Desenvolvimento de métodos para caracterização de nanomateriais incorporados em substratos têxteis

Abstract

A nanotecnologia é um dos ramos da ciência que mais se desenvolveu nos últimos anos. À medida que produtos contendo nanomateriais surgem no mercado, cresce a preocupação pública sobre a segurança, a qual deve ser conhecida e claramente determinada. O mercado atual impõe, cada vez mais, o controlo de qualidade e segurança dos novos produtos que vão sendo desenvolvidos. A aplicação destes em diversos setores industriais obriga ao desenvolvimento de métodos de quantificação sobretudo em áreas que afetam diariamente o quotidiano do Homem, nomeadamente em produtos têxteis. O principal objetivo desta dissertação consistiu no desenvolvimento de métodos expeditos e eficientes para caraterizar nanomateriais impregnados em substratos têxteis. Utilizou-se o método de titulação potenciométrica afim de quantificar os grupos funcionais carboxílicos nos diferentes nanomateriais, sendo possível construir curvas de calibração para cada um destes. Nesta dissertação, foram quantificadas nanocápsulas vazias e nanocápsulas cheias (formulação Y e formulação Z) pelo método desenvolvido. Ao longo do trabalho experimental, os nanomateriais foram quantificados em solução e em diferentes substratos têxteis nomeadamente algodão e poliamida com e sem tratamento, sendo estudada a solidez à lavagem. Utilizaram-se 4 ligantes com o intuito de melhorar a ligação do nanomaterial ao substrato têxtil, estudando o efeito da sua concentração no método de quantificação. Conclui-se que a poliamida influencia os resultados obtidos quando se usa ligante L e também no estudo da solidez à lavagem para a formulação Z. Também se verificou, que na globalidade os agentes de ligação não influenciam o método, contudo numa concentração de 5 % (v/v) o ligante L melhora a ancoragem das nanocápsulas ao têxtil. Foi igualmente desenvolvido, um método espetrofotométrico baseado no uso do corante Acid Orange que se revelou capaz de detetar, mas não quantificar o analito (NCs vazias) em poliamida hidrolisada, e que foi validado através da análise por MEV.

Nanotechnology is one of the branches of science that shows an increase importance in recent years. As nanomaterials products became available on the market, the public concern about its safety has grown as this should be publicly known and clearly determined. The current market strongly imposes quality control and safety to new products being developed. The application of nanomaterials in various industrial sectors requires the development of quantification methods, especially in areas that affect consumers like the textile products. The main goal of this dissertation is the development of expeditious and efficient methods to characterize impregnated nanomaterials in textile substrates. The potentiometric titration method was used in order to quantify the carboxylic functional groups in the different nanomaterials, making it possible to set up calibration curves for each of these. In this dissertation, empty nanocapsules and filled nanocapsules (formulation Y and formulation Z) were quantified by the developed method. Throughout the experimental work, the nanomaterials were quantified in solution and in different textile substrates namely cotton and polyamide with and without treatment, studying their stability to washability. Four ligands were used to improve the bonding of the nanomaterial to the textile substrate, analyzing the effect of their concentration in washability tests It was determined that the polyamide has influence on the results obtained when using the L crosslinker and also on the washability study for the Z formulation. Globally, it was found that the use of L crosslinker with a 5% (v/v) concentration of improves the attachment of the nanocapsules to the textile. It was also developed a spectrophotometric method based on the use of Acid Orange dye that was proven capable of detect but not quantify the analyte (Empty NCs) in hydrolyzed polyamide, that was confirmed by SEM analysis.