I + D / Nanotecnología aplicada a materiales textiles. Desarrollo de fibras, hilatura y tejeduría
SIGNATEX: Desarrollo de fibras de altas prestaciones para la “reducción de firma” en tejidos de camuflaje para indumentaria militar
Fecha: 2012
1. Motivaciones por las que se realiza el proyecto (Razones del estudio).
Los soldados no quieren mostrar su presencia al enemigo que se encuentra a distancia y por lo tanto necesitan administrar su “firma”. Necesitan determinar como el enemigo les “ve”, y entonces enmascarar todos los elementos que hacen que el soldado resalte. La gestión de la firma puede típicamente estar dividida en distintas categorías: la visual, la infrarroja, la olfativa, el radar, la sónica y la auditiva.
Un área de incipiente crecimiento, sobre todo en aplicaciones para el sector Militar, es la utilización de tejidos y/o fibras que sean capaces de hacerse invisibles frente a las Radiaciones en el espectro del infrarrojo cercano (NIR), así como también poder ser capaces de absorber las mismas radiaciones, de modo que los soldados al ocultarse por la noche no puedan ser detectados por las cámaras termográficas, porque los tejidos no permitirá detectar el calor corporal humano latente.
Las fibras que se desean obtener serán un primer paso para la creación en un futuro de nuevas líneas de trabajo, donde el objetivo sea crear artículos mas innovadores y con nuevas funcionalidades, como excelente resistencia mecánica, bajo peso, y otro tipo de 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.
2. Objetivos.
Los objetivos del proyecto pasan por 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. Los principales trabajos a desarrollar en la ejecución del presente proyecto son:
• 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.
3. Resultados obtenidos
A lo largo de esta primera anualidad del proyecto se han obtenidos diferentes objetivos parciales a raíz de la ejecución de las fases implicadas en 2012 (estudio del arte, materiales, aditivación de negro de carbono,…).
Con el desarrollo de las primeras fases del proyecto, se han logrado algunos hitos importantes como:
– Mezclas/compound de polipropileno con negro de carbono.
– Mezclas/compounds de polipropileno con diferentes nano- partículas absorbedores de energía NIR (Co, BaTiO3, TiO2,…).
A partir de las mezclas obtenidas en las fases 4 y 5, se han caracterizado a nivel reológico para determinar parámetros útiles para fases posteriores de hilatura como es la temperatura de degradación, comportamiento de la presión vs esfuerzo de cizalla,… Así como se ha tenido mucha cura en la comprobación de la dispersión de las nano-partículas dentro de la matriz polimérica, ya que tiene mucha importancia a la hora de ser procesadas en la planta piloto de hilatura.
Podemos imaginar todo tipo de mejoras en las funciones que los textiles pueden desempeñar gracias al empleo de estas fibras compuestas por adición de nano-partículas al polímero previamente al proceso de extrusión de la fibra. Por citar algunos ejemplos:
– Reducción de la firma infrarroja, visible, acústica, radar, etc.
– Funciones mecánicas como resistencia, elasticidad, refuerzo.
– Funciones de intercambio como aislamiento y conductividad térmica o eléctrica, absorción de líquidos, filtración, drenaje, impermeabilidad o transpirabilidad.
Número de expediente: IMDEEA/2013/48
