Compósitos de poliéster reforçados com resíduos industriais de algodão obtidos por compressão a quente

Abstract

A indústria têxtil exerce papel econômico e social significativo, tanto no Brasil quanto mundialmente. Durante a execução dos processos que permeiam esta indústria, grandes quantidades de resíduos são geradas, com índices de 12 a 15 % das matérias-primas sendo desperdiçadas, especialmente fibras têxteis. Identificam-se ações pontuais para reaproveitar os resíduos pré-consumo (gerados no processo produtivo). Contudo, menos de 1 % desse material retorna à fabricação de novos produtos têxteis, sendo que a maior parte é destinada a aplicações de baixo valor agregado ou, em muitos casos, enviada a aterros sanitários ou simplesmente incinerada. Este estudo propõe a obtenção de um compósito a partir de resíduo têxtil de fibras de poliéster, no qual o poliéster é fundido para atuar como matriz, com carga de algodão proveniente do processo de navalhagem, utilizando o processo de compressão a quente. Foram produzidas amostras com quatro formulações: 100 % PES, 85 % PES + 15 % CO, 75 % PES + 25 % CO e 65 % PES + 35 % CO, que foram submetidas a ensaios de resistência mecânica, absorção de água, degradação por radiação ultravioleta (UV) e análise morfológica. Os resultados indicaram que a adição de 25 % de resíduos de algodão ao compósito proporcionou o melhor desempenho mecânico, com aumento significativo na resistência à tração em relação à amostra padrão, composta apenas por poliéster. A mesma composição apresentou ainda menor variabilidade nos resultados (com menor desvio padrão). Contudo, a exposição à radiação UV e a absorção de água reduziram consideravelmente a resistência do material, revelando limitações para aplicações em ambientes externos ou úmidos. A análise por MEV confirmou boa dispersão das fibras e interação entre os componentes. Esses resultados demonstram a viabilidade técnica do reaproveitamento dos resíduos têxteis de poliéster e algodão na produção de compósitos sustentáveis, oferecendo uma alternativa promissora para agregar valor a estes materiais que seriam descartados.

Abstract: The textile industry plays a significant economic and social role both in Brazil and globally. Throughout the various stages of this industry, large amounts of waste are generated, with 12% to 15% of raw materials, particularly textile fibers, being discarded. Although there are some initiatives aimed at reusing pre-consumer waste (generated during the production process), less than 1 % of this material is reincorporated into the manufacturing of new textile products. Most of it is directed toward low-value applications or, in many cases, disposed of in landfills or incinerated. This study proposes the development of a composite material from polyester fiber textile waste, in which the polyester is melted to act as the matrix, reinforced with cotton residues obtained from the shearing process, using hot-press molding. Samples were produced with four formulations: 100% PES, 85% PES + 15% CO, 75% PES + 25% CO, and 65% PES + 35% CO, and were subjected to mechanical strength testing, water absorption analysis, ultraviolet (UV) radiation degradation, and morphological evaluation. The results showed that the addition of 25 % cotton waste provided the best mechanical performance, with a significant increase in tensile strength compared to the control sample composed only of polyester. This composition also exhibited lower variability, as evidenced by a reduced standard deviation. However, exposure to UV radiation and water absorption significantly decreased the material?s strength, indicating limitations for use in outdoor or humid environments. Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis confirmed good fiber dispersion and interaction between components. These findings demonstrate the technical feasibility of reusing polyester and cotton textile waste in the production of sustainable composites, offering a promising alternative for adding value to materials that would otherwise be discarded.