Rayon, produzione e proprietà

Il rayon è una fibra di cellulosa rigenerata che, sebbene chimicamente simile al cotone, differisce in quanto il suo peso molecolare è circa un quinto e la cristallinità circa la metà di quella del cotone. Già nel 1664 il fisico inglese Robert Hooke ipotizzò che era possibile filare filamenti artificiali da una sostanza gommosa cellulosica simile alla secrezione dei bachi da seta e nei secoli successivi molti ricercatori tentarono diverse strade per ottenere la seta artificiale.

Fu solo nel 1884 che l’ingegnere francese, poi denominato padre del rayon, Count Hilaire de Chardonnet, realizzò la prima produzione commerciale di questa fibra. Le fibre di rayon sono miscele polimeriche multicomponenti omogenee prodotte con polimeri presenti in natura e sono quindi considerate semisintetiche.

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struttura

Da allora il rayon è stato largamente prodotto dalle industrie tessili diventando un’alternativa economica alla seta e utilizzato nel settore della moda. Il tessuto in rayon presenta, infatti, morbidezza, un bell’aspetto, assorbe bene l’umidità e l’acqua e mantiene bene la forma e il colore senza sgualcirsi.

Produzione del rayon

Il rayon è una fibra prodotta composta da cellulosa rigenerata. Generalmente la pasta è preparata dalla biomassa cellulosica vegetale a seguito di macerazione in una soluzione di idrossido di sodio acquoso con concentrazione dal 16 al 25% m/m.

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reazioni

La polpa mercerizzata viene trattata con solfuro di carbonio per produrre una soluzione di colore  arancione brillante costituita da xantato di cellulosa noto come viscosa in un processo detto di xantazione. A questa specie è stato dato il nome di viscosa dato perché la sua viscosità aumenta con il tempo.

Raggiunta la consistenza desiderata la soluzione viscosa viene quindi estrusa in un bagno costituito da  acidi minerali come, ad esempio, acido solforico diluito per recuperare la cellulosa indurita rilasciando acido ditiocarbonico H2COS2 e solfato di sodio. L’acido ditiocarbonico ottenuto può dar luogo a una reazione di decomposizione con formazione di solfuro di carbonio e acqua.

Seguono il lavaggio, il candeggio e la torcitura. La massa viene estrusa, e, a seconda della forma dell’orifizio, può dar luogo alla formazione di fibre o lastre.

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fibre

Le fibre di rayon possono essere stirate o allungate fino al 100% della loro lunghezza originale per consentire l’orientamento cristallino per produrre un rayon ad alta tenacità adatto per pneumatici.

La reazione di xantazione è una reazione eterogenea, in quanto il disolfuro di carbonio è gassoso, che presenta una serie di reazioni collaterali. A causa della formazione di sottoprodotti, infatti, la quantità di solfuro di carbonio utilizzata è superiore a quella stechiometrica.

Sebbene il rayon sia ottenuta da scarti di lavorazione e utilizzi, come materiale di partenza la cellulosa che è un polimero di origine naturale, a causa dei reagenti impiegati come idrossido di sodio e acido solforico, e dei sottoprodotti ottenuti per la sua fabbricazione non è un materiale sostenibile.

Proprietà

Il rayon non è danneggiato dalle soluzioni alcaline ed è resistente ai solventi organici e agli acidi diluiti mentre gli acidi concentrati causano la rottura delle fibre.

Il rayon ha una consistenza liscia e confortevole, morbida al tatto, simile in termini di comfort alle fibre naturali come cotone e lino e noto per la sua lucentezza. A causa della sua capacità di assorbimento dell’acqua è un tessuto ideale per l’abbigliamento sportivo e i climi umidi poiché assorbe l’umidità dalla pelle.

Tuttavia, il materiale può anche restringersi se bagnato, quindi molti tessuti di rayon non possono sopportare il lavaggio in lavatrice e richiedono il lavaggio a secco o il lavaggio a mano.  Nel lavaggio a mano è necessario utilizzare acqua fredda, evitare di strizzare il capo e non esporlo direttamente a fonti di calore.

Quando è bagnato, infatti, il rayon perde dal 30 al 50% della sua tenacità e l’utilizzo della lavatrice e dell’asciugatrice potrebbe causare la rottura della fibra riducendo la durata del capo. La  tenacità del rayon è inferiore a quella delle fibre di cellulosa naturali perché la regione amorfa nelle fibre è maggiore, di conseguenza si formano meno legami a idrogeno.

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