emulsió de siloxà amb funció epoxi ( figura 4) catalitzada amb un alcoxi silà amino funcional.
Component 1 : Emulsió d’ epoxi siloxà .
Component 2 : Emulsió d’ amino siloxà.
Component 3: Alcoxi amino silà
Mecanismes de reacció del sistema de 3 components
Els mecanismes de reacció del sistema de tres components són els següents:
a) Reacció de grups epoxi i amina.
b) Hidròlisi de grups alcoxi (silà).
c) Condensació dels grups OH de silanol.
d) Reacció de condensació amb els grups OH de l’ amino siloxà .
El polímer de la figura 10 es desenvolupa i es forma a sobre de les fibres de polièster quan el sistema de tres components es aplicat mitjançant els mètodes tradicionals d’ aplicació de producte d’ acabat a les fibres .
Els productes de les amino silicones son emulsions aquoses dels polímers preparats amb forma de macroemulsions o microemulsions segons sigui el tipus de producte i forma d’ aplicació.
Les tècniques d’ aplicació del polímer i les quantitats a aplicar de polímer sobre les fibres es detallaran en successius articles tècnics.
Cal destacar que l’efecte de les silicones sobre el medi ambient ha estat estudiat extensament en aigües de riu i de mar. En aquests mitjans naturals es va observar que no es van causar efectes adversos a concentracions inferiors a les de la seva solubilitat en aigua.