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Consultar: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química

Título [PT]: Tingimento de seda e lã com corante natural eucalipto
Título [EN]: Dyeing silk and wool with natural eucalyptus dye
Autor(es): Márcia Gomes da Silva
Palavras-chave [PT]:

Adsorção. Corantes naturais. Eucalipto. Tingimento. Seda. Lã. Brasil.

Maria Angélica Simões Dornellas de Barros [Orientador] - UEM Ana Cláudia Ueda - UTFPR Pedro Augusto Arroyo - UEM

Resumo: A coloração das fibras proteicas se dá por processos de tingimento, que, por processos de adsorção, fixam o corante à fibra. A lã e a seda são fibras a base de proteínas e ambas têm uma fórmula química geral NH2.CHR.COOH. Existem vários grupos laterais que podem ser encontrados nas proteínas, que determinam as propriedades do polímero. No entanto, os grupos mais importantes para o tingimento de lã e seda com corantes ácidos são COOH e NH2. O processo de tingimento das fibras proteicas é bastante poluidor, pois os corantes sintéticos são geralmente substâncias recalcitrantes que, após o tratamento convencional de coagulação/floculação, geram lodo de baixa biodegradabilidade. Neste sentido, o uso de corantes naturais para tingimento de lã e seda contribui para a biodegradabilidade destes resíduos. Assim sendo, o presente estudo teve por objetivo avaliar o processo de tingimento de tecidos de lã e seda com o corante natural obtido a partir das folhas de eucalipto (Eucalyptus grandis). Foram estudadas as condições ótimas de tingimento, como pH, temperatura e concentração inicial da solução corante e avaliada a influência do mordente alúmen de potássio na solidez à lavagem dos tecidos tintos. Verificou-se que a concentração inicial de 20 g.L-1 o pH de 3 e as temperaturas de 80 e 90 °C são as condições que produziram melhores resultados de adsorção na lã e na seda, respectivamente. Estes resultados foram utilizados para investigar a cinética e o equilíbrio do processo de tingimento, por meio das isotermas de adsorção. Verificou-se por meio do estudo cinético que a equação de pseudo-segunda ordem é a que melhor representa o mecanismo cinético de tingimento para ambos os tecidos, indicando que a taxa global de adsorção é controlada pelo processo de quimissorção. Nas isotermas de adsorção os dados experimentais foram ajustados ao modelo de Langmuir-Freundlich, indicando a contribuição significativa do processo de quimissorção na formação de uma monocamada. As propriedades termodinâmicas ΔH°, ΔG° e ΔS° foram avaliadas e mostraram que a adsorção do corante eucalipto na seda e na lã é um processo espontâneo, devido aos valores da energia livre de Gibbs. A entalpia de adsorção foi positiva para o tingimento da seda, indicando que o processo é endotérmico e com elevada variação de entropia. Para o tingimento da lã observou-se este mesmo comportamento no intervalo de temperatura entre 70 e 80 °C, porém, no intervalo de 80 a 90 °C a entalpia foi negativa, mostrando que neste caso o processo é exotérmico. As propriedades de solidez do tingimento da seda e da lã com e sem a presença do mordente alúmen de potássio foram determinadas e mostraram que o mordente exerce uma influência muito pequena na resistência da cor à lavagem, aumentando em apenas meio ponto os índices de solidez dos tecidos. Contudo, verificou-se que os índices de solidez obtidos foram bons tanto para os tecidos tratados com mordente, como para os tecidos sem tratamento. Abstract: Coloration of the proteic fabrics takes place through dyeing processes, that means an adsorption process. Particularly, wool and silk are protein-based fibers that have a general formula NH2.CHR.COOH. Their molecules have various superficial groups, which determine the polymer properties. The most important of these groups for dyeing with acid dyes are COOH and NH2. Unfortunately, the process of dyeing protein fibers is very pollutant because synthetic dyes are generally recalcitrant substances. Even after the conventional treatment of coagulation/ flocculation sludge of low biodegradability is generated. In order to minimize the environmental impact, dyeing with natural colorants has been increasingly applied. Therefore, this study aimed to evaluate the dyeing process of wool and silk fabrics with natural dye obtained from the leaves of the eucalyptus tree (Eucalyptus grandis). It has been investigated the optimal experimental conditions for dyeing related to the parameters: pH, initial concentration of the dye solution and temperature. The influence of potassium alum as mordant in the wash fastness of dyed fabrics has been also investigated. It has been concluded that pH 3, the initial concentration of 20 g.L-1 and temperatures of 80 and 90 °C are conditions which produced the best adsorption results in the wool and silk, respectively. Such results have been used to investigate the dyeing kinetics and the dyeing process at equilibrium through adsorption isotherms. It was found by the kinetic study that the pseudo-second order equation is the one that best represents the kinetic mechanism of dyeing for both fabrics, which is related to the chemisorption process as the rate-controlling step. The equilibrium data for wool and silk fabrics were easily adjusted to the Langmuir-Freundlich model indicating the significant contribution of chemisorption process in a monolayer. The thermodynamic properties ΔH°, ΔG° and ΔS° were evaluated and showed that the adsorption of the eucalyptus dye on silk and wool is a spontaneous process, due to the values of Gibbs free energy. The enthalpy of adsorption was positive for silk dyeing, indicating that the process is endothermic and high entropy change. For the wool dyeing observed this same behavior in the temperature range between 70 and 80 °C, but the range of 80 to 90 °C the enthalpy was negative, showing that in this case the process is exothermic. The fastness properties of the wool and silk dyeing were not significantly altered with the mordant.

Idioma: Português Data de Publicação: 2013 Local de Publicação: Maringá, PR Orientador: Prof.ª Dr.ª Maria Angélica Simões Dornellas de Barros Instituição: Universidade Estadual de Maringá. Centro de Tecnologia . Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química Nível: Dissertação (mestrado em Engenharia Química)/ UEM: Departamento de Engenharia Química

Responsavel: beth
Categoria: Aplicação
Formato: Documento PDF
Arquivo: dissertação para impressão corrigida.pdf
Tamanho: 2276 Kb (2330343 bytes)
Criado: 10-09-2013 17:03
Atualizado: 10-09-2013 17:09
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