Estabilização de enzimas para modificação de fibras sintéticas

Abstract

A qualidade e as propriedades de processamento das fibras têxteis podem ser melhoradas modificando a superfície do polímero. Grande parte dos métodos convencionais descritos na literatura, requer agentes químicos com efeitos negativos para o ambiente. Estes podem ser evitados aplicando novas técnicas de processamento do polímero baseadas em biotecnologia. Neste trabalho estudou-se a estabilidade de enzimas hidrolíticas capazes de melhorar a hidrofilidade de tecidos sintéticos. As enzimas estudadas foram a lipase, protease e nitrilase, que hidrolisam respectivamente as fibras de poliéster, poliamida e acrílica. O efeito da adição de estabilizadores foi estudado nesta tese, com o objectivo de aumentar o tempo em que as enzimas permanecem activas. Pretendeu-se ainda analisar o efeito da adição de alguns solventes orgânicos, que dissolvem a fibra. Quando adicionados em pequenas quantidades, facilitam a acessibilidade dos seus grupos menos expostos. A estabilização das três enzimas foi melhorada com a adição de alguns estabilizadores a elevadas concentrações (1 M), nomeadamente o sorbitol para a lipase e nitrilase e o glicerol para a protease. A adição dos solventes orgânicos utilizados nas fibras sintéticas teve um efeito negativo nas respectivas enzimas. O efeito foi menos acentuado (... 10 %) com a adição de dimetilacetamida na solução enzimática de lipase e nitrilase, e de dimetilformamida na protease. Para finalizar, foi investigada a acção hidrolítica das enzimas nas fibras sintéticas. Verificou-se que o tingimento da fibra acrílica tratada com nitrilase pode ser feito a temperatura inferior à de transição vítrea, obtendo a mesma qualidade de tingimento. Este efeito foi reforçado com o uso de sorbitol e dimetilacetamida.

The quality and properties of synthetic fibers can be improved by modifying surface of the fibers. Traditional processes used to modify polymer surfaces use strong chemical agents, which have detrimental effects on the environment. The enzymatic treatment of textiles can replace the need for strong chemical agents. In the present work, the stability of hydrolytic enzymes used to modify synthetic fibers was investigated. Lipase, protease and nitrilase were the studied enzymes which hydrolyze respectively, polyester, polyamide and acrylic fibers. The stability of these enzymes was studied by the addition of stabilizing agents, which improves the time that enzymes are active. The stability of lipase, protease and nitrilase was also investigated by the addition of organic solvents, to facilitate the accessibility of the fibres groups to the enzyme. The stability of the enzymes was increased by addition of specific stabilizers at high concentrations (1 M), for example sorbitol for lipase and nitrilase and glycerol for protease. The addition of organic solvents caused a decrease in enzyme stability for all enzymes investigated. However, a small decrease (... 10 %) in enzyme stability was observed by adding dimethylacetamide to lipase and nitrilase and dimethylformamide to protease. The action of hydrolytic enzymes on synthetic fibers was also investigated. The treatment of acrylic fibers with nitrilase caused an increase in dye uptake of the fibers. Nitrilase treatment allowed acrylic fibers to be dyed at less than the glass transition temperature. This effect was higher with addition of sorbitol and dimethylacetamide.