Tingibilidade de poliamida pré-tratada com protease

Abstract

A indústria têxtil, cada vez mais, vem buscando por tecnologias sustentáveis por meio de desenvolvimento de métodos mais seguros para o processamento de têxteis. Um dos métodos que pode ser mencionado é o processamento enzimático, tanto para fibras naturais quanto para fibras sintéticas. A fibra de poliamida tem grande destaque na indústria têxtil por suas características como, leveza, conforto, flexibilidade. No entanto, a hidrofobicidade, característica das fibras sintéticas, gera dificuldades na fase do beneficiamento. Este estudo teve como objetivo realizar pré-tratamentos enzimáticos em malha 100% poliamida 6, com enzima do tipo protease, em condições ideais de pH e temperatura, de forma a favorecer a tingibilidade da fibra. A avaliação do desempenho do pré-tratamento enzimático sobre a fibra de poliamida foi realizada por meio de análises de hidrofilidade (capilaridade), análise de superfície com microscopia eletrônica de varredura (MEV), alteração de grupos funcionais (FTIR), quantidade de aminas disponíveis no tecido e nos banhos do pré-tratamento enzimático, potencial zeta, avaliação de eventuais perdas de massa e comparação das amostras com e sem tratamento enzimático. A análise da hidrofilidade permitiu verificar um comportamento de capilaridade mais uniforme ao longo de todas as amostras que receberam o tratamento enzimático, comparativamente as amostras sem tratamento. Com os ensaios de MEV, FTIR, potencial zeta e variação de massa, foi possível verificar a modificação superficial na fibra de poliamida. A partir dos resultados dos ensaios de quantidade de aminas no tecido e nos banhos, foi executado o planejamento experimental fatorial, que possibilitou avaliar a resposta do efeito da enzima sobre a poliamida, que está diretamente relacionada com a formação de grupos amino, analisada tanto no tecido quanto nos banhos. Com relação ao tingimento com corante ácido das amostras tratadas enzimaticamente, foi realizada avaliação do banho de tingimento e do tecido tinto por análise de espectrofotometria de absorção e de refletância, respectivamente, além dos ensaios de solidez à fricção a úmido e à lavagem. As amostras tratadas enzimaticamente e tingidas com os corantes reativo de algodão e básico, foram avaliadas por análise de espectrofotometria de refletância. Os resultados foram avaliados associando-os ao pré-tratamento enzimático, avaliando-se a interação entre os corantes e os grupos funcionais formados na fibra de poliamida, após o pré-tratamento enzimático. A amostra sem tratamento enzimático apresentou maior intensidade de cor para o tingimento com corante reativo de algodão, quando comparada com as amostras que receberam tratamento enzimático, trazendo indícios de que a enzima possa ter comprometido a ligação do grupo funcional na poliamida, responsável pela ligação com o corante reativo. Já para os tingimentos com os corantes básico e ácido, as amostras que receberam o tratamento enzimático apresentaram maior intensidade de cor, indicando que a formação dos grupos funcionais, COOH e NH2, na fibra de poliamida foi promovida pela ação da enzima, com consequente interação com os grupos positivo e negativo dos corantes, respectivamente. A avaliação dos banhos do tingimento ácido, trouxeram indícios de que o tingimento com o corante ácido, possa ser realizado com menores concentrações de corante, para melhor fixação do corante na fibra de poliamida. A principal conclusão deste estudo, para os fatores estudados, é que maiores concentrações de enzima e maiores tempos de tratamento, interferem significativamente no aumento da concentração de amina tanto no tecido quanto no banho, contribuindo com a melhoria de propriedades como hidrofilidade, tingibilidade e solidez, e potencializando a funcionalização da fibra de poliamida, pois proporcionam superfícies enriquecidas de grupos amina.

Abstract: The textile industry is increasingly looking for sustainable technologies through the development of safer methods for processing textiles. One of the methods that can be mentioned is enzymatic processing, both for natural fibers and for synthetic fibers. Polyamide fiber stands out in the textile industry for its characteristics such as lightness, comfort, flexibility. However, hydrophobicity, characteristic of synthetic fibers, creates difficulties in the beneficiation phase. This study aimed to perform enzymatic pretreatments in 100% polyamide 6 mesh, with protease type enzyme, under ideal conditions of pH and temperature, in order to favor fiber dyeing. The performance evaluation of the enzymatic pretreatment on the polyamide fiber was carried out by means of hydrophilicity analysis (capillarity), surface analysis with scanning electron microscopy (SEM), alteration of functional groups (FTIR), quantity of available amines in the tissue and in the baths of the enzymatic pre-treatment, zeta potential, evaluation of possible mass losses and comparison of the samples with and without enzymatic treatment. The hydrophilicity analysis allowed to verify a more uniform capillarity behavior throughout all the samples that received the enzymatic treatment, comparatively the samples without treatment. With the SEM, FTIR, zeta potential and mass variation tests, it was possible to verify the surface modification in the polyamide fiber. From the results of the tests of amine quantity in the tissue and in the baths, a factorial experimental design was carried out, which made it possible to evaluate the response of the enzymes effect on the polyamide, which is directly related to the formation of groups amino analyzed both in the fabric and in the baths. Regarding the acid dyeing of the enzymatically treated samples, the dyeing bath and the fabric were evaluated by analysis of absorption and reflectance spectrophotometry, respectively, in addition to the wet rub and wash fastness tests. The samples enzymatically treated and dyed with reactive and basic dyes were evaluated by reflectance spectrophotometry analysis. The results were evaluated by associating them with the enzymatic pretreatment, evaluating the interaction between the dyes and the functional groups formed in the polyamide fiber, after the enzymatic pretreatment. The sample without enzymatic treatment showed greater color intensity for dyeing with cotton reactive dye, when compared to samples that received enzymatic treatment, indicating that the enzyme may have compromised the bonding of the functional group to the polyamide, responsible for bonding with the reactive dye. As for dyeing with basic and acid dyes, the samples that received the enzymatic treatment showed greater color intensity, indicating that the formation of functional groups, COOH and NH2, in the polyamide fiber was promoted by the action of the enzyme, with consequent interaction with the positive and negative groups of the dyes, respectively. The evaluation of the acid dyeing baths brought evidence that the dyeing with the acid dye can be carried out with lower dye concentrations, for better fixation of the dye in the polyamide fiber. The main conclusion of this study, for the factors studied, is that higher concentrations of enzyme and longer treatment times, significantly interfere in the increase of amine concentration in both the fabric and the bath, contributing to the improvement of properties such as hydrophilicity, dyeing and solidity, and enhancing the functionalization of the polyamide fiber, as they provide surfaces enriched with amine groups.