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Consultar: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química

Título [PT]: Estudo do tingimento de lã com corante natural de camomila (matricaria recutita l.)
Título [EN]: Study of dyeing wool with chamomile (matricaria recutita l.) natural dye
Autor(es): Maira Amanda Benedet Menegazzo
Palavras-chave [PT]:

Lã. Tingimento. Camomila. Corante. Adorção. Corante natural. Brasil.

Dyeing. Wool. Chamomile. Adsorption. Natural dye. Brazil.

Maria Angélica Simões Dornellas de Barros [Orientador] - UEM José Celso Oliveira dos Santos - UEM Ana Cláudia Ueda - UTFPR Pedro Augusto Arroyo - UEM

Resumo: A lã é uma fibra têxtil de origem animal, caracterizada por vários grupos secundários, dentre eles COOH e NH2, que estão relacionados com o processo de tingimento. Embora comumente usados no tingimento da lã, corantes sintéticos geram águas residuarias bastante poluentes, o que é de grande preocupação ambiental. Devido a este fato, ao longo da última década, o uso de corantes naturais tem ganhado importância. No entanto a utilização destes corantes apresentam inconvenientes, como dificuldade na reprodutibilidade de cores e compreensão do mecanismo de tingimento. Neste contexto, o presente estudo teve como objetivo avaliar o processo de tingimento de tecidos de lã com corante natural extraído das flores de camomila (Matricaria recutita L). Para isto, foram estudadas as melhores condições de tingimento, bem como a cinética, os modelos e os parâmetros termodinâmicos. Como a grande maioria dos corantes naturais possuem baixa substântividade para as fibras têxteis, faz-se necessário a utilização de mordentes no tingimento com estes corantes com a função de aumentar a atração química entre corante e fibra. Desta forma os mordentes tanino e sulfato de alúminio e potássio foram utilizados no tingimento da fibra de lã com o corante de camomila. Para identificar o pH em que a superfície da fibra de lã permanece neutra, e então adotar os pH de estudo para a melhor condição de tingimento, foi determinado o ponto de carga zero da superfície das fibras, que foi de pHPCZ 6,23. As melhores condições de tingimento foram avaliadas por meio de planejamento fatorial 2³. A concentração inicial de 1000 mgL-1, pH 3 e temperatura de 90 °C, foram as condições que produziram os melhores valores de adsorção e intensidade de cor (K/S). Tecidos tingidos com corante de camomila apresentaram boa substântividade e boas notas de solidez de cor à lavagem. No entanto, os mordentes tanino e sulfato de aluminio e potássio, não exerceram melhoras significativas na avaliação de adsorção, intensidade de cor (K/S) e solidez de cor à lavagem. Com as melhores condições de tingimento determinadas, foram investigados a cinética e o equilíbrio do processo de tingimento. Os dados experimentais para o estudo da cinética de adsorção foram melhores ajustados pelo modelo de pseudo-segunda ordem, indicando que a taxa global de adsorção é controlada pelo processo de quimissorção. As isotermas experimentais foram melhores ajustadas pelo modelo de Langmuir-Freundlich, o qual indicou predominância do processo de quimissorção, com alguma contribuição de fisissorção no processo de tingimento. Parâmetros termodinâmicos, tais como a energia livre de Gibbs (ΔG°), entalpia (ΔH°) e entropia (ΔS°) também foram obtidos. Concluiu-se que o mecanismo de tingimento é endotérmico e espontâneo, com relação a um processo quimissortivo. A entropia foi positiva, sugerindo um aumento na aleatoriedade na interface sólido-solução, originado de algumas alterações estruturais em ambos, corante e de fibra de lã. Testes de resistência a tração foram realizados para verficiar se os proecessos de tingimentos adotados influenciavam na resistência dos tecidos de lã. Os testes mostraram uma pequena perda de resistência para os tecidos tingidos a 90 °C, pH 3 e concentração de 1000 mgL-1, que pode ter ocorrido devido ao enfraquecimento da estrutura física das fibras. A caracterização dos tecidos tingidos e mordentados foi realizada por epsectroscopia no infravermelho, pela técnica FTIR-ATR. Concluiu-se com esta caracterização que o mordente alúmen de potássio parece não participar do tingimento, e que o complexo de ligação entre fibra-tanino-corante foi formado. Abstract: Wool is a textile fiber of animal origin, characterized by various side groups, such as COOH and NH2, which are related for the dyeing process. Although commonly used in the dyeing of wool, synthetic dyes generate wastewater very pollutant, which is of great concern environmental. Fortunately, over the last decade, the use of natural dyes has gained importance. However, the use of dye have drawbacks such as difficulty in color reproduction, and empiricism understanding of the dyeing mechanism. Based on this background, the present study aimed to evaluate the dyeing process of wool fabrics with natural dye extracted from the flowers of chamomile (Matricaria recutita L). For this, the best dyeing conditions were studied, as well as the kinetic, the thermodynamic models and parameters. As the vast majority of natural dyes have low substantivity for textile fibers, it is necessary the use of mordant in dyeing with these dyes with the function of increasing the chemical attraction between dye and fiber. In this way, the tannin and aluminum potassium sulfate mordants was used in dyeing wool fiber with the dye chamomile. To identify the pH at which the surface of the wool fiber remains neutral and so adopt the pH of study the best dyeing condition, it was determined of point of zero charge of the surface of the fibers, which was pHPCZ 6,23. The best dyeing conditions were evaluated by 2³ factorial design. The initial concentration of 1000 mgL-1, pH 3 and 90 °C were the conditions that produced the best values of adsorption and color intensity (K/S). Fabrics dyed with chamomile dye showed good substantivity and good grades color fastness to washing. However, mordants tannin and potassium alum, did not provide significant improvements of the adsorption, color intensity (K/S) and color fastness to woshing. With the best parameters of dyeing, kinetics and equilibrium of the dyeing process were investigated. Kinetic experimental data was fitted by the pseudo-second-order model, indicating that the overall adsorption rate is controlled by chemisorption. Isotherms were the best fitted by the Langmuir-Freundlich model, which indicated a predominance of the chemisorption as well. Some contribution from physisorption was also noted. Thermodynamic parameters such as Gibbs free energy (ΔG°), enthalpy (ΔH°) and entropy (ΔS°) were obtained. It was concluded that the mechanism of dyeing is endothermic and spontaneous. The entropy was positive, suggesting an increase in randomness in the solid-solution interface, caused by some structural changes in both dye and wool fiber. Tensile strength tests were conducted to verficiar if proecessos dyeings adopted influenced in the resistance of wool fabrics. The tests showed a slight loss of strength of dyed fabrics at 90 °C, pH 3 and concentration 1000 mgL-1, which may have occurred due to the weakening of the physical structure of the fibers. The characterization of the dyed fabrics and mordentados was performed by FTIR-ATR. It was concluded with this characterization that the potassium alum mordant seems not to participate in the dyeing, and that the complex fiber-tannin-dye was formed.

Idioma: Português Data de Publicação: 2014 Local de Publicação: Maringá, PR Orientador: Prof. Dr. Maria Angélica Simões Dornellas de Barros Co-Orientador: Prof. Dr. José Celso Oliveira dos Santos 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: elaine
Categoria: Aplicação
Formato: Documento PDF
Arquivo: Dissertação Maira I.pdf
Tamanho: 2493 Kb (2553252 bytes)
Criado: 12-08-2016 10:25
Atualizado: 12-08-2016 10:32
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