Estudo da funcionalização e recarga de fibras sintéticas com β-ciclodextrinas

Abstract

Ao longo dos últimos anos a indústria têxtil tem vindo a desenvolver novos produtos com características cada vez mais inovadoras e capazes de responder de forma mais objetiva aos anseios dos consumidores. Assim, podemos encontrar materiais capazes de resistir à propagação da chama, à penetração de fluidos oleosos, bem como materiais com propriedades anti-UV, antimicrobianas, autolimpeza, limpeza superficial, condução elétrica, para dar alguns exemplos. Grande parte destes desenvolvimentos estão diretamente relacionados com a área dos acabamentos têxteis, quer ao nível da alteração superficial das propriedades dos materiais quer ao nível da modificação química do próprio substrato têxtil. O objetivo principal deste trabalho consistiu na modificação de um material têxtil muito utilizado, a poliamida 6.6, no sentido de lhe conferir a capacidade de complexar compostos bioativos. Para o efeito, procedeu-se à aplicação de dois derivados de β- ciclodextrinas (β-CDs) um metilado (M-CD) e outro hidroxipropilado (HP-CD), através de um processo de acabamento que envolveu a reticulação catalisada das CDs e a formação de um polímero que aderiu à superfície do material. No estudo da aplicação das CDs, analisaram-se algumas variáveis de processo na extensão de fixação de CDs com capacidade complexante no material modificado. Estudou-se o efeito do tipo e concentração de derivado de CD aplicado, a concentração de catalisador, a temperatura e tempo de fixação usados. Os melhores resultados foram obtidos nos processos de impregnação com M-CD, quando se aplicou uma taxa de espressão de 70% e a fixação ocorreu a uma temperatura de 150ºC durante 10 minutos. Nestas condições, a concentração de M-CD fixada situou-se nos 1,3×10-8 mol/g. Os melhores resultados na avaliação da capacidade de recarga da PA modificada também foram obtidos na aplicação de M-CD quando comparados com aplicação de HP-CD em condições equivalentes. A caracterização dos materiais modificados foi feita por Espectroscopia de Infravermelho com Transformadas de Fourier (FTIR). A análise dos espectros obtidos evidenciou as modificações químicas ocorridas na poliamida 6.6 durante a funcionalização com as CDs. As amostras foram também sujeitas a testes de controlo de qualidade, nomeadamente resistência à rutura e alongamento, permitindo garantir que a funcionalização feita, nas melhores condições descritas, não se traduzia em perda significativa das propriedades mecânicas do material.

Over the last years the textile industry has been developing new products with innovative features and increasingly able to respond more effectively to the expectations of consumers. Thus, we can find materials capable of resisting the spread of flame, the penetration of oily fluids, as well as materials with anti-UV, antimicrobial, selfcleaning, cleaning surface, and electrical conduction, just to give a few examples. Most of these developments are directly related to the field of textile finishing, both in terms of surface modification of materials properties either within the chemical modification of the textile substrate itself. The primary objective of this work consisted in the modification of a widely used textile material, polyamide 6.6, in order to confer the ability to complex bioactive compounds. For this purpose, we proceeded to the application of β-cyclodextrins (β- CDs) one methylated (M-CD) and other hydroxypropylated (HP-CD), through a finishing process involving the catalyzed crosslinking of CDs and a polymer formation that adhered to the material surface. In the study of the application of CDs, were analyzed some process variables on the extent of fixing CDs with a complexing ability in modified material. We studied the effect of type and concentration of CD derivative applied, the catalyst concentration, the temperature and time of fixation used. The best results were obtained in the impregnation process with M-CD, when applied a pickup of 70% and the fixation occurred at a temperature of 150ºC for 10 minutes. Under these conditions, the concentration of M-CD fixed stood at 1,3×10-8 mol/g. The best results in the evaluation of ability to recharge the modified PA were also obtained in the application of M-CD when compared with the application of HP-CD under equivalent conditions. The characterization of the modified materials was performed by Infrared Spectroscopy with Fourier Transform (FTIR). The analysis of the spectra obtained showed chemical changes occurring on polyamide 6.6 during functionalization with CDs. The samples were also subjected to tests for quality control, including for burst resistance and stretching, allowing ensure that the functionalization performed, under optimum described conditions, did not translate into a significant loss of mechanical properties of the material.