Reticulação de compostos poliméricos para recobrimento de superfícies

Abstract

Na indústria têxtil o recobrimento ou engomagem do fio de algodão tem como objetivo aumentar a resistência mecânica dos fios, ou seja, resistência às trações, vibrações, fricções, choques e alongamentos, que são alguns dos esforços sofridos durante o processo de tecelagem. A escolha da formulação de engomagem é extremamente importante, pois proporciona o máximo desempenho da tecelagem, devendo ter um mínimo ou nenhum efeito prejudicial no urdume tinto e ser de fácil remoção após o processo. O principal objetivo deste trabalho é estudar novos procedimentos para recobrimento do fio têxtil 100% algodão utilizando polímeros sintéticos hidrofílicos como substitutos da goma de amido, visando conferir uma resistência mecânica temporária a esse fio. Para o processo de recobrimento dos fios foi estudado o comportamento dos polímeros sintéticos Poli(álcool vinílico) e Poli(N-vinil-2-pirrolidona). Para a fixação do polímero no fio foram estudados possíveis processos de reticulação, tais como a reticulação via radiação UV-C, via reação Fenton e Foto-Fenton, via glutaraldeído e via radiação UV-C sensitizada (utilizando peróxido de hidrogênio). Para cada processo de reticulação ainda foi verificada a influência de parâmetros, tais como peso molecular do polímero; concentração da solução de polímero a ser aplicada no fio; temperatura de secagem do polímero; umidade relativa do ambiente de trabalho e tempo de exposição do polímero à radiação UV-C. A influência de cada processo de reticulação no polímero foi medida através de testes de tração e ruptura dos fios recobertos, verificando-se assim o aumento ou a redução da resistência mecânica do fio após os processos de recobrimento e reticulação polimérica. Os ensaios de tração realizados no fio indicaram que o melhor processo de reticulação empregado foi via radiação UV-C, de comprimento de onda 254 nm. De acordo com os resultados, este processo aumentou a resistência mecânica do fio em até 74,6% se comparado ao fio cru, ou seja, sem recobrimento polimérico e reticulação. Os processos oxidativos utilizados para reticulação, tais como Fenton e foto-Fenton não foram eficientes, diminuindo a resistência do fio de algodão. O estudo da aplicação da radiação UV-C foi de grande relevância, pois além de aumentar a resistência mecânica do fio de algodão, esta técnica dispensa o uso de substâncias químicas, evitando a geração de rejeitos tóxicos ao final do processo.

Coating of cotton fiber is employed in the textile industry in order to increase the mechanical resistance of the yarns, that is, resistance to vibration, friction, impact and elongation, which are some of the forces the yarn is subjected during the weaving process. The choice of the coating material is extremely important, since it can provide the best performance during the weaving process. However it must present no harmful effect on the dying process and must be easily removed after the weaving process. The main objective of this study is to investigate the usage of synthetic hydrophilic polymers, poly(N-vinyl-2-pyrrolidone) and poly(vinyl alcohol), to coat 100% cotton textile fiber, aiming to give the fiber a temporary mechanical resistance. In order to improve the mechanical resistance of the fiber, the following crosslinking processes were investigated: UV-C radiation, the Fenton and photo-Fenton reactions, sensitized UV-C radiation and using crosslinking agents, such as, the glutaraldehyde. For each crosslinking process the influence of some parameters were verified, such as: polymer molecular weight; concentration of the polymer solution; drying temperature of the polymer; relative humidity of the environment and UV-C radiation exposure time. The influence of each crosslinking process was determined through tensile testing of the coated fibers. The results indicated that the best crosslinking process employed was UV-C radiation, increasing the mechanical resistance of the yarn up to 74,6% if compared with the pure cotton yarn, that is, without polymeric coating and crosslinking. The oxidative processes used, Fenton and photo-Fenton, were not efficient, decreasing the yarn mechanical resistance. The study of the application of UV-C radiation was of great relevance and despite increasing the mechanical resistance of the yarn it dispensed the use of chemical substances, avoiding the generation of toxic wastes at the end of the process.