FIBRE TEXTILE

32 MANUALUL INGINERULUI TEXTILIST – FIBRE TEXTILE
Un strat de material umed are la suprafaţă o anumită presiune a vaporilor (pm), iar în
atmosferă există o altă presiune a vaporilor (pa), diferită de cea de la suprafaţa materialului. În
funcţie de raportul acestor mărimi, putem avea următoarele situaţii:
• pa > pm – materialul capătă umiditate (umidificare);
• pa < pm – materialul pierde umiditate (uscare);
• pa = pm – umiditate de echilibru.
Interacţiunea de la suprafaţă a moleculelor unui gaz sau lichid cu o fază solidă se
numeşte adsorbţie, iar prin pătrunderea particulelor mobile în interiorul celeilalte faze se
numeşte absorbţie. Ambele procese constituie sorbţia.
Mecanismul legării moleculelor de apă la moleculele polare ale polimerului este
reprezentat sugestiv în fig. I.2.4 [3].
Din modelul prezentat reiese că moleculele
polare libere ale polimerului atrag moleculele de
apă, pe care le leagă prin legături de hidrogen în
mod direct. Această apă constituie apa de hidratare.
În a doua etapă, la moleculele de apă fixate
direct se ataşează alte molecule, care se fixează tot
prin legături de hidrogen, dar acestea sunt mai slabe
decât primele, deoarece grupele –OH ale apei fixate
direct de grupele polare ale polimerului sunt mai
Fig. I.2.4. Mecanismul legării apei la
fibre textile.
stabile decât grupele polare „apă–apă“. Această apă
este apa de umflare sau de capilaritate, deoarece
ocupă spaţiile libere din fibră (capilare, fisuri,
microgoluri etc.) [4].
La polimerii hidrofili (celuloza, proteinele), fiecare grupă polară formează legături de
hidrogen cu o singură moleculă de apă, iar dacă grupele funcţionale sunt angajate în punţi de
hidrogen (inter sau intractenar), fixarea apei se face în proporţie mai redusă. La nivel supramolecular,
pătrunderea apei în fibră este dependentă de gradul de orientare şi cristalinitate. De
exemplu, fibrele celulozice artificiale vor reţine apa în cantitate variabilă, în funcţie de raportul
„cristalin-amorf“, în acest caz viscoza clasică, cu o pondere mare de fază amorfă, reţine circa
13–14% apă, în timp ce o fibră polinozică (puternic orientată şi cu o cristalinitate mai mare)
reţine doar 11–12% (în condiţii de climă standard). De asemenea, histereza (diferenţa dintre
cantitatea de apă absorbită în procesul de umidificare şi cea desorbită la uscare) este mai mare
la viscoza clasică, de 2,28% şi mai mică la polinoză, de 1,8% [22], [24]. Fibrele celulozice
naturale au cristalinitatea apreciabil superioară celor artificiale regenerate; de exemplu,
higroscopicitatea la bumbac este de 8%. Fibrele sintetice, poliamide sau poliesteri, deşi au
grupe polare, absorb foarte puţină apă, din cauza cristalinităţii avansate. Dacă aceleaşi fibre se
găsesc după filare (înainte de etirare), higroscopicitatea este mai mare decât a celor etirate.
Din punct de vedere al sorbţiei umidităţii, proprietăţile fibrelor variază de la cele
puternic hidrofile la cele hidrofobe (fibre fără grupe funcţionale). În cazul fibrelor hidrofobe,
sorbţia este superficială, nu se formează legături stabile, fapt care explică uscarea rapidă a
acestora.
Izotermele de sorbţie ale fibrelor textile se diferenţiază între ele prin procentul de apă
legat pentru aceeaşi valoare a umidităţii aerului la temperatură constantă. Această diferenţă,
măsurată în condiţii de climă standard, este mare la fibrele higroscopice şi foarte mică sau
inexistentă la produsele hidrofobe [21].
O astfel de izotermă, pentru câteva tipuri de fibre, se prezintă în fig. I.2.5 şi I.2.6
[4], [16].