Malha spacer e polipirrol: uma abordagem para o desenvolvimento de têxteis inteligentes condutores

Abstract

O desenvolvimento de têxteis condutores é fundamental para a criação de e-textiles e suas diversas aplicações. Diante disso, o objetivo deste estudo foi desenvolver malhas spacer por trama com comportamento condutor de eletricidade a partir da polimerização in situ de polipirrol na presença da malha supracitada e simular as suas condições de usabilidade. Utilizou-se a condição experimental de 0,050 mol/L de polipirrol durante o tempo de 60 min, a qual apresentou uma condutividade elétrica igual a 1,4229x10-4 S/cm. Os ensaios de resistência à tração demonstraram que as amostras antes e após o revestimento com polipirrol, em ambas as direções (coluna e fileira), apresentam praticamente a mesma tensão de ruptura, entretanto, com menor alongamento na direção da coluna após o revestimento. O ensaio de abrasão demonstrou que a amostra não teve grande perda de massa após 10.000 ciclos e a condutividade elétrica se manteve na faixa de 6,7314x10-5 S/cm. Após 15, 20 e 25 ciclos de lavagem, a condutividade reduziu e se manteve estável, sendo observado os valores de 1,4653x10-5 S/cm, 4,2090x10-6 S/cm e 3,1837x10-6 S/cm, respectivamente. A análise do MEV, realizada após as lavagens, demonstrou a redução na quantidade de PPy aderido à superfície conforme o aumento dos ciclos de lavagem. O ensaio de solidez ao suor ácido e alcalino demonstrou que as amostras não perderam condutividade, se mantendo na ordem decimal de 10-4 S/cm. O ensaio eletromecânico foi realizado com as amostras após lavagem nas tensões de 250, 500 e 1000 KPa e confirmou o comportamento piezoresistivo das amostras revestidas com polipirrol. Esses resultados demonstram que a malha spacer revestida com polipirrol é promissora para o desenvolvimento de e-textiles.

The development of conductive textiles is essential for the creation of e-textiles and their various applications. The objective of this study was to develop a weft-knitted spacer fabric with electrical conductivity through the in situ polymerization of polypyrrole in spacer fabric and to simulate its usability under different conditions. The experimental condition of 0.050 mol/L of polypirrole for 60 minutes was used, resulting in an electrical conductivity of 1.4229 x 10⁻⁴ S/cm. The tensile strength test demonstrated that the sample coated with polypyrrole exhibited greater mechanical resistance in both directions (wale and course) compared to the raw fabric. The abrasion test showed no significant mass loss after 10,000 cycles, with the electrical conductivity remaining at 6.7314 x 10⁻⁵ S/cm. After 15, 20, and 25 washing cycles, the conductivity decreased but stabilized, with values of 1.4653 x 10⁻⁵ S/cm, 4.2090 x 10⁻⁶ S/cm, and 3.1837 x 10⁻⁶ S/cm, respectively. Scanning electron microscope (SEM) analysis performed after washing showed a reduction in the amount of polypyrrole adhered to the surface as the number of wash cycles increased. The acid and alkali perspiration fastness tests indicated that the samples did not lose conductivity, maintaining values in the order of 10⁻⁴ S/cm. The electromechanical test, conducted with the samples after washing at 250, 500, and 1000 KPa, confirmed the piezoresistive behavior of the polypyrrole-coated samples. These results demonstrate that the weft-knitted spacer fabric coated with polypyrrole shows great potential for the development of e-textiles.