Tingimento de tecidos multi-fibra com corante reativo utilizando líquidos iônicos próticos.

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Química Verde

Autores

Torres, D. (UEM) ; Andrade, R.S. (URFB) ; Ribeiro, F. (UTFPR) ; Iglesias, M. (UFBA)

Resumo

O presente trabalho apresenta o método para tingimento de tecido plano composto por 6 classes de fibras distintas, sendo este constituído por um Tecido Multifibra MFF#42 segundo a norma ISO TC 274E-3 (Diacetato, Algodão, Poliamida “Nylon 6.6”, Poliéster “Dacron 54”, Poliacrílico “Orlon 75” e Lã), utilizando como solvente líquidos iônicos próticos. Na tinturaria industrial convencional não existe no mercado um corante universal, ou seja, capaz de tingir todos os tipos de tecido. Apresentamos neste estudo os resultados obtidos num processo diferenciado no qual são utilizados tempo e temperatura abaixo do convencional, e empregado apenas uma classe de corante (reativo), para tingimento de fibras têxteis de diversas categorias.

Palavras chaves

Líquidos Iônicos Próticos; Tingimento; Corante Reativo

Introdução

A indústria de tingimento e acabamento têxtil é uma das mais intensivas quimicamente, e a segunda em poluição de água, depois do setor agrícola. Esta indústria utiliza milhares de produtos químicos em seus processos de manufatura têxtil, incluindo tinturaria e estamparia. Muitos destes produtos são tóxicos e prejudiciais à saúde humana, direta ou indiretamente. Grandes quantidades de água são necessários para o processamento de têxteis, tingimento e estampagem. O consumo diário de água de uma fábrica têxtil de médio porte, com uma produção de cerca de 8000 kg de tecido por dia, é de aproximadamente 1,6 milhões de litros. Quase 20% deste total é consumido no tingimento e, 8% em estampagem. O consumo de água na etapa de beneficiamento varia de 30 a 300 litros por kg de tecido, dependendo do tipo de corante usado, e da fibra a ser tingida. Novos conceitos de tecnologias de tingimento não aquoso estão sendo estudados e avaliados nos processos têxteis. Há um grande interesse em encontrar substâncias ambientalmente amigáveis com um duplo objetivo: reduzir o consumo de água em processos têxteis e melhorar a qualidade do tingimento. Os líquidos iônicos são novos meios alternativos para muitos processos como síntese química, catálise enzimática e aplicações em engenharia verde. O objetivo do presente trabalho é apresentar os estudos relacionados a afinidade corante reativo/fibras têxteis durante o processo de tingimento, através de ensaios tintoriais com a utilização de líquidos iônicos prótico como solvente em substituição a água, avaliando a eficiência do processo proposto por meio de análises colorimétricas e mecânicas.

Material e métodos

Os reagentes utilizados na preparação dos líquidos iônicos próticos foram fornecidos por Synth®, com qualidade de alta pureza e armazenados em condições de baixa umidade e temperatura constante. Todos os demais reagentes utilizados foram de grau analítico e a água empregada foi destilada. A síntese dos líquidos iônicos próticos se baseia na reação de Brönsted entre ácidos e bases, de acordo com a metodologia de ANDRADE et al., 2017. Para realização do processo de tingimento, utilizou-se os seguintes produtos e equipamentos: Balança analítica marca Marte, modelo AL500; Aparelho de tingimento marca Kimak, modelo AT1-SW, Corante Reativo Drimarem CL – 2R, Tecido Multifibra MFF#42 (Diacetato, Algodão, Poliamida “Nylon 6.6”, Poliéster “Dacron 54”, Poliacrílico “Orlon 75” e Lã) e Espectrofotômetro DATACOLOR Modelo 550. Para a relação de banho de tingimento foram utilizados os líquidos iônicos próticos 2HDEAA (2 Hidroxi Dietilamônio Acetato), 2HDEAPr (2 Hidroxi Dietilamônio Propionato), 2HDEAB (2 Hidroxi Dietilamônio Butanoato) e 2HDEAPe (2 Hidroxi Dietilamônio Pentanoato), além de um cationizador como aditivo de tingimento. O desenvolvimento do trabalho experimental deu se em 8 etapas sendo elas: 1) corte e pesagem dos corpos de prova; 2) cationização de um dos grupos de corpos de prova; 3) processo de tingimento para o grupo não cationizado e grupo cationizado; 4) análise espectrofométrica do material pronto para tingir e após o tingimento; 5) teste de fricção a seco e a úmido para análise de transferência de cor como descrito em norma específica; 6) testes de solidez comercial segundo norma específica; 7) teste de solidez por perspirometro conforme norma específica; 8) análise dos obtidos.

Resultado e discussão

O tingimento de fibras com o agrupamento amínico, Lã e Poliamida, apresentaram altos valores de K/S, superiores ao das fibras de algodão, poliéster, acrílico e diacetato, obtendo o melhor resultado entre todas as fibras analisadas em relação a força corante (Fig. 1). O K/S é uma relação entre o coeficiente de absorção e o coeficiente de dispersão apontado por Kubelka-Munk (KUBELKA, 1948). Quanto maior o K/S, menor a refletância do substrato, ou seja, maior a quantidade de corante foi absorvida por ele. ΔE indica a magnitude da diferença total de cor entre o padrão (fibra sem corante) e a amostra tingida. Por intermédio da Fig. 2 pode-se observar a diferença de cor que cada fibra absorveu em relação ao solvente utilizado. A fibra de lã teve um melhor desempenho em relação a diferença de cor quando utilizado o LIPs 2HEAPE, e o melhor desempenho fibra vs. solvente é percebido na fibra de algodão. É interessante observar o comportamento das fibras de poliéster e a poliacrílica, pois estas classes necessitam de alta temperatura para que ocorra o tingimento. No entanto, mesmo à baixas temperaturas, obteve-se tingimento com uma diferença de cor bastante acentuada, ja que os olhos humanos percebem esta variação a partir de ΔE=0,5, e no referido estudo todas as diferenças de cor- ΔE ficaram acima de ΔE=31. Para os testes feitos tanto a seco como a úmido, todas as classes de fibras submetidas ao tingimento com os 4 LIPS mantiveram o mesmo comportamento em relação a transferência de cor obtendo classificação 5, ou seja, não houve desbotamento significativo.

Imagens das fibras tingidas em diferentes meios iônicos.


Magnitudes das diferenças de cor.

Conclusões

O tingimento aplicando cationização prévia e utilizando LIPs como solventes apresentou potencial de tornar os corantes reativos compatíveis a todas as classes de fibras testadas. A utilização de cationizador gerou sítios ativos, facilitando a migração das moléculas corantes dissolvidas em meio essencialmente iônico e tornando as moléculas das fibras muito mais receptivas ao radical cromóforo. Os valores de K/S observados nos tingimentos utilizando líquido iônico como meio tintorial superaram os valores encontrados para os tecidos de prova, tingidos de forma convencional em meio aquoso.

Agradecimentos

Os autores agradecem à FAPESB (Projeto Ação Referência, Termo de Outorga PET 0071/2013) pelo apoio à pesquisa.

Referências

KUBELKA, P. New Contributions to the Optics of Intensely Light-Scattering Materials, JOSA, V. 38, (1948) p. 448-457.

ANDRADE,R. S., TORRES, D., RIBEIRO, F. R., CHIARI-ANDREO, B. G., OSHIRO J. A., IGLESIAS, M. Sustainable Cotton Dyeing in Nonaqueous Medium Applying Protic Ionic Liquids. ACS Sustainable Chem. Eng. 2017, 5, 8756−8765.