Diapositiva 1

1
Teoria base della chimica la materia è
costituita da atomi energia radiante
2
(No Transcript)
3
(No Transcript)
4
Forze elettrostatiche
Contributi separati
Risultante dal bilanciamento di forze attrattive
e repulsive, con formazione di un legame tra il
nucleo e gli elettroni
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(No Transcript)
6
Lelemento
Z è uguale al numero di protoni presenti nel
nucleo di un atomo. Z identifica lelemento Per
esempio ogni atomo che contiene esattamente 47
protoni nel suo nucleo è un atomo di argento
(silver). Z determina le proprietà chimiche di
un elemento.
NUMERO DI MASSA A è dato dalla somma del numero
di protoni Z e del numero di neutroni N del
nucleo
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(No Transcript)
8
Gli elettroni girano attorno al nucleo in volumi
a cui è stato dato il nome di orbitali. Ogni
orbitale può contenere al massimo due
elettroni. Ogni orbitale ha forma e dimensioni
precise. Le forme si ripetono su gusci
concentrici che chiamiamo livelli. Il concetto
di livello è associato allenergia di interazione
con il nucleo.
9
Regole di riempimento
La prima regola è dovuta a considerazioni
energetiche A partire dal livello più interno,
più vicino al nucleo dalle forme s alle p alle
d alle f, esistono quindi dei sottolivelli
di energia, corrispondenti alle forme
Orbitali e capacità elettronica dei primi quattro livelli di energia. Orbitali e capacità elettronica dei primi quattro livelli di energia. Orbitali e capacità elettronica dei primi quattro livelli di energia. Orbitali e capacità elettronica dei primi quattro livelli di energia. Orbitali e capacità elettronica dei primi quattro livelli di energia.
n Sottolivelli Numero di orbitali per tipo Numero di orbitali per n (n2) Massimo numero di elettroni (2n2)
1 s 1 1 2
2 s 1 4 8
2 p 3 4 8
3 s 1 9 18
3 p 3 9 18
3 d 5 9 18
4 s 1 16 32
4 p 3 16 32
4 d 5 16 32
4 f 7 16 32
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(No Transcript)
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Si riempiono i livelli a partire da n più
piccolo Esistenza sottolivelli legati alla forma
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OGNI ATOMO HA UNA PROPRIA CONFIGURAZIONE
ELETTRONICA H 1s1 C 1s2 2s2 2p2 O
1s2 2s2 2p4
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
16
H 1s1 1s2
He C 1s2 2s2 2p2 1s2
2s2 2p6_ Ne O 1s2 2s2 2p4
1s2 2s2 2p6_ Ne
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(No Transcript)
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GRUPPO
IA IIA IIIA IVA VA
VIA VIIA VIII
Strutture di Lewis
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Una semplice rappresentazione del legame chimico,
un elettrone che lega due nuclei tra di loro.
20
(No Transcript)
21
(No Transcript)
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Carbonio quarto gruppo
La molecola del metano
Una sostanza gassosa a 25C
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(No Transcript)
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Propano CH3CH2CH3
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CH2(OH)CH2(OH)
26
(No Transcript)
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C6H12O6
28
C6H12O6
29
C6H12O6
30
(No Transcript)
31
(No Transcript)
32
(No Transcript)
33
(No Transcript)
34
Monomero Ogni piccola molecola che subisce una
reazione di incorporazione in una grande
molecola fatta da unità molto simili.
Un polimero (dal greco molte parti) è una
macromolecola ovvero una molecola dall'elevato
peso molecolare (gt10.000) costituita da un gran
numero di piccole molecole (i monomeri) uguali
unite a catena mediante la ripetizione dello
stesso tipo di legame (covalemte)
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Composizione delle fibre naturali

• Le composizioni variano in base a
• Tipo di pianta
• Parte della pianta (foglie, gambo, fiore, etc.)
• Età della pianta
• Periodo vegetativo

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SOURCES OF NATIVE CELLULOSE FOR TEXTILE
APPLICATIONS
Cellulose linear polymer ß-(1?4)-D-glucopyranose
Cotton plants (Gossypium)
Natural fibers typical composition
Flax (Linum Usitatissimum)
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Applicazioni della cellulosa

• Innumerevoli campi di applicazione

Polimeri
Meteorologia
Ottica
Edilizia
Cristalli liquidi
TESSILE
CARTARIO
FARMACEUTICO
ALIMENTARE
38
(No Transcript)
39
Nella seconda metà del secolo XIX i tentativi di
dissolvere la cellulosa cominciarono ad
avere successo e in qualche decina danni si
arrivò ai processi di filatura nel 1855 il
chimico Giorgio Andemars preparò il nitrato di
cellulosa o nitrocellulosa. Nel 1857 Schweitzer
scoprì che la soluzione ammoniacale di idrossido
di rame scioglie la cellulosa. Nel 1884 Hilaire
de Chardonnet realizzò la prima
preparazione industriale di fibre chimiche le
fibre di nitrato di cellulosa. Nel 1890
L.H.Despaisses sviluppò il processo
cuproammoniacale. Nel 1892 F.Cross e E.J.Bevan
svilupparono il processo viscosa partendo da
polpa di legno. Nei primi decenni del nuovo
secolo molti impianti sorsero in diversi paesi
dEuropa e negli USA. Allinizio le fibre
cellulosiche, tutte denominate seta
artificiale, vennero prodotte come filo
continuo,proprio perché nate come imitazione
della seta. Verso il 1920 iniziò la produzione
del fiocco, con caratteristiche che richiamavano
per molti aspetti quelle del cotone. Nel 1925
venne imposta la denominazione Rayon a tutti i
filati prodotti per via chimica dalla cellulosa.
Nei successivi 15 anni si arrivò alla
distinzione, per motivi merceologici e di
manutenzione dei manufatti, tra rayon di
cellulosa rigenerata e rayon costituiti da
composti di cellulosa (in genere esteri di
cellulosa).
Nella seconda metà del secolo XIX i tentativi di
dissolvere la cellulosa cominciarono ad avere
successo e in qualche decina danni si arrivò ai
processi di filatura nel 1855 il chimico Giorgio
Andemars preparò il nitrato di cellulosa o
nitrocellulosa. Nel 1857 Schweitzer scoprì che la
soluzione ammoniacale di idrossido di rame
scioglie la cellulosa. Nel 1884 Hilaire de
Chardonnet realizzò la prima preparazione industri
ale di fibre chimiche le fibre di nitrato di
cellulosa. Nel 1890 L.H.Despaisses sviluppò il
processo cuproammoniacale. Nel 1892 F.Cross e
E.J.Bevan svilupparono il processo viscosa
partendo da polpa di legno. Nei primi decenni del
nuovo secolo molti impianti sorsero in diversi
paesi dEuropa e negli USA. Allinizio le fibre
cellulosiche, tutte denominate seta
artificiale, vennero prodotte come filo
continuo,proprio perché nate come imitazione
della seta. Verso il 1920 iniziò la produzione
del fiocco, con caratteristiche che richiamavano
per molti aspetti quelle del cotone. Nel 1925
venne imposta la denominazione Rayon a tutti i
filati prodotti per via chimica dalla cellulosa.
Nei successivi 15 anni si arrivò alla
distinzione, per motivi merceologici e di
manutenzione dei manufatti, tra rayon di
cellulosa rigenerata e rayon costituiti da
composti di cellulosa (in genere esteri di
cellulosa).
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La viscosa è una fibra tessile artificiale
inventata nel 1883 dal chimico francese conte
Hilaire Bernigaud de Chardonnet. Pochi anni dopo,
nel 1891, il metodo industriale per la produzione
di viscosa fu brevettato in Gran Bretagna dai
chimici Charles Cross, Edward Bevan e Clayton
Beadle. Chiamata dapprima seta artificiale e dal
1924 rayon, la viscosa fu creata per rispondere
alla richiesta di tessuti simili alla seta ma più
economici. Può essere utilizzata per produrre
tessuti con usi molto diversi che vanno dai
vestiti alle tele che rivestono l'interno dei
pneumatici. La viscosa, nelle varie forme e
varietà, rappresenta circa il 14 delle fibre
artificiali prodotte dall'industria. Viene
prodotta a partire dalla polpa di legno degli
alberi (ma anche dal cotone, dalla paglia, ecc.)
trattata con una soluzione di soda caustica
(NaOH) viene quindi aggiunto solfuro di carbonio
(CS2) e si forma xantogenato di cellulosa che
viene ulteriormente disciolto con altra soda
caustica. La soluzione colloidale viene estrusa
i filamenti che escono dalla filiera formano la
viscosa. Facendo passare questa soluzione in una
sottile fessura posta in un bagno di acido
solforico si può ottenere il cellophane, oppure
attraverso piccoli ugelli si ottiene il rayon.
41
I primi tentativi di realizzare in Italia una
industria di quella che allora era denominata
"seta artificiale" ebbero una svolta decisiva
quando una società di navigazione, la SNIA
"Società di Navigazione Italo Americana", avente
per scopo l'esercizio dei trasporti marittimi tra
Italia e Stati Uniti, con il mutare del mercato
dei noli, decise di investire nell'attività
industriale i capitali esuberanti. Si operò,
pertanto l'assorbimento della Società Viscosa di
Pavia (1920), della Italiana Fabbriche Viscosa di
Venaria (1920) e della Italiana Seta Artificiale
di Cesano Maderno (1921). Il programma proseguì
nel 1925 quando veniva iniziata la costruzione
del nuovo stabilimento di Torino Stura e nel 1927
la SNIA Viscosa assumeva il controllo del Gruppo
Seta Artificiale con gli stabilimenti di Varedo e
di Magenta La produzione annua di rayon che nel
1920 era di soli 500 mila kg, al momento della
crisi mondiale del 1929 aveva superato i 9
milioni 500 mila kg. Il proprietario del gruppo
Riccardo Gualino si era avventurato in eccessi
speculativi e si era trovato in urto con il
governo in carica, che non lo aiutò a superare la
crisi. Dopo un interregno di Senatore Borletti,
si fece largo un imprenditore che aveva fatto
esperienza nel settore tessile con il commercio
in Polonia e in Unione Sovietica Franco
Marinotti. Il nome commerciale della produzione
era "seta Gloria". Negli stessi anni l'industria
della seta artificiale si sviluppò a Châtillon,
in Val d'Aosta localizzazione scelta per
usufruire della vicinanza alle centrali
elettriche, che costruì impianti anche a Ivrea e
a Vercelli (Società Soie de Chattillon) a
Pallanza, con uno stabilimento di acetato della
Rhodiaseta, poi divenuta Rhodiatoce (con brevetti
Rhône-Poulenc) a Gozzano (Novara) con uno
stabilimento con il processo al cuproammonio che
utilizza cellulosa finissima (linters di cotone)
della società Bemberg a Pizzighettone (Cremona)
per la produzione di cordene (fibra ad alto
modulo per le tele utilizzate nella fabbricazione
dei pneumatici). Nel frattempo il legislatore
aveva proibito l'uso del nome seta per i prodotti
non derivanti dal baco da seta, e quindi
l'industria della seta artificiale cambiò nome ed
adottò quella di rayon. L'approssimarsi della
seconda guerra mondiale fece nascere il problema
dell'approvvigionamento della cellulosa, di cui
l'Italia era tributaria dall'estero con il
tentativo di utilizzare la "canna gentile"
(Arundo donax), capace di consentire una
produzione legnosa annua molto più elevata di
quella caratteristica delle essenze arboree già
da tempo impiegate.
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I LINTERS DI COTONE Se il cotone, come abbiamo
visto, non viene impiegato come dissolving pulp
(è il nome tecnico della pasta di legno per le
fibre), unaltra fonte di cellulosa ben più pura
di quella contenuta nelle piante è quella dei
linters di cotone. Prende questo nome la corta
peluria che avvolge i semi del cotone. Quando le
fibre di cotone (10 50 mm di lunghezza) vengono
separate dal seme, rimane appunto il materiale
fibroso (lunghezza inferiore a 10 mm) chiamato
linters, che a sua volta viene raccolto per uso
tessile. I semi vengono poi mandati
allestrazione degli oli per uso alimentare. I
linters sono una fonte di cellulosa quasi pura
(titolo in alfa-cellulosa ca. 98 ), quindi di
qualità superiore a quella delle cellulose di
estrazione arborea, più costosa. Trovano
applicazione nella produzione di cellulosa
rigenerata con il processo al cuproammonio e,
talora, per la produzione di fibre speciali con
il processo viscosa. I progressi che si sono
verificati nella selezione delle essenze arboree
e delle tecniche di preparazione delle cellulose
hanno consentito lottenimento di
prodotti speciali con i processi viscosa anche
non partendo dai linters, mentre la produzione
della fibra al cuproammonio è sicuramente rimasta
legata ai linters. Ancorché di qualità elevata,
anche questo materiale necessita di una
raffinazione i linters vengono sottoposti a
depurazione meccanica, ad un trattamento con soda
e infine alla sbianca. Lalto tenore di
alfa-cellulosa, il minimo contenuto di inquinanti
come emicellulose, pentosani, sostanze pectiche,
ne fanno il materiale più puro tra quelli che si
possono impiegare per la produzione delle fibre
cellulosiche.
43
Nella fase di xantazione si addiziona alla massa
il solfuro di carbonio, che, reagendo con la
soda, forma il composto intermedio
ditiocarbonato questo agisce sullalcali-cellulos
a dando origine allo xantogenato sodico di
cellulosa. Chimicamente lo xantogenato è un
estere della cellulosa con lacido ditiocarbonico
(H2OCS2 ).
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(No Transcript)
45

• TRIACETATE Usage Scenarios
• Polarizer films for LCD projectors
• Specialized overhead projector transparencies
• Specialized photographic film
• Motion picture film
• Production of animation cels
• Packaging

Major industrial acetate fiber uses Apparel
linings, blouses, dresses, wedding and party
attire, home furnishings, draperies, upholstery
and slip covers. Industrial uses cigarette and
other filters, ink reservoirs for fiber tip pens.
High absorbency products diapers and surgical
products. The original Lego bricks were
manufactured from cellulose acetate from 1949 to
1963. Award Ribbon Rosettes for equestrian
events, dog/cat shows, corporate awards,
advertising and identification products all use
cellulose acetate ribbon. KEM High End Playing
Cards used at the World Series Of Poker Major
Casino Poker rooms are made of Cellulose Acetate.
46
(No Transcript)
47
LE FIBRE ARTIFICIALI

• Le fibre artificiali cellulosiche
• Si chiamano cellulosiche perché si ottengono
  trattando la cellulosa naturale (la stessa che
  costituisce le fibre vegetali) di piante ad alto
  fusto come faggio, eucaliptus, conifere ecc.,
  opportunamente trasformata e sciolta con
  solventi, e successivamente filata sotto forma di
  fibra tessile in filo continuo, oppure in fiocco
  (fibra discontinua).

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fibre artificiali di origine vegetale

• Le fibre artificiali di origine vegetale furono
  le prime fibre tessili inventate dalluomo e
  furono prodotte per la prima volta verso la fine
  dell800, quando la sempre maggiore richiesta di
  fibra pregiate, soprattutto seta, spinge a
  cercare nuove soluzioni.
• Vennero conosciute anche con la denominazione di
  seta artificiale, ma per lopposizione dei
  commercianti della seta vennero poi chiamate
  rayon (dal francese raggio, raggio di luce a
  motivo della loro spiccata lucentezza).

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Rayon

• Sotto il nome Rayon oggi si comprendono tutte le
  fibre artificiali derivanti dalla cellulosa,
  anche se strettamente parlando, il Rayon sarebbe
  cellulosa rigenerata sottoposta o meno a reazioni
  chimiche.
• Il primo tipo di rayon prodotto industrialmente
  fu il rayon alla nitrocellulosa per opera del
  conte di Chardonnet che nel 1886 lo brevettò con
  il nome di seta artificiale.
• Tuttavia tale prodotto presentava due gravi
  inconvenienti altro costo e infiammabilità, e
  venne sostituito da altri tipi di fibre
  artificiali.

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Viscosa

• detta anche rayon viscosa, è ottenuta dalla
  cellulosa ed è disponibile sia in filo continuo
  che in fiocco. Ha mano dolce e aspetto serico,
  buona resistenza all'usura ed elevata capacità
  igroscopica. Esiste anche versione "fr" (filame
  retard) ed alta tenacità. Marchi "Viscose" e
  "ProViscose" (70 viscosa/ 30 Lyocell) by
  Lenzing "Enka Viscose" by Acordis "Rayon
  FCT2000", "Argentea", "Iriden " by Nuova Rayon
  (Snia Group) "Sicrem" (alta tenacità) by Sicrem
  (IVG Group).

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viscosa

• Dal primo decennio del secolo in poi la viscosa
  iniziò ad avere grande successo e divenne la più
  importante fibra artificiale, un primato che
  ancora oggi detiene, rappresentando una
  produzione pari a circa l80 del totale delle
  fibre artificiali. La viscosa si è infatti
  inserita come alternativa alle fibre naturali
  estive seta e cotone.
• LItalia è stata fin dai primi anni uno dei
  maggiori produttori della fibra altri paesi
  europei di maggiore importanza per la produzione
  di questa fibra sono Germania e Olanda.

52
Produzione della cellulosa

• La viscosa si ottiene a partire da cellulosa il
  più possibile pura (á-cellulosa o cellulosa
  nobile) come quella che proviene dai linters di
  cotone, ossia dalla corta peluria che rimane
  aderente al seme di cotone. Altre fonti più
  economiche di cellulosa sono costituite dal legno
  delle conifere (abeti, pini selvatici) e di
  latifoglie (pioppi, eucaliptus, betulle, faggi)
  che offrono fibre cellulosiche particolarmente
  adatte alluso industriale.

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Preparazione della viscosa

• il processo della preparazione della viscosa non
  è una sintesi chimica. Si tratta di solubilizzare
  la cellulosa con opportuni trattamenti chimici e
  di rigenerarla in modo tale da farle assumere un
  nuovo arrangiamento molecolare e successivamente
  filarla attraverso opportune filiere, ottenendo
  filamenti continui.
• La produzione della viscosa si svolge quindi in
  due fasi. La prima comprende la formazione della
  soluzione di filatura, cioè la viscosa. La
  seconda fase comprende la filatura vera e
  propria, da cui si ottiene la formazione delle
  bavelle che poi, riunite, comporranno il filo di
  rayon viscosa (filatura).

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Caratteristiche e proprietà del rayon viscosa

• I filamenti di rayon viscosa appaiono lisci,
  candidi e molto lucenti.
• Si può quindi affermare che la viscosa è una
  fibra al 100 vegetale, dotata della brillantezza
  tipica della seta, della traspirabilità e del
  confort del cotone e del lino, dellanallergenicit
  à delle fibre naturali.
• Nel settore tessile è presente in tessitura per
  foderame, tessuti per abbigliamento e per
  arredamento trova il suo impiego ideale in
  maglieria.
• Per ottenere la viscosa opaca le fibre vengono
  sottoposte ad opacizzazione.

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Rayon fiocco

• Allo scopo di ottenere filati con caratteristiche
  diverse da quelle dei rayon continui, e simili a
  quelle dei filati di cotone o di lana aventi
  superficie pelosa, mano morbida, sezione poco
  regolare, lucentezza poco evidente, buona
  sofficità, maggior potere isolante (mano calda),
  si procede alloperazione del taglio dei
  filamenti continui in tratti di eguale lunghezza,
  che costituiscono il cosiddetto fiocco.
• La lunghezza del taglio varia con limpiego cui
  il fiocco è destinato, e solitamente è conforme
  alla lunghezza delle fibre di cotone (fiocco
  cotoniero 30-40 mm.) o di lana (fiocco laniero
  60-120 mm) con le quali può essere mescolato. Di
  solito prima del taglio le bave vengono fatte
  passare fra coppie di cilindri scanalati che
  conferiscono alle fibre unarricciatura stabile,
  simile a quella naturale della lana
  (testurizzazione), la quale rende possibili le
  successive operazioni di filatura, favorendo il
  legame tra le fibre.

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Cupro

• è una fibra ottenuta dai linters di cotone ed è
  prodotta sia come filo continuo sia come materia
  prima. E' atossica, anallergica, antistatica ed
  ha doti di traspirabilità e morbidezza per
  questo è detta "seta ecologica". Marchi "Cupro",
  è un'esclusiva "by Bemberg".

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Rayon Cupro

• Il rayon cupro, o rayon cupro-ammoniacale, o seta
  Bemberg (dal nome della ditta che lo produce), è
  una fibra artificiale prodotta sfruttando la
  solubilità della cellulosa nel liquido di
  Schweitzer (soluzione di solfato di rame 10,
  soda 10 e ammoniaca concentrata).
• Dopo la solubilizzazione e lestrusione dalle
  filiere, la fibra è coagulata in un bagno di
  acido solforico diluito (filatura a umido)
  ottenendo dei filamenti notevolmente plastici che
  vengono sottoposti a stiro, così da ottenere una
  fibra più sottile della seta naturale (processo
  Bemberg introdotto negli anni 20). In tal modo i
  filati possiedono titoli molto bassi, sono più
  soffici dei comuni rayon e molto resistenti.

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Acetato

• è un filo continuo derivato dalla cellulosa. Ha
  una mano morbida e delicata, aspetto serico,
  colori vivi e brillanti, buone doti di
  traspirabilità, igroscopicità, antistaticità e
  comfort. Marchi "Situssa", "Situssa Fresh",
  "Silene", "Silfresh", "Silcolor", "Novalene",
  "Silnova", "Dicelesta" by Novaceta.

59
Acetato

• Lacetato di cellulosa, a parte il rayon alla
  nitrocellulosa, è lunica fibra artificiale di
  origine vegetale costituita da esteri della
  cellulosa, cioè da un derivato chimicamente
  diverso dalla cellulosa originaria. Gli altri
  tipi di rayon sono invece costituiti da cellulosa
  rigenerata, chimicamente uguale a quella
  naturale. Oggi è al secondo posto per importanza
  e produzione nel campo delle fibre cellulosiche.

60
Carta tessile

• è una fibra ottenuta dalla cellulosa il cui filo
  trattato chimicamente ha una mano inamidata e
  cartacea.