A história das fibras sintéticas e de como revolucionaram a indústria têxtil

Todo tecido têxtil é feito de fibras sintéticas, artificiais e naturais. Os tecidos são utilizados na fabricação de roupas, cobertura de mesa, panos de limpeza, curativos, entre outros. É a indústria têxtil quem se dedica na pesquisa e desenvolvimento de tecidos a partir de cada fibra.

Conhecer os tipos de tecidos suas propriedades ajuda bastante na hora de escolher o que entra no guarda-roupa. Portanto, o conhecimento mais a fundo nos permite ter conhecimento para avaliar o que funciona melhor em cada ocasião de nossas vidas.

A avaliação de cada tipo fibra, e o tecido resultante, já foi tema de vários artigos aqui na Revista Blog de Escalada. Caso o (a) leitor (a) queira saber mais detalhes funcionais de cada tecido, leia os artigo abaixo:

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Tipos de fibras

Como dito na introdução do texto, todo tecido é feito de fibras. Ao olhar, ou mesmo usar o tato, em um tecido, mesmo para quem é leigo no assunto, é possível identificar algumas de suas características. O peso, a textura, a flexibilidade, a temperatura, a respirabilidade e a aspereza são algumas delas.

Essa variação acontece por duas razões principais: a composição de fibras e a técnica utilizada para confeccionar a trama do tecido. Como todo tecido é feito de fibras e elas podem ser:

• Naturais: Encontradas na natureza como algodão, cânhamo, linho, seda e lã.
• Artificiais: Produzidas quimicamente com matérias-primas naturais (principalmente da celulose), viscose, cupro, tencel/liocel e acetato.
• Sintéticas: Produzidas pelo homem com matérias-primas não naturais (principalmente petróleo), como poliéster, poliamida, acrílico, nylon e elastano.

Fibras naturais

Quando se fala em fibras naturais é necessário saber que elas podem ser minerais (mais usadas em área automobilística e de tecnologia), animais (lã de merino e fios de seda) ou vegetais (obtidas das fibras do caule das plantas).

Na industria têxtil, no ramo que se dedica à indumentária da população (indústria da moda), usam como principais fibras naturais o algodão, o linho, o cânhamo, a lã e a seda.

• Algodão – Uma das fibras mais antigas usadas na fabricação de tecidos. As fibras de algodão são retiradas das flores para depois serem limpas e separadas das sementes. Após este processo, as fibras vão para a fiação. A qualidade do algodão é medida pelo comprimento da fibra, pela coloração e pela resistência. Quanto mais branco, longo e flexível melhor é a fibra. Hoje em dia o melhor tipo de algodão é o egípcio, que apresenta todas essas características.

• Linho – Também uma das fibras mais antigas usadas na fabricação de tecidos, sendo a mais usada no Egito Antigo (2.635 a.C a 2.155 a.C). As fibras de linho são retiradas do caule da planta e a produção em massa do linho tem um custo elevado. É uma fibra bem resistente e que permite criar fios finos. Podemos considerar o linho um tecido macio, mas não igual ao algodão.

• Cânhamo – Acredita-se que seja a fibra mais antiga cultivada pelo homem. Por ser extraída da cannabis (o uso do cânhamo foi explicado com detalhe no artigo “Roupas outdoor com tecidos de cânhamo começam a aparecer como alternativa ao algodão”) é considerada ‘polêmica’ e cercada de preconceito. A fibra é obtida no caule da planta e seu plantio é rápido e relativamente fácil. Também é resistente a ervas daninhas e não precisa de pesticidas. A fibra não fica tão fina e delicada quanto o linho, mas seus tecidos são macios e possui naturalmente uma proteção contra raios ultravioletas.

• Lã – A lã é feita a partir dos pelos de animais como ovelhas e alpacas e obtidos com a tosa. Cada animal gera uma lã diferente e é um tipo de isolante térmico, mantendo o corpo quente no inverno e não esquentando no verão. É um tecido com boa resistência e muito durável. Não amassa e tem uma elasticidade natural.

• Seda – A seda é uma fibra muito antiga e considerada uma das mais nobres que existe. A produção, que é quase artesanal, consiste em alimentar uma espécie de lagarta até ela construir um casulo. O casulo é colhido e fervido e um fio extremamente longo é desenrolado. O tecido feito com a fibra possui um brilho natural e muita elasticidade, mas quando molhado reduz sua resistência em cerca de 80%.

A história das Fibras sintéticas

Por milhares de anos, o uso de fibras ficou limitado pelas qualidades disponíveis. Porém, o uso contínuo ao longo do tempo deixava no mercado uma necessidade de descoberta de outras fibras.

As pesquisas para otimização dos tecidos se intensificaram durante a Revolução Industrial. Os comerciantes reclamavam aos fabricantes de que:

• O algodão e linho enrugavam pelo uso e pela lavagem.
• A seda exigia um manuseio delicado.
• A lã encolhia e era irritante ao toque, além de ser comida pelas mariposas.
• O cânhamo oferecia incômodo ao toque e começou a ser fabricado extensivamente para extração de THC.

O primeiro registro publicado de uma tentativa de criar uma fibra artificial ocorreu em 1664. O naturalista inglês Robert Hooke sugeriu a possibilidade de produzir uma fibra que seria “se não totalmente boa, pelo menos melhor” do que a seda. Ao analisar cabelos, pelos e fios, desenvolve a ideia de que era possível a produção de um fio artificial como o da seda.

A primeira patente de “seda artificial” foi concedida na Inglaterra em 1855 a um químico suíço chamado Audemars. Ele dissolveu a casca fibrosa de uma amoreira, modificando-a quimicamente para produzir celulose.

A partir dela formava fios mergulhando agulhas nessa solução e puxando-os para fora, mas nunca lhe ocorreu emular o bicho-da-seda extrudando o líquido celulósico por um pequeno orifício.

No início da década de 1880, Sir Joseph W. Swan, um químico e eletricista inglês, foi estimulado pela nova lâmpada elétrica incandescente de Thomas Edison. Swan experimentou forçar um líquido semelhante à solução de Audemars através de pequenos orifícios para um banho de coagulação.

Suas fibras funcionavam como filamentos de carbono e encontraram uso inicial na invenção de Edison.

Também ocorreu a Swan que seu filamento poderia ser usado para fazer têxteis. Em 1885 expôs em Londres alguns tecidos feitos de crochê por sua esposa a partir de sua nova fibra. Como as lâmpadas elétricas continuaram sendo seu principal interesse, logo abandonou o trabalho em aplicações têxteis.

A primeira produção em escala comercial de uma fibra manufaturada foi realizada pelo químico francês Conde Hilaire de Chardonnet. Em 1889, seus tecidos de “seda artificial” causaram sensação na Exposição de Paris. Assim nasceu o Rayon, que inicialmente se chamou “seda artificial”.

Dois anos depois, Chardonnet construiu a primeira fábrica comercial de Rayon em Besançon, França, e garantiu sua fama como o “pai da indústria de Rayon“.

Era uma vez um tal de petroleum

A moderna indústria petrolífera data de meados do século XIX e foi graças à exploração dela que as fibras sintéticas começaram a ser desenvolvidas.

Em 1893, Arthur D. Little de Boston, inventou mais um produto celulósico a partir de acetato e o desenvolveu como uma película. Em 1910, Camille e Henry Dreyfuss estavam fazendo películas de acetato e artigos de banho em Basel, Suíça.

Durante a Primeira Guerra Mundial, Camille e Henry Dreyfuss construíram uma fábrica na Inglaterra para produzir peças de acetato de celulose para asas de aviões e outros produtos comerciais. Ao começar a Primeira Guerra Mundial, o governo dos EUA convidou os irmãos Dreyfuss para construir uma fábrica em Maryland, para fazer o produto para aviões de guerra norte-americanos.

Os primeiros usos têxteis comerciais de acetato em forma de fibra foram desenvolvidos pela Celanese Company em 1924. Nesse ínterim, a produção de Rayon dos EUA estava crescendo para atender à crescente demanda. Em meados da década de 1920, os fabricantes têxteis podiam comprar a fibra pela metade do preço da seda crua.

Em setembro de 1931, o norte-americano Wallace Carothers, um jovem professor de química orgânica da Universidade de Harvard, relatou uma pesquisa realizada nos laboratórios da DuPont Company sobre moléculas “gigantes” chamadas polímeros. Carothers concentrou seu trabalho em uma fibra conhecida simplesmente como “66”, um número derivado de sua estrutura molecular.

Assim nasceu o nylon, considerada a “fibra milagrosa”.

O nylon foi uma revolução na indústria de fibras. O rayon e o acetato eram derivados da celulose vegetal, mas o nylon foi sintetizado completamente a partir de produtos petroquímicos. Dessa maneira ficou estabelecido a base para a descoberta de um novo mundo de fibras sintéticas.

Antes do trabalho inovador de Carothers, a maioria dos químicos baseava seus polímeros em “receitas” complicadas, em grande parte determinadas pelo acaso. Além disso, a natureza dos polímeros era mal compreendida, com alguns pesquisadores convencidos de que as resinas pegajosas representavam sistemas coloidais complexos.

Carothers esperava oferecer uma prova definitiva da teoria de Staudinger (teoria da molécula de cadeia longa) construindo polímeros a partir de pequenas moléculas orgânicas com reatividade conhecida em ambas as extremidades. O sucesso da descoberta de Carothers foi quase imediato.

A DuPont começou a produção comercial de nylon em 1939. O primeiro teste experimental usou a fibra como linha de costura em tecidos de paraquedas e em meias femininas. As meias de nylon foram mostradas em fevereiro de 1939 e foi um sucesso instantâneo.

Em abril de 1930, Julian W. Hill, pesquisador associado do grupo de Wallace Carother, produziu um longo éster polimérico com peso molecular superior a 12.000 combinando um dialcool e um diácido e este foi o primeiro “poliéster”. As fibras de poliéster de Hill tinham uma propriedade interessante: quando resfriadas, os filamentos finos e quebradiços podiam ser puxados em um fio elástico quatro vezes o seu comprimento original.

A segunda guerra mundial

Os EUA entraram na Segunda Guerra Mundial em dezembro de 1941 e o Conselho de Produção de Guerra do país alocou toda a produção de nylon para uso militar. Todos os produtos feitos com nylon, como mangueiras e meias, tornaram-se produtos valiosos no mercado negro.

Sua força, elasticidade, peso e resistência ao mofo ajudaram os Aliados a vencer a Segunda Guerra Mundial. Nos bastidores, a invenção do nylon também transformou a indústria química ao provar que a composição dos polímeros poderia ser prevista e projetada como muitos outros produtos químicos.

No período imediato do pós-guerra, a maior parte da produção de náilon foi usada para satisfazer a enorme demanda reprimida por meias. Mas, no final da década de 1940, também foi usado em carpetes e estofados de automóveis.

Na década de 1950, a indústria fornecia mais de 20% das necessidades de fibras das fábricas têxteis. Uma nova fibra, o “acrílico”, foi adicionada à lista de nomes genéricos, quando a DuPont iniciou a produção deste produto semelhante à lã.

Enquanto isso, o poliéster, obtido pela primeira vez como parte das primeiras pesquisas de Wallace Carothers, estava atraindo um novo interesse na Calico Printers Association na Grã-Bretanha. Lá, JT Dickson e JR Whinfield produziram uma fibra de poliéster por polimerização de condensação de etilenoglicol com ácido tereftálico.

A DuPont posteriormente adquiriu os direitos de patente para os EUA e a Imperial Chemical Industries para o resto do mundo.

A comercialização do poliéster em 1953 foi acompanhada pela introdução do triacetato. A maioria das fibras manufaturadas básicas do século XX agora tinha sido descoberta, e os engenheiros da indústria passaram a refinar suas propriedades químicas e físicas para estender seu uso por toda a economia norte-americana.

Hoje, os fabricantes em todo o mundo produzem cerca de 16 milhões toneladas de nylon, representando cerca de 12% de todas as fibras sintéticas. O nylon pode não ser mais o produto mais lucrativo da DuPont, mas continua sendo uma de suas invenções mais importantes.