Fibre di cellulosa

Le fibre di cellulosa sono una classe di materiali derivati ​​dalla cellulosa presente nella pasta di legno e in altre piante legnose che possono essere ottenute da varie parti di una pianta. Tra questi il ​​più importante è in assoluto il cotone, ottenuto dal seme. Altri importanti tipi di fibre di cellulosa come lino, iuta, ramiè, bambù e canapa sono fibre liberiane ottenute dal fusto. Le fibre fogliari sono ottenute dalle foglie delle piante come, ad esempio, le fibre di sisal.

Le fibre vegetali sono costituite da fibre di cellulosa, costituite da microfibrille di cellulosa avvolte in modo elicoidale, legate insieme da una matrice amorfa di lignina. La lignina trattiene l’acqua nelle fibre, agisce come protezione contro gli attacchi biologici e come rinforzo per conferire allo stelo la sua resistenza alle forze di gravità e al vento.

Le proprietà delle fibre di cellulosa sono influenzate da molti fattori come varietà, clima, raccolto, maturità, grado di macerazione, decorticazioni, trattamenti meccanici, modificazione della fibra, processi tessili e tecnici come filatura e cardatura.

Proprietà delle fibre di cellulosa

Proprietà come densità, resistività elettrica e carico di rottura a trazione sono correlate alla struttura interna e alla composizione chimica delle fibre. Presentano eccellente resistenza alla trazione, elevata durabilità, bassa densità, possono essere facilmente stampate e riciclate e hanno un’elevata rigidità.

Le fibre di cellulosa hanno una serie di proprietà che le rendono adatte a una varietà di applicazioni tessili. Sono note per la loro consistenza morbida, liscia e setosa, che le rende comode da indossare e da toccare. Sono altamente assorbenti quindi possono assorbire rapidamente l’umidità e sono pertanto ideali per l’uso nell’abbigliamento e nei tessuti per la casa.

Classificazione delle fibre di cellulosa

Le fibre di cellulosa possono essere classificate in naturali che derivano direttamente dalle piante e rigenerate ottenute solubilizzando chimicamente la cellulosa e quindi rigenerandola in fibre. La cellulosa rigenerata è una classe di materiali prodotti mediante la conversione della cellulosa naturale in un derivato cellulosico solubile e successiva rigenerazione, formando tipicamente una fibra come, ad esempio, il rayon o una pellicola come, ad esempio il cellophane.

Sono chiamate fibre di cellulosa rigenerate a causa della combinazione della materia prima cellulosica naturale e del processo di produzione chimica che scompone la cellulosa in modo che possa essere rigenerata in una fibra dalla polpa originale.

A causa della presenza di forti legami a idrogeno tra le catene polimeriche, la cellulosa è insolubile nei comuni solventi e, per solubilizzarla, sono stati fatti molti tentativi in quanto questo rappresenta il passaggio cruciale nella produzione di fibre di cellulosa rigenerate.

Il cosiddetto processo del rayon viscosa utilizza disolfuro di carbonio per convertire la cellulosa in xantato di cellulosa, che è solubile in soluzioni acquose alcaline, prima di formare fibre di cellulosa in un bagno di coagulazione acido per poi essere lavorate.

Le fibre cellulosiche rigenerate potrebbero essere costituite da qualsiasi tipo di cellulosa, tuttavia, le materie prime più comunemente utilizzate sono bambù, eucalipto, faggio, betulla e legno tenero come abete rosso e pino.

Il bambù e l’eucalipto hanno una resa molto più elevata rispetto a tutti gli altri alberi, perché hanno una crescita rapida.  Inoltre, il bambù può crescere anche su terreni che non possono essere utilizzati per colture alimentari, il che lo rende una materia prima preferita per la pasta di legno utilizzata nella produzione di fibre cellulosiche rigenerate

Fibre naturali e rigenerate

Tra le fibre naturali più utilizzate vi è il cotone ottenuto dai semi della pianta del cotone e costituito dal 99% di cellulosa che ha proprietà uniche di resistenza, durata e assorbenza e pertanto utilizzato nel settore dell’abbigliamento e dell’industria tessile. Tuttavia tende a formare pieghe, a restringersi e ha scarsa resistenza agli acidi e necessita di manutenzione.

Il lino è ottenuto dal fusto della pianta di lino ed è costituito per il 70-84% da cellulosa mentre la restante parte è costituita da acqua, lignina, cere e grassi e sostanze pectiche. È  la fibra vegetale più resistente, con una tenacità che aumenta con l’umidità tuttavia è poco elastico, quindi si sgualcisce facilmente ed i tessuti necessitano di distensione fino alla piega.

La iuta è una fibra lignocellulosica costituita cellulosa (64,4%), emicellulosa (12%), pectina (0,2%), lignina (11,8%), sostanze solubili in acqua (1,1%), cera (0,5%) e acqua (10%) . Le fibre di iuta sono dotate di elevata resistenza alla trazione e bassa estensibilità e presentano il vantaggio di essere biodegradabili.

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. 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 lyocell detto anche o tencel è una fibra prodotta dalla cellulosa frantumata disciolta in N-metilmorfolina-N-Ossido-monoidrato. È dotata ottima resistenza, buona traspirabilità e assorbimento dell’umidità ed è più morbido della seta, più fresco del lino e assorbe il 70% in più di umidità rispetto al cotone