A vitoriosa trama dos polímeros

[Textile Industry]

Fonte:|flavioconselhoregionaldequimica.blogspot.com|

O esforço da Engenharia Química na criação de fibras sintéticas melhores que as naturais deram resultado. A nova geração de tecidos tem propriedades que superam as do algodão, da seda e da lã; ainda, quadro com uma seleção de novos tecidos mais utilizados.

Na tarde do dia 23 de abril do ano passado, milhares de pessoas vibravam com os carros de Fórmula 1 que corriam pelo Grande Prêmio de San Marino, numa das menores e mais antigas repúblicas do mundo, encravada nos montes Apeninos da Itália. De repente a vibração do público se transformou em sobressalto. O piloto austríaco Gerhard Berger perdeu o controle de sua Ferrari numa suave curva para a esquerda e bateu no muro de concreto armado, a 270 quilômetros por hora. O bólido vermelho capotou por uns 100 metros e em seguida começou a queimar. Enquanto as chamas cresciam, o público engolia em seco, temendo que Berger estivesse sendo consumido pelo fogo. Depois que os bombeiros extinguiram o incêndio e retiraram o piloto do carro, viu-se que ele sobreviveu quase ileso. Sua vida esteve literalmente por um fio, isto é, por uma fibra chamada Nomex ou Clevyl, conforme o fabricante, que tem excepcional resistência ao fogo e com a qual se faz o tecido dos macacões que os pilotos vestem. Tecidos leves e muito resistentes como este, confeccionado com uma fibra sintética criada em 1967 pela multinacional americana Du Pont, são o produto acabado de uma tecnologia relativamente jovem, a Engenharia Química, que nasceu no final do século passado, foi descoberta pela indústria têxtil logo em seguida e já proporcionou uma variedade de artigos definitivamente incorporados à vida moderna, a começar do náilon. Esta nova geração de fibras parece representar o limite das possibilidades atuais do setordepois de um percurso e tanto. Na Antigüidade, com efeito, o homem só tinha nos pêlos de animais, como a lã da ovelha, e nas fibras vegetais, como o algodão, a fonte de matérias-primas para a confecção de roupas. Depois, os chineses exploraram a fibra firme e ao mesmo tempo suave que o bicho-da-seda produz e com a qual constrói seu casulo. Desde então, até os tempos modernos, ficou sem resposta a questão de como reproduzir e melhorar as tramas naturais. Todas as fibras que existem na natureza são feitas de longas cadeias de moléculas alinhadas no sentido do comprimento os polímeros. A celulose, por exemplo, é um polímero composto de milhares de moléculas de açúcar. No início dos anos 20 alguns cientistas começaram a estudar essas cadeias de moléculas, descobrindo as propriedades que as mantêm tão unidas. A conclusão foi imediata: é possível criar fibras sintéticas, bastando juntar em seqüência as moléculas certas, uma após a outra. "Os primeiros pesquisadores das fibras começaram a manipular as moléculas da celulose como se fossem contas coloridas, unidas por um cordão para fazer um colar ao gosto do freguês", lembra o professor Atílio Vanin, do Instituto de Química da Universidade de São Paulo. Foi assim que em 1922 se criou o rayon, uma seda artificial à base de celulose. Essas primeiras vitórias levaram à produção de fibras completamente isentas de produtos naturais. A mais conhecida delas, o náilon (poliamida), foi descoberta pelo químico W. H. Carothers, nos Estados Unidos, em 1934. O produto revolucionou a indústria têxtil porque pela primeira vez reunia propriedades tão distintas como elasticidade e resistência, suavidade ao tato e secagem quase instantânea. Qualquer fibra é formada por outras inumeráveis fibras microscópicas. Mas nem sempre elas estão alinhadas. Na maioria das fibras naturais o emaranhado é irregular. Por isso não são muito fortes. Só quando as moléculas estão bem alinhadas é que se pode explorar ao máximo a força física que as mantém unidas. Nas fibras sintéticas, este fator de resistência pode ser controlado. Depois de trabalhar com polímeros feitos de moléculas de fibras naturais, os cientistas descobriram que os hidrocarbonetos, extraídos do petróleo, são mais fáceis de manipulare bem mais baratos. Destes, os mais simples são o etileno e o propileno, nos quais a coesão entre as moléculas é quebrada com calor. Unindo 10 mil moléculas de etileno se obtém um polímero chamado polietileno. Da mesma forma que de 50 mil a 200 mil moléculas de propileno formam o polipropileno. "A configuração dessas cadeias moleculares determina as propriedades dos polímeros", explica Rudy Pariser, que foi diretor de pesquisa da Du Pont americana. Polímeros do tipo do polietileno formam, como dizem os químicos, uma massa cristalina, translúcida e termo-plástica, isto é, quando aquecidos adquirem a forma pastosa. Esta é transformada em fios espremendo-a através de uma fiandeira uma máquina muito parecida com a que se faz macarrão. Quando o fio sai pelos orifícios da fiandeira, ainda é um amontoado desordenado de filamentos moleculares, a exemplo das fibras naturais. "Para obter uma fibra resistente é preciso estirá-la, porque só assim o emaranhado se converte em uma estrutura quase cristalina", explica Ulrich Schwair, diretor de produção da Hoechst do Brasil. A maior parte dos tecidos no mercado é formada por uma mescla de fibras naturais e sintéticas. O que favorece a criação de dois tipos básicos de estruturas: amorfas e soltas, de um lado, e cristalinas e fortes, de outro. A combinação entre ambas dá ao tecido a resistência e a elasticidade desejadas. "Conforto é a meta dos laboratórios de pesquisa das grandes indústrias de fiação", informa o químico Jean Alfred Eisenzimmer, da Rhodia, em São Paulo. Desde que foram recrutados pelas indústrias, os engenheiros químicos têm buscado um fio sintético que seja tão macio como o algodão e a lã, mas que os supere em matéria de resistência, absorção de umidade e custo. Uma das melhores novidades é um fio sintético mais fino que uma fibra de algodão. Conhecido pelo nome de Trevira micronesse, está sendo lançado na Europa pela multinacional alemã Hoechst, que deve lançar fios de microfilamentos no mercado brasileiro a partir deste mês de junho. O polímero do micronesse é o poliéster, cujas moléculas são formadas por anéis de benzol, um hidrocarboneto hexagonal, alinhados com átomos de carbono. Para se ter uma idéia de como reage a estrutura dessa cadeia, imagine-se uma roda de crianças que se dão as mãos e não querem se soltar. "É uma união que se fortalece quando se tenta rompê-la", ressalta Rex Delker, gerente do departamento de desenvolvimento da Hoechst do Brasil. O mesmo acontece quando se estica a fibra de poliéster e os anéis de benzol se juntam entre si. Quando as moléculas estão a 10 mícrons (milésimos de milímetro) umas das outras, as forças laterais de coesão entre elas alcançam seu ponto máximo da mesma forma que, ao se tentar abrir a roda das crianças, elas se agarram com mais força, trocando as mãos pelos braços. Esse é o motivo pelo qual o poliéster não enruga. Apenas 2 quilos de pasta de poliéster produzem um filamento que poderia dar a volta no planeta. Basta observar a medida técnica usada pelas indústrias, o decitex: 75/30 decitex, por exemplo, significa que com 75 gramas de pasta de poliéster se produzem 10 mil metros de um fio composto com a união de 30 fibras microscópicas. O micronesse pode alcançar a medida de 75/128 decitex. Uma tecelagem com esse fio, numa trama que lembra a da palha num artefato de junco, produz uma superfície cujos poros são 50 vezes menores que o diâmetro de um fio de cabelo, ainda assim o suficiente para a passagem de uma molécula de suor em forma de vapor. "Daqui para a frente, os laboratórios de pesquisa dificilmente criarão um novo polímero", prevê Antonio Buriola, gerente de fibras importadas da Du Pont do Brasil. "As inovações acontecerão na tecnologia que vai aperfeiçoar o uso dos polímeros já existentes." Uma prova de que isso já está acontecendo é o Tyvek, que combina as melhores qualidades da película plástica, do material têxtil e do papel. Na verdade, o Tyvek é um não-tecido, feito de milhões de minúsculas fibras de polietileno prensadas da mesma forma que as fibras de celulose das quais se origina o papel. Sua superfície, portanto, filtra mais de 99 por cento das partículas maiores de 0.5 mícron, sendo uma excelente proteção contra a passagem de pós químicos, como chumbo, fibra de vidro ou amianto. Roupas feitas com esse material já são usadas por empregados de usinas nucleares ou pessoas que manipulam produtos tóxicos em geral. Outra possibilidade é utilizar como matéria-prima o Teflon, o mesmo material antiaderente das frigideiras. Esse hidrato de fluorcarbono é resistente ao calor, ao ácido e à ruptura, tanto que se pode compará-lo a um metal nobre como a platina. Suas propriedades resultam da força extra que o flúor dá às cadeias de carbono. Ele é laminado até se conseguir uma membrana de centésimos de milímetro de espessura. Mesmo possuindo 1,4 milhão de poros em cada milímetro quadrado, preenchidos por ar, é mais estável que o aço. Um teste demonstrou que um tecido de Teflon é capaz de sustentar uma coluna de água de até 80 metros de altura, sem que escape uma gota sequer. Como os jardineiros que melhoram as rosas realizando enxertos com talos de distintas espécies, também os engenheiros químicos podem combinar diferentes matérias-primas. Com um aparelho laser de alta energia, por exemplo, soldam outras cadeias moleculares nos pontos de união das moléculas dos polímeros, ampliando as propriedades dos materiais compostos dessa forma. O polímero adquire uma configuração que se pode comparar à espinha de um peixe: a coluna dorsal é a fibra principal, enquanto as espinhas laterais são as substâncias acrescentadas. Estas podem ser até mesmo essências aromáticas, se se quiser que o tecido tenha sempre, digamos, um frescor de lavanda. A próxima grande inovação no uso das fibras sintéticas para vestuário sairá dos laboratórios da Secretaria da Agricultura dos Estados Unidos. Trabalhando com substâncias politérmicas muito sensíveis a pequenas mudanças de temperatura, seus técnicos impregnaram um tecido comum de poliéster com um composto chamado polietilenglicol. A mistura alcança um ponto próximo ao da fusão quando absorve calor superior a 20 graus Celsius, o que num tecido acarreta uma expansão na malha dos fios. Mas, quando é posta a uma temperatura abaixo de 20 graus, a mistura se solidifica e emite o calor que antes havia absorvido, isto é, a malha se contrai e aquece o corpo de quem a está vestindo. Impregnada com essa substância, portanto, uma camiseta pode se converter em uma peça de vestuário apropriada a qualquer temperatura. Como segurança também é conforto, os engenheiros químicos preocupados com a resistência dos tecidos buscaram um fio sintético que suportasse também o fogo. A roupa que salvou a vida do piloto Gerhard Berger é feita de uma poliamida aromática que a Du Pont vende como Nomex e a Rhodia como Clevyl. Um tipo diferente de polímero é o polibenzimidazol, ou PBI. Quando se põe fogo num tecido como esse, a quantidade de nitrogênio liberada inibe a ação das chamas, evitando que elas se propaguem. Um tecido antifogo ainda mais revolucionário é o Trevira CS, que a Hoechst acaba de lançar. É feito com um polímero fosforado, que atua como um escudo contra o calor. O fósforo reage ao fogo absorvendo o oxigênio, sem o qual não existe combustão. Mas as vantagens dessas fibras resistentes ao fogo não se destinam apenas ao corpo humano. Atualmente são feitos com elas tecidos para forrar móveis de hotéis, escolas, escritórios e até objetos de uso de bebês medida de segurança obrigatória nos Estados Unidos no Japão e em alguns países da Europa. Seu emprego em aviões já mostrou o que vale. A 31 de agosto de 1988, um Boeing 727 da empresa americana Delta caiu em Dallas. Embora um incêndio tenha consumido boa parte do avião, os passageiros sobreviveram graças aos novos tecidos usados na forração dos assentos, que retardaram a ação do fogo, dando tempo para que as pessoas pudessem escapar. Não obstante a busca das indústrias químicas e têxteis por um tipo de tecido que funcione cada vez melhor de acordo com as necessidades de quem o vista, tudo indica que o próximo passo marcante nesse campo será a fabricação de uma roupa biodegradável. "Todos os fios sintéticos são resistentes a traças, bem como a outros parasitos, ao contrário das fibras naturais", lembra Delker, da Hoechst do Brasil. "É por ai que a Biotecnologia vai fazer sua entrada no setor." Espera-se que em futuro bem próximo seja possível confeccionar um tecido que, ao ser descartado, sofra com o tempo um processo natural de destruição, ou uma biodegradação, como acontece com as fibras naturais. Então, quem começou copiando a natureza, como a Engenharia Química, terá superado seu modelo ao imitá-la no que tem de melhor. Uma das mais recentes aplicações das fibras sintéticas são os chamados geotecidos. Feitos de polímeros muito resistentes, como o poliéster, são usados para diversos fins. Na agricultura, servem para evitar a erosão, deixando passar a água enquanto seguram a terra. Na construção civil, mantêm no lugar morros e barrancos, evitando que caiam sobre estradas e pontes. Em algumas ferrovias na Europa foram colocados logo abaixo dos trilhos para amortecer o ruído e impedir deslizamentos. Os habitantes da ilha espanhola de Tenerife, na costa noroeste da África, foram beneficiados por uma especial ousadia: um forte tecido de poliéster impermeabilizante foi usado para revestir o interior de um vulcão extinto, transformando-o numa supercaixa d7rsquo;água, abastecida constantemente pelas chuvas.



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