Accidenti, che fibra..  Naturale, artificiale o sintetica, ma indispensabile e per tutti i gusti

Il termine fibra è parte del nostro linguaggio quotidiano, ove assume i significati più svariati, a seconda del contesto. Proprio per questo è indispensabile precisarne il significato con un aggettivo.

Alimenti ricchi di fibre vegetali fanno bene alla salute, mentre la fibra di carbonio può irrobustire i materiali compositi (ad esempio i polimeri plastici) e viene apprezzata per la sua leggerezza: vi ricordate la bicicletta a ruote lenticolari, in fibra di carbonio, utilizzata da Moser per il suo Record dell'Ora nel 1984? E che dire del nylon, fibra sintetica dallo straordinario successo commerciale?

Per quanto variegata, la famiglia delle fibre condivide alcune caratteristiche morfologiche (una fibra è un corpo solido di forma cilindrica, con una dimensione prevalente: la lunghezza può variare dai centimetri alle decine di metri, contro un diametro che va dal decimo di micron al millimetro) e chimiche (si tratta, in tutti i casi, di materiali polimerici caratterizzati da elevata massa molecolare). La natura polimerica (che si ottiene per ripetizione di una stessa unità strutturale, un po' come le perle di una collana) è la condizione necessaria per ottenere una materiale in forma di fibra. Il mondo vivente è capace di sintetizzare polimeri molto complessi (per es., il glicogeno o le proteine) mentre i polimeri prodotti tramite sintesi industriale sono, in generale, strutturalmente più semplici.

Parlando di fibre tessili, ovvero di fibre che possono essere utilizzate per produrre tessuti, si distingue generalmente tra fibre naturali, artificiali e sintetiche. 

Lo scopo dei tessuti d'abbigliamento era ed è quello di ripararci dal caldo e dal freddo, dal sole e dal vento; a questo scopo primario si sono poi aggiunte esigenze estetiche e pratiche che hanno portato ad una fioritura di tessuti diversi. Pensate a com'è cambiato l'abbigliamento degli alpinisti: invece di spessi maglioni di lana, pile leggerissimi e morbidi; al posto delle scarpe di cuoio, comode calzature in Gore-Tex, fresche ed asciutte. Ma torniamo alle fibre...

Le fibre naturali includono prodotti costosi come la seta o certe varietà di lane (alpaca e vigogna, cachemir, mohair, cammello e angora, che è poi vello di coniglio), tutte fibre di origine animale e di natura proteica (cheratine, sericine, ecc.), capaci di evitare la dispersione del calore corporeo , che vengono utilizzate proprio per la loro capacità isolante. Ma esistono anche molte fibre vegetali, costituite essenzialmente da cellulosa, nelle forme della canapa, della juta, del lino, del cotone, che sono molto resistenti al lavaggio e hanno bisogno di trattamenti a volte complessi prima di poter essere utilizzate.

Le fibre artificiali, che non devono essere confuse con quelle sintetiche, derivano da una trasformazione chimica di prodotti naturali quali la cellulosa. Furono introdotte verso la fine del secolo XIX , e ne esistono diverse varietà (viscosa, modal, acetato, ecc.). La loro qualità è elevata, ma i prezzi sono aumentati anche in seguito alla crescente richiesta di carta, che ha provocato il rincaro della cellulosa. La viscosa è una fibra che permette di produrre un tessuto molto simile alla seta, morbido e lucente, ma più economico. Fu inventata nel 1883 dal chimico francese de Chardonnet, che la presentò all'Esposizione Internazionale di Parigi nel 1891 e la sua produzione industriale venne avviata nel 1906. La viscosa, anche nota come seta artificiale, viene prodotta a partire dalla polpa di legno che viene trattata con una soluzione di soda caustica; l'aggiunta di solfuro di carbonio genera xantogenato di cellulosa. Quest'ultimo, solubile in acqua debolmente alcalina, genera una soluzione sciropposa che, se posta in un bagno di acido solforico e solfato di sodio, può generare una fibra continua. In Italia il suo nome è naturalmente associata a quello della SNIA VISCOSA, un'industria che ha svolto un ruolo importante nello sviluppo industriale del Paese. 

La richiesta di fibre tessili a basso costo, unitamente allo sviluppo dell'industria petrolchimica e alla produzione di sottoprodotti degli idrocarburi grezzi ha portato alla nascita e alla diffusione delle fibre sintetiche, ovvero di tutte quelle fibre ottenibili tramite sintesi chimica.

I nomi di molte di queste fibre sono familiari al lettore, che li ritrova sulle etichette di moti capi di abbigliamento: acrilico, elastan, poliammidi, poliesteri sono alcune fra le fibre più ricorrenti.

Caratteristiche comuni alla maggior parte di queste fibre sono: la sensibilità al calore, la resistenza alla maggior parte degli agenti chimici, la leggerezza, la buona resistenza alla luce solare, la tendenza a caricarsi di elettricità statica, la elevata resilienza (si stropicciano difficilmente), la resistenza a tarme e microrganismi, la scarsa tendenza ad assorbire acqua che, da una parte, le rende facili da pulire e veloci da asciugare, ma ne rende più difficoltosa la tintura.

La prima, e forse più famosa, classe di fibre sintetiche è costituita dal nylon, una classe di polimeri poliammidici brevettata nel 1935 dalla Du Pont. La produzione del nylon 66 iniziò nel 1938, dopo quattro anni di lavoro di sviluppo, costato alla Du Pont 27 milioni di dollari. Il nylon ebbe un successo strepitoso e determinò una vera e propria rivoluzione della moda, grazie al lancio delle calze femminili, ma poi – a causa della guerra – sarà ritirato dal commercio in quanto considerato materiale strategico ed utilizzato per la produzione di paracadute e di corde di trascinamento degli alianti. Nel primo dopoguerra, il nylon riconquisterà il mercato e verrà utilizzato per produrre impermeabili, giacche a vento. La sua fama è tale che il suo nome viene utilizzato anche a sproposito: perfino i sacchetti della spesa, costituiti di polietilene – un polimero assai differente – nel gergo comune diventano “sacchetti di nylon”. 

Con i poliesteri (che oggi sono utilizzati per produrre bottiglie PET, ovvero polietilene tereftalato)) si fanranno le fibre di terital, e con esso camicette o tende. Nel medesimo periodo di sintetizzeranno le cosiddette fibre acriliche, polimeri dell'acrilonitrile. 

C'è poi un polimero che è indissolubilmente legato al nome dell'Italia e alla figura di Giulio Natta, che grazie alla sua sintesi ottenne il Premio Nobel nel 1963. Natta estese al propilene la reazione di Ziegler per la produzione del polietilene: scoprì in questo modo un'intera nuova classe di polimeri, che vennero prodotti commercialmente dalla Montecatini a partire dal 1957. Il successo fu immenso: in Italia le persone con più di 50 anni ricordano ancora Gino Bramieri e la sua pubblicità del Moplen!

La ricerca di un tessuto che sia impermeabile e antivento, ma traspirante porterà poi all'utilizzo non più di fibre, ma di membrane microporose, fogli caratterizzati da pori così minuscoli (20.000 volte più piccoli di una goccia d'acqua) da lasciar passare il vapor d'acqua, ma non l'acqua in fase liquida. Si arriva così al Gore-Tex® , ormai comunemente utilizzato per calzature e nell'abbigliamento sportivo. Si tratta di un materiale costituito da una membrana di polifluoroetilene espanso, laminata con un feltro di tessuto non tessuto.

La richiesta di materiali tessili sempre più sofisticati, leggeri e versatili ha portato ad una evoluzione della tecnologia tessile e ad una espansione del mercato. 

Ad esempio, è possibile produrre fibre di polietilene ad elevatissima massa molecolare (oltre 2 milioni di Dalton), che contengono ben 70.000 unità di etilene unite assieme. Si ottiene così una fibra polimerica molto resistente, che una volta tessuta può servire a fabbricare giubbotti antiproiettile sia per i militari o fungere da scudo antiproiettile per i mezzi militari.

Talvolta la diversa lavorazione di fibre note da tempo ha portato allo sviluppo di nuovi tessuti: è il caso del pile o Polartec®, ideato dall'americana Malden Mills nel 1979. La formulazione esatta del pile (ne esistono diversi tipi) è spesso un segreto dell'azienda. La fibra di partenza è comunque il poliestere, che può essere lavorato in modi diversi. Talora vi si aggiungono altre fibre sintetiche (poliammidi, acrilico, elastan). Le sue proprietà risultano da una lavorazione a maglia particolare, che rende il tessuto soffice e voluminoso, grazie alla sua capacità di trattenere l'aria, creando una sorta di intercapedine che funge da isolante termico. All'inizio era utilizzato soprattutto per l'abbigliamento sportivo, ma gli aspetti positivi di questa fibra l'hanno resa molto popolare e ora le giacche o le bluse in pile hanno trovato un loro mercato anche tra coloro che non amano faticare sui sentieri di montagna o sulle piste da sci. 

Luigi Costa