PROCEDIMIENTO PARA EL REFORMADO DE FIBRAS COMPUESTAS Y APLICACIONES.

Procedimiento para el reformado de fibras compuestas y aplicaciones. La presente invención se refiere, de una manera general, al tratamiento ulterior de fibras compuestas y, en particular, se refiere a un nuevo procedimiento para el reformado de fibras compuestas, que comprenden partículas coloidales y, al menos, un polímero aglutinante y/o puenteante, a la utilización del procedimiento y a las fibras reformadas, que son obtenidas por medio de dicho procedimiento. Se entiende por partículas coloidales, en el sentido de la invención, las partículas que están definidas según las normas internacionales de la UICPA como aquellas partículas, cuyo tamaño está comprendido entre algunos nanómetros y algunas micras. Se sabe que, de manera general, las propiedades de las fibras compuestas dependen, de forma crítica, de la estructura y de la disposición de sus componentes y, de manera particular, de las partículas que las constituyen. Los principales parámetros que gobiernan entonces las propiedades de la fibra son el enmarañamiento de las partículas, su orientación y, por último, la intensidad de las eventuales fuerzas de cohesión entre las partículas. Tal como ocurre en el caso de las fibras textiles clásicas, el enmarañamiento puede ser modificado llevándose por medio de la realización de un trenzado mayor o menos de la fibra y, como ocurre en el caso de las fibras polímeras clásicas, la orientación de las partículas debe poder ser modificada por medio del ejercicio de tracciones sobre la fibra, que pueden ser producidas, por ejemplo, por medio de un proceso de extrusión. De manera clásica, para tales fibras polímeras, estas alineaciones u orientaciones se obtienen en caliente. En efecto, a elevada temperatura la fibra se vuelve deformable y las cadenas de los polímeros, más móviles, pueden ser orientadas entonces por medio de la tracción ejercida sobre las fibras. Estas modificaciones estructurales, o reformado, requieren que la fibra sea suficientemente deformable pero que, sin embargo, sea bastante resistente con el fin de sufrir acciones mecánicas en condiciones simples. En general, en el caso de las fibras compuestas, que comprenden partículas coloidales y, al menos, un polímero aglutinante y/o puenteante, son aplicados los procedimientos conocidos de reformado de fibras en caliente. Por lo tanto, estos métodos necesitan trabajar, al menos, a la temperatura de transición vítrea del polímero, con el fin de suavizar y de favorecer las posibilidades de movimiento de las partículas en/con el polímero. De aquí se deduce un consumo de energía importante y un equipamiento particular, que permita trabajar a estas temperaturas, que son, en general, suficientemente elevadas como para favorecer las oxidaciones. Por otra parte, estos aumentos de temperatura pueden ocasionar una degradación, por muy pequeña que sea, del polímero o de las partículas que constituyen la citada fibra, principalmente por oxidación de los constituyentes del polímero o de las partículas, degradación que puede revelarse perjudicial a largo plazo para el buen comportamiento de la fibra y de su cohesión. Esta degradación es proporcional a la duración del tratamiento y es función de los diferentes agrupamientos químicos terminales del polímero y de los constituyentes de las partículas. Por lo tanto, la invención se propone remediar estos inconvenientes proporcionando un procedimiento de reformado de fibras compuestas, que comprenden partículas coloidales y, al menos, un polímero aglutinante y/o puenteante, de una realización particularmente simple, que no necesita energía o que necesita poca energía, preservando la integridad de todos los constituyentes de la fibra y sin requerir la instalación de un equipamiento particular. Con esta finalidad y de conformidad con la invención, un procedimiento de reformado de las fibras compuestas, que comprenden partículas coloidales y, al menos, un polímero aglutinante y/o puenteante, comprende: - medios para deformar, en frío, a temperatura ambiente, o a una temperatura ligeramente mayor que la temperatura ambiente, a el citado polímero de la citada fibra, y - medios para llevar a cabo la aplicaron, sobre la citada fibra, de esfuerzos mecánicos. En efecto, los inventores han descubierto, y esto es lo que constituye el objeto de la invención, que estas fibras compuestas, que comprenden partículas coloidales y, al menos, un polímero aglutinante y/o puenteante, pueden ser perfectamente tratadas en frío o incluso a la temperatura ambiente o también ligeramente mayor que la temperatura ambiente por medio de la utilización de medios simples de deformación del citado polímero puenteante y/o aglutinante. Se entiende por reformado en frío, a temperatura ambiente o a temperatura ligeramente mayor que la temperatura ambiente, cualquier tratamiento de las fibras, que son aplicadas en dicho procedimiento, a una temperatura que está situada en reintervalo comprendido entre 0ºC y un temperatura ligeramente mayor que la ambiente, siendo considerada esta, en general, con un valor del orden de 20 a 25ºC. Las temperaturas superiores están comprendidas de manera ventajosa entre 25ºC y 50ºC. 2 ES 2 365 726 T3 De manera preferente, los citados medios para deformar el citado polímero están constituidos por un aporte de plastificante. En efecto, la mayor parte de los polímeros tiene afinidad para ciertos plastificantes, que son aplicados en frío, que permiten suavizar su conformación. Otra posibilidad para llevar a cabo la deformación de estos polímeros consiste en una inmersión de la citada fibra en un disolvente o en una mezcla de disolventes, de tal modo que la solubilidad recíproca del citado polímero en el citado disolvente o en dicha mezcla de disolventes, condicione la optimización de los citados esfuerzos mecánicos aplicados. De manera ventajosa, y de conformidad con los esfuerzos mecánicos, a los cuales se desea someter a la fibra, el citado disolvente se elige entre los disolventes en los que el polímero sea soluble o parcialmente soluble. Entonces la fibra está suavizada como consecuencia de la solubilización parcial del polímero y se vuelve, por lo tanto, fácilmente maleable y transformable. De conformidad con otro modo de realización del procedimiento, el citado disolvente se elige entre los disolventes en los cuales el polímero sea insoluble o prácticamente insoluble. En efecto, si se desea someter a la fibra a esfuerzos importantes sin correr el riesgo de provocar su rotura o de provocar su deterioro de manera definitiva, es deseable que el citado polímero no sea disuelto por completo sino que, simplemente, sea solvatado parcialmente con el fin de conferirle una cierta flexibilidad y, por lo tanto, permitir la aplicación de esfuerzos mecánicos, al mismo tiempo que se mantiene su cohesión. En efecto, una de las ventajas de l procedimiento de conformidad con la invención consiste en que la solvatación de una fibra compuesta, que comprende partículas y, al menos, un polímero aglutinante y/o puenteante, permite el movimiento de unas partículas con relación a las otras sin destruir la cohesión del polímero aglutinante y/o puenteante como consecuencia de las fuerzas de puenteado que existen entre el polímero y las partículas. Una fibra clásica, que está constituida por partículas en una matriz polimérica, sometida al procedimiento de conformidad con la invención, conduciría a la disolución completa del polímero y, por lo tanto, a una destrucción de la fibra. Evidentemente, el procedimiento podrá ser realizado eligiéndose como disolvente cualquier mezcla volúmica y/o ponderal de, al menos, un disolvente en el que el polímero sea soluble o parcialmente soluble y de, al menos, un disolvente en el que el polímero sea insoluble o prácticamente insoluble. De este modo, se obtiene entonces toda una gama de deformación, que permite la aplicación de una gama correspondiente de esfuerzos en función de las propiedades deseadas de la fibra final. De manera ventajosa, el citado disolvente podrá contener, al menos, un agente reticulante. En efecto, el citado polímero puede ser particularmente soluble en ciertos disolventes, conduciendo el aporte de una gente reticulante al endurecimiento del citado polímero, al mismo tiempo que se evitan los deslizamientos sin reorientación de las citadas partículas coloidales, cuyo riego podría producirse si el citado polímero se volviese demasiado plástico puesto que el primero no juega aquí el papel de matriz sino que, por definición, es aglutinante y/o puenteante entre las partículas. Entonces se tiene una rigidificación del citado polímero, que permite entonces una mejor transmisión de los esfuerzos mecánicos, que son aplicados a la fibra y, por consiguiente, a las partículas coloidales, cuya reorientación se desea llevar a cabo en el interior de la citada fibra.... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de reformado de una fibra compuesta, que comprende partículas coloidales y, al menos, un polímero aglutinante y/o puenteante, comprendiendo dicho procedimiento: ­ medios para deformar, a una temperatura comprendida entre 0ºC y 50ºC, el citado polímero de la citada fibra, comprendiendo los citados medios para deformar el citado polímero una etapa de adición de plastificante, o una etapa de inmersión de la citada fibra en un disolvente o en una mezcla de disolventes elegidos entre el agua, la acetona, los éteres, la dimetilformamida, el tetrahidrofurano, el cloroformo, el tolueno, el etanol, y ­ medios de aplicación, sobre la citada fibra, de esfuerzos mecánicos, estando constituidos los citados esfuerzos mecánicos por torsiones y/o tracciones. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el citado disolvente se eligen entre los disolventes en los cuales el polímero sea soluble o parcialmente soluble. 3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el citado disolvente se elige entre los disolventes en los cuales el polímero sea insoluble o prácticamente insoluble. 4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el citado disolvente se elige entre las mezclas formadas por, al menos, un disolvente definido en la reivindicación 2 y por, al menos, un disolvente definido en la reivindicación 3. 5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el citado disolvente contiene, al menos, un agente reticulante. 6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el citado polímero es un polímero que se adsorbe sobre las citadas partículas coloidales. 7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que el citado polímero se elige entre el alcohol polivinílico, los polímeros floculantes, que son corrientemente utilizados en la industria de la descontaminación de los efluentes líquidos, tales como las poliacrilamidas, que son polímeros neutros, los copolímeros de acrilamida y de ácido acrílico, que están cargados negativamente, los copolímeros de acrilamida y de monómeros catiónicos, que están cargados positivamente, los polímeros inorgánicos a base de aluminio y/o los poliedros naturales tales como el quitosano, el guar o el almidón. 8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que el citado polímero es el alcohol polivinílico con un peso molecular comprendido entre 10.000 y 200.000. 9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que el citado disolvente es elegido entre le agua, la acetona o una mezcla de agua y de acetona. 10. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que las citadas partículas son elegidas entre los nanotubos de carbono, el sulfuro de tungsteno, el nitruro de boro, las plaquetas de arcilla, los cristales filiformes de celulosa y/o los cristales filiformes de carburo de silicio. 11. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende etapas suplementarias de extracción de la citada fibra y/o de secado de la citada fibra. 12. Utilización del procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, para llevar a cabo la fabricación de las fibras, que tienen una orientación de las citadas partículas, que componen la citada fibra, mayoritariamente en el sentido del eje principal de la citada fibra. 13. Utilización del procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, para llevar a cabo la fabricación de las fibras, que tienen una longitud acrecentada y/o un diámetro reducido con relación a la fibra original. 14. Utilización del procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, para llevar a cabo la fabricación de fibras densificadas y/o afinadas con relación a la fibra original. 15. Fibra compuesta, que comprende partículas coloidales y, al menos, un polímero aglutinante y/o puenteante, en la que el FWHM de la citada fibra es menor que 80º y en la que las partículas coloidales están directamente enlazadas entre sí las unas con las otras. 8 ES 2 365 726 T3 16. fibra según la reivindicación 15, en la que la dispersión angular de las citadas partículas está comprendida entre +40º y -40º. 9 ES 2 365 726 T3