FIBRA DE CARBONO

Há mais de 3000 a.C., os egípcios já cultivavam o linho, para fazer fios e tecidos para suas vestimentas e proteção.

Essa pintura acima está gravada nas pirâmides. Informando o cultivo do linho, seu transporte, sua preparação e tecimento manual dos tecidos na perpendicular, hoje temos as máquinas que tecem na horizontal.

Já os chineses, dominavam o processo de fiar e tecer a seda desde 2700 a.C., e mantiveram essa técnica em segredo de estado por milhares de ano. Os chineses abasteceram a Europa com seda, através das famosas rotas da seda. Rotas comercias que ligavam o extremo oriente a Europa, vindo a Europa descobrir o processo de fabricação da seda por volta do ano 300 d.C.

Em 1821 d.C. , um francês descobriu o método de fabricar a seda artificial, que é a Viscose. Em 1935 d.C. Foi criado a primeira fibra têxtil química, o Nylon.

Dai para frente, tivemos uma série de descobertas de fibras têxteis, com a intenção de serem melhores que as fibras naturais e atenderem às necessidades do homem. Na década de 1960, o homem buscava a fabricação de uma fibra mais fina que o cabelo humano, pois sabia que quanto mais fino os filamentos das fibras, mais aumentava sua resistência, assim tentava-se obter mais filamentos por seção transversal em um fio. Foi uma luta incessante para descobrir como fiar um filamento mais fino que um mícron (milésima parte de um milímetro). Daí as microfibras, famosas nos anos sessenta, com as camisas "volta ao mundo".

Depois chegamos às fibras de alta tecnologia, mais finas, mais resistentes a tração, as altas temperaturas e principalmente mais leves que os metais.

Mas a barreira técnica de finura foi ultrapassada e hoje temos os nano filamentos, 1000 vezes mais finos do que um mícron.

RESISTÊNCIA DE MATERIAIS

É a capacidade do material resistir a uma força a ele aplicada, assim pôde-se quantificar a quantidade necessária para resistir a um esforço, sem desperdício de matéria prima.

Podemos ver no gráfico de resistência de alguns materiais acima, e, observa-se que a seda da aranha (fibra em processo de pesquisa industrial adiantada) é mais resistente que muitos metais. Nesse mesmo gráfico, veja que o mais resistente é o metal tungstênio , chegando a 1500 MPa (megapascal).

Nesse gráfico, podemos observar que o tungstênio que era o mais resistente no gráfico anterior, agora é o mais fraco nesse comparado com as fibras têxteis de alta tecnologia. A fibra de carbono chega a ser 4 vezes mais resistente do que o mais resistente dos metais, o tungstênio.

Nesse gráfico temos todos os materiais em comparação.

A seguir, comparação do material mais resistente do gráfico anterior, o carbono com as nanofibras.

O nanocarbono chega a ser 100 vezes mais resistente do que a fibra de carbono. Com isso já existe estudos e previsões pelos japoneses de que no ano 2050, os foguetes serão substituídos por elevadores de transporte de materiais, através de cabos de nanocarbono da terra para a estação orbital estacionária, o que irá reduzir os custos e facilitará as viagens interplanetária.

PESO ESPECÍFICO DOS MATERIAIS (g/cm³)

No gráfico a seguir, temos a comparação dos pesos específicos dos materiais. Nele vemos como os metais são muito mais pesados que os demais. O nanocarbono é o mais leves deles todos, dai o porque as pesquisas e busca de tê-las em produção industrial.

A fibra de carbono já é de domínio industrial desde a após segunda guerra mundial, o nanocarbono ainda é laboratorial, mas logo chegará ao domínio industrial, porém será um preço exorbitante, como era a fibra de carbono a uns anos atrás. Hoje a fibra de carbono ainda é cara, mas suportada comercialmente. As fibras de carbono são fabricadas de 1000 a 48000 filamentos ( 1 K até 48 K) pela empresa japonesa TohoTenax, que são denominadas de 1 K, 3 k , e assim por diante. As mais finas que 12 K ainda são de uso militar ou restrito e nós ainda não temos acesso a elas industrialmente ( pelo menos que eu conheça) devido à segurança de estado ( lembram-se da fibra de seda no início?) evitando assim que grupos terroristas ou países rivais, obtenham acesso a esses materiais, pois devido à sua resistência e peso, pode se fabricar mísseis, bombas, aviões e uma série de materiais bélicos.

Com a fibra de carbono se produz uma gama enorme de materiais, e como exemplo podemos citar: freios e discos de freios ( porque não produzem faíscas, não dilata e resiste a alta temperatura) de todos os jatos conhecidos, freios e discos de freios de carros de corrida e esportivos, aviões militares, helicóptero militar e comercial, materiais esportivos, bicicletas, barcos e iates comerciais, navios militares, mísseis, foguetes, e como exemplo especial, o avião elétrico sem uso de combustível, que fez a volta ao mundo ontem (26/07/2016)(foto inicial do avião)

TÊXTEIS CONVENCIONAIS, as necessidades de desempenho são menos exigentes, sendo mais importante o conforto e a aparência.

TÊXTEIS TÉCNICOS dependem de aplicações e desempenhos específicos, sendo normalmente utilizadas de fibras de elevado desempenho.

TIPOS CONSTRUÇÕES, ACABAMENTOS E DE FIBRAS DE ALTO DESEMPENHO NOS TECIDOS INDUSTRIAIS.

APLICAÇÕES DE TECIDOS TÉCNICOS

E as pesquisas continuam...

Fontes: wikipedia, TohoTenax.

Sergio Bayer - bacharel em economia e técnico têxtil. 27/07/2016

Textil no século XXI

Quando a gente fala em indústria têxtil, o que vem a nossa mente? A gente se lembra de: linhas de costuras, tecidos, roupas de cama, vestimentas, moda, etc., ... , MAS hoje não é só isso que se limitam os têxteis. A indústria têxtil esta ligada ao nosso dia a dia de infinitas formas, quase tudo ao nosso redor podem estar os produtos têxteis, direta ou indiretamente. A indústria têxtil esta mais avançada e muitas das coisas que utilizamos, só é possível pelos avanços tecnológico desse setor. No passado ela deu um passo em tecnologia, no que diz respeito ao computador, sim, computador. Foi baseado no sistema do tear Jacquard, tear que tece o tecido, levantando um fio do urdume individualmente para tecer, através de réguas perfuradas. Ele foi inventado em 1804, por Joseph Marie Jacquard, dando inicio ao sistema de cartões perfurados com uma decisiva influência na computação. Mas isso é outra história, vamos agora ver na atualidade o que temos na indústria têxtil que utilizamos no nosso dia a dia, isso sim que será o nosso tema.

Para começar, o homem sempre vive em busca constante de melhoria para o seu conhecimento e melhores condições de vida, buscando sempre manufaturas de uma forma mais rentável, mais resistente, de melhor desempenho, a fim de alcançar seus anseios e necessidades. Para substituir a seda o homem inventou o raiom. Para substituir a lã, ele inventou o acrílico. Para as viagens aeroespaciais, ele inventou os tecidos que substituíram o ferro, o aço, o titânio, com materiais têxteis mais leves que os metais e muito mais resistentes fisicamente, inclusive às altas temperaturas. Não fosse esses materiais, talvez não tivéssemos ido a lua, não tivéssemos os foguetes, os mísseis, ...., sim , é isso mesmo, graças a evolução das descobertas desses materiais classificados como de alta tecnologia, que foram tecidos e tratados, para que conseguíssemos grandes avanços aeroespacial.

Que materiais são esses?

Eles são: o vidro (derivado de areias), o carbono (derivado do petróleo, da celulose e do piche), o aramida mais conhecido como Kevlar*(marca registrada da DuPont) (derivado do petróleo), a sílica (derivado de areia/ vidro purificado), basalto (derivado de rochas basálticas), alumina (derivado do alumínio), fibra cerâmica (derivado da sílica e alumina), polietileno de alto peso molecular (PE-UHMW) (derivado do petróleo), entre outros.

Além dessas, temos pesquisas de materiais de origem natural (seda da aranha) que já estão em produção de pequena escala industrial e em laboratórios, que irão revolucionar mais ainda o ramo têxtil, que alem dessas altas performances citadas, é uma fibra natural e não agride a natureza, o que o homem agora busca ativamente.

Outro passo gigante na evolução industrial têxtil são as nanofibras, dessas fibras já conhecidas e citadas acima, que estão em laboratórios, mas breve estarão em produção industrial, alavancando ainda mais a resistência, a elasticidade, a durabilidade e com menor peso molecular, isto é, infinitamente mais leves, que dará um mega passo na industria têxtil e nos avanços tecnológicos. Para se ter uma ideia, existe um projeto japonês em andamento com previsão de em 2050, que será a substituição dos foguetes atuais por elevadores, partindo da terra para a estação espacial orbital estacionária e vice versa, utilizando cabos de nanocarbono.

fonte:NASA