I + D / Nanotecnología aplicada a materiales textiles. Desarrollo de fibras, hilatura y tejeduría
SIGNATEX: Desarrollo de fibras de altas prestaciones para la “reduccion de firma” en tejidos de camuflaje para indumentaria militar.- Anualidad II (Final)
Fecha: 2013
1. Motivaciones por las que se realiza el proyecto (Razones del estudio).
En la actualidad, el sector militar constituye un sector en continuo crecimiento y desarrollo en el cual, la búsqueda del equipamiento e indumentaria óptimos para los soldados de combate ha sido siempre una prioridad: una disminución de peso, la adecuada regulación térmica (mejora del confort y eficacia del combatiente), la ergonomía así como la gestión de firma (protección contra láser, contra minas e IEDs (Improvised Explosive Device), contra firma infrarroja, acústica, balística y NBQ) entre otros, han sido y constituyen en la actualidad algunos de los objetivos que este sector se plantea.
Es por ello que, desde AITEX, se ha detectado la necesidad de llevar a cabo la presente propuesta con el fin de desarrollar nuevas fibras textiles multifuncionales a través de la aditivación de Negros de Carbono y óxidos de Indio dopado de Estaño a matrices poliméricas diversas. Las fibras obtenidas consitituirán un primer paso para la creación en un futuro de nuevas líneas de trabajo, donde el objetivo sea crear artículos más innovadores y con nuevas funcionalidades de aplicación en el sector militar, con excelente resistencia mecánica y bajo peso, así como otras propiedades que faciliten la reducción en otro tipo de firmas como la visual, la olfativa, la sonora, o frente a otras radiaciones como el sonar o la magnética.
Con el desarrollo del presente proyecto SIGNATEX II, AITEX a través de su investigación, se abre paso hacia un sector técnico y de relevancia como es el sector militar.
2. Objetivos.
Los objetivos del proyecto se centran en desarrollar de manera exitosa nuevas fibras que dispongan de propiedades innovadoras y funcionales para poder ser utilizadas en nuevas aplicaciones tanto técnicas como de altísimas prestaciones para un sector tan especializado y técnico como es el de defensa o militar. Tecnológicamente, el desarrollo del proyecto se ha centrado en dos líneas principales a ejecutar en paralelo, y que son las siguientes:
- Preparación de nanocompuestos poliméricos, a partir de material termoplástico, en principio Polipropileno, aditivado por la tecnología del “melt-compound” con distintos tipos de Negro de Carbono, con la finalidad de poder obtener fibras textiles multifilamento que posean las buenas propiedades que aporta el Negro de Carbono a la invisibilidad sobre el Infrarrojo cercano (NIR).
- Desarrollo de fibras bicomponentes multifilamento “Core-sheaht”, donde el “core” o núcleo será de un material termoplástico cristalino, como por ejemplo el Polipropileno, y el “sheath” o corteza, será de un termoplástico transparente, bien Polimetilmetacrilato (PMMA) o Policarbonato (PC), al cual se aditivará por la tecnología del “melt-compound” distintos óxidos del tipo Indio dopado con Estaño (ITO), con la finalidad de poder obtener fibras textiles multifilamento bicomponentes, y que estas partículas embebidas en el polímero transparente sean capaces de absorber la radiación infrarroja cercana.
Para lograr el objetivo general de esta actividad es necesario cumplir con los siguientes objetivos parciales:
- Identificación, selección, preparación y caracterización de los materiales a utilizar en el desarrollo del proyecto (polímeros, negros de carbono, óxidos de indio dopado), así como analizar el estado del arte de las técnicas a utilizar como el “melt-compound”, la hilatura por fusión de nanocomposites y los materiales existentes que se están utilizando para la gestión del Infrarrojo cercano (NIR).
- Preparación, a grandes líneas, de dos tipos de nanocompuestos: uno formado por Polipropileno con Negro de Carbono aditivado, y otro formado con un polímero transparente, tipo PC o PMMA, aditivado de Óxido de Indio dopado de Estaño.
- Transferencia y adaptación de los nanocompuestos obtenidos al proceso textil, optimizando la técnica de extrusión de fibras o “melt-spinning”. Se obtendrás fibras monocomponente derivadas del nano compuesto que contiene Negro de Carbono, y fibras bicomponentes “core-sheath” a partir de los derivados del Óxido de Indio (ITO).
- Caracterización y análisis de las distintas fibras aditivadas, así como de los tejidos prototipados posteriormente.
- Empleo de técnicas y equipos de medición de la radiación infrarroja, como la termografía, para validación de los resultados desarrollados.
3. Resultados obtenidos.
El presente proyecto tiene una duración de dos anualidades (2012 y 2013).
A continuación, se procede a describir los resultados obtenidos en el periodo (2013) y que se han obtenido tras la ejecución de las distintas fases y tareas planificadas en la propuesta conocida como “SIGNATEX: DESARROLLO DE FIBRAS DE ALTAS PRESTACIONES PARA LA “REDUCCION DE FIRMA” EN TEJIDOS DE CAMUFLAJE PARA INDUMENTARIA MILITAR. AÑO II”
Los trabajos desarrollados en cada una de las fases y/o tareas previstas en este año 2013 se detallan seguidamente según el cronograma que también se detalla. Alguna de las fases ha sido ampliada necesariamente durante el transcurso de la ejecución del proyecto para la correcta consecución del mismo
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Hito |
Descripción |
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H1 Compuestos a partir de Carbono |
Llegado esta parte del proyecto se esperan obtener diferentes nano compuestos con derivados de Carbono aditivado, que servirán para posteriormente el hilado de fibras. |
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H2 Compuestos a partir de Óxidos |
Llegado esta parte del proyecto se esperan obtener diferentes nano compuestos con Óxidos absorbedores de NIR, que servirán para posteriormente hilar fibras. |
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H3 Fibras y Tejidos a partir de los Compuestos basados en Carbono |
Fabricación de tejidos con las fibras desarrolladas a partir de derivados de Carbono. El objetivo es poder hilar fibras con capacidad de ser invisibles al NIR. |
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H4 Fibras y Tejidos a partir de los Compuestos basados en Óxidos |
Fabricación de tejidos con las fibras desarrolladas a partir de los distintos óxidos utilizados. El objetivo es poder hilar fibras con capacidad de ser absorbedoras de NIR. |
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Entregable |
Descripción |
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E1 Procesado y Caracterización de Compuestos a partir de Carbono |
Se plasmarán los resultados de las diferentes caracterizaciones realizadas a las mezclas preparadas, así como los parámetros de procesado en el compounding. |
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E2 Procesado y Caracterización de Compuestos a partir de Óxidos |
Se plasmarán los resultados de las diferentes caracterizaciones realizadas a las mezclas preparadas, así como los parámetros de procesado en el compounding. |
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E3 Procesado y Caracterización de Fibras y Tejidos a partir de los Compuestos basados en Carbono |
Se detallarán todos los parámetros de procesado utilizados para la elaboración de los hilos, así como el resultado de su caracterización posterior. Conclusiones finales. |
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E4 Procesado y Caracterización de Fibras y Tejidos a partir de los Compuestos basados en Óxidos |
Se detallarán todos los parámetros de procesado utilizados para la elaboración de los hilos, así como el resultado de su caracterización posterior. Conclusiones finales. |
Número de expediente: IMDEEA/2013/48
