Desenvolvimento de fibras de base polipropileno com maior afinidade tintorial

Abstract

Na época atual, a aplicação do polipropileno na Indústria têxtil encontra-se limitada pela impossibilidade de ser tingido pelos métodos convencionais de tingimento devido à sua pouca solubilidade, ao seu caráter parafínico e não polaridade. Desse modo, a inclusão de compostos biodegradáveis, de baixo custo, biocompatíveis e de baixa toxicidade, como a celulose, pode reunir as caraterísticas necessárias para a realização do tingimento tradicional e aumentar a afinidade do polipropileno para com os corantes reativos. Portanto, o objetivo principal desta dissertação foi o desenvolvimento de fibras de base polipropileno com maior afinidade tintorial. Para o concretizar, inicialmente caraterizaram-se as amostras de celulose tanto ao nível do tamanho como termicamente e selecionou-se, com base no tingimento com corantes reativos e dispersos da celulose e do polipropileno, as duas melhores amostras de celulose (UFC 100 e FD600/30) e os dois melhores corantes (Remazol Azul Turquesa G e Dianix Laranja K-3G) que reuniam os atributos essenciais para os tingimentos futuros. Em seguida, formularam-se vários compostos de polipropileno aditivados com UFC 100 (a 15 % e a 7,5 % em massa) e FD600/30 (a 15 % e a 7,5 % em massa) por extrusão por composição que posteriormente foram caraterizados termicamente e tingidos com ambos os corantes. Após estes estudos, desenvolveram-se as fibras mono-componente por fiação por fusão com os compostos de polipropileno aditivados com 7,5 % em massa de celulose (UFC 100 e FD600/30), onde verificou-se que a celulose comprometeu a estabilidade do processo, afetando as propriedades mecânicas das fibras. Esta observação foi atestada pelas análises da secção transversal e longitudinal das fibras por microscopia ótica e pelos ensaios mecânicos, onde se obteve valores de tenacidade entre (0,27±0,04) cN dtex−1e os (0,82±0,05) cN dtex−1 e de alongamento entre (81±45) % e os (683±189) %, concluindo na impossibilidade de produção de estruturas têxteis. No entanto, as meadas desenvolvidas nos ensaios mecânicos possibilitaram a realização do tingimento das fibras e avaliar a solidez da sua cor por ensaios de solidez de cor à lavagem e à luz. Assim, averiguou-se que as fibras tingidas com corantes reativos apresentavam pouca solidez da cor às lavagens face às tingidas com corantes dispersos. Por outro lado, o desvanecimento da sua cor à luz solar demonstrou ser inferior em relação às fibras tingidas com corantes dispersos. Também se verificou que as fibras aditivadas foram mais resistentes à lavagem e à luz solar que a fibra apenas constituída pelo polipropileno e entre estas fibras, as que apresentaram os melhores resultados foram as aditivadas com a UFC 100.

In the current times, the application of polypropylene in the textile industry is limited by the inability to be dyed by conventional methods of dyeing due it is low solubility, it is paraffinic character and no polarity. Thereby, the inclusion of biodegradable compounds, of low cost, biocompatible and low toxicity, like cellulose, can gather the necessary features to perform the traditional dyeing and increases polypropylene affinity to reactive dyes. So, the goal of this dissertation was the development of polypropylene fibers with bigger dye affinity. To achieve this goal, initially the cellulose samples were characterized both in terms of size and thermally and selected based on cellulose and polypropylene dyeing with reactive and disperse dyes, the two best cellulose (UFC 100 e FD600/30) and the two best dyes (Remazol Turquoise Blue G and Dianix Orange K-3G) that gather essential attributes for the future dyeing. Then, were formulated several compounds of polypropylene added with UFC 100 (15 % and 7,5 % by weight) and FD600/30 (15 % and 7,5 % by weight) by extrusion by composition that later were characterized thermally and dyed with both dyes. After these studies, the mono-component fibers were developed by meltspinning with compounds of polypropylene added with 7,5 % by weight of cellulose (UFC 100 and FD600/30), in which it was found that cellulose compromised the stability of the process, affecting the mechanical properties of the fibers. This observation was attested by the cross-sectional and longitudinal analyses of the fibers by optical microscopy and mechanical tests, in which obtained tenacity values between (0,27±0,04) cN dtex−1 and (0,82±0,05) cN dtex−1 and elongation between (81±45) % and (683±189) %, culminating in the impossibility to produce of textile structures. However, the skein developed in mechanical tests made it possible to carry out dyeing of fibers and assess the soundness of their color by tests of color fastness to washing and light. Thus, it was found that fibers dyed with reactive dyes exhibited poor color fastness to washings compared to fibers dyed with dispersed dyes. On the other hand, the color fading due to sunlight of fibers stained with reactive dyes was shown to be lower in relation to fibers dyed with disperse dyes. It was also verified that added fibers were more resistant to washing and to sunlight than the fiber constituted only by polypropylene and among these fibers, the ones that presented the best results were the added with UFC 100.