Desenvolvimento de fibras acrílicas retardantes de chama

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ferreira, Patrícia Sofia Sanches
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.26/25571
Resumo: Relatório de Estágio do Mestrado em Engenharia Biológica e Química
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spelling Desenvolvimento de fibras acrílicas retardantes de chamaFibras acrílicasRetardância de chamaLOIFTIR-ATRAcrylic fiberFlame retardantDSCRelatório de Estágio do Mestrado em Engenharia Biológica e QuímicaO presente estágio teve como objetivo o desenvolvimento de fibras acrílicas com retardância de chama para aplicações em artigos têxteis. Para a obtenção de fibras acrílicas retardantes de chama, foram efetuados quatro tratamentos sobre a fibra acrílica produzida na máquina de extrusão e ainda foi começado o tratamento de retardância de chama no xarope da fibra acrílica. O primeiro tratamento estudado envolveu o uso de uma amina e de uma solução aquosa de um sal metálico. Foram estudados os seguintes efeitos: tempo de residência, finura da fibra, presença de pigmentos e a reutilização das soluções. Foi possível concluir que o tratamento deveria ser feito em duas etapas, sendo a primeira o tratamento com a amina durante seis horas e a segunda etapa o tratamento com a solução aquosa do sal metálico. Entre as duas etapas, foi necessário secar a fibra. Este tratamento apresentou uma boa retardância de chama, tendo-se obtido valores de LOI de 30,00%. Verificou-se um aumento do valor de LOI com o aumento da finura da fibra. O segundo tratamento testado envolveu o uso de soluções aquosas de dois sais inorgânicos. Foi estudada a estratégia a usar no tratamento e avaliado o efeito da concentração das soluções utilizadas. Foi possível concluir que o tratamento deveria ser realizado passando sucessivamente a fibra por cada solução durante 1 hora com uma concentração mínima da solução de cada sal de 0,1 M. Este tratamento permitiu obter valores de LOI de 43,33%. O terceiro tratamento realizado envolveu apenas um dos sais utilizados no segundo tratamento. Foram estudados os efeitos da concentração do sal na solução de tratamento e do tempo de residência do tratamento. Concluiu-se que o valor de LOI aumentava com a concentração do sal na solução de tratamento. Obtiveram-se valores de LOI de 44,44% para o tempo de residência de 1 hora e 29,29% para 30 minutos de tratamento. Este tratamento constitui, assim, uma via promissora para a obtenção de fibras acrílicas retardantes de chama. Como quarto tratamento, estudou-se o uso do ácido correspondente ao anião do sal do terceiro tratamento. Obteve-se o valor de LOI de 20,00% para 1 hora de tempo de residência e 0,5 M de concentração do ácido. Por este motivo, o tratamento não cumpriu o objetivo do estágio, tendo sido abandonado. No último tratamento, estudou-se a mistura de copolímero de acrilonitrilo e polímeros retardantes de chama, nomeadamente o efeito da estabilização promovida pela presença de um tensioativo no xarope resultante. Observou-se uma estabilidade crescente do xarope com o aumento da concentração de tensioativo devido à redução do tamanho das gotículas dos polímeros. Devido à pouca disponibilidade dos produtos, este estudo não teve continuidade, tendo ficado numa fase inicial. Como resultado dos trabalhos apresentados no presente estágio, foi possível obter três tratamentos inovadores e promissores, que poderão ser testados à escala industrial.The aim of this internship was the development of acrylic fibers with flame retardancy for applications in textile articles. To obtain flame retardant acrylic fibers, four treatments were performed on the acrylic fiber produced in the spinning machine. The flame retardancy treatment in the acrylic fiber dope was also started. The first treatment studied involved the use of an amine and an aqueous solution of a metal salt. The following effects were studied: residence time, fiber fineness, presence of pigments and reuse of solutions. It was possible to conclude that the treatment should be done in two stages, the first being the treatment with the amine for six hours and the second stage the treatment with the aqueous solution of the metal salt. Between the two steps, it was necessary to dry the fiber. This treatment presented a good flame retardance, obtaining LOI values of 30.00%. There was an increase in the LOI value with the increase in fiber fineness. The second treatment tested involved the use of aqueous solutions of two inorganic salts. The strategy to be used in the treatment was studied and the effect of the concentration of the solutions used was evaluated. It was possible to conclude that the treatment should be carried out by successively passing the fiber through each solution for 1 hour with a minimum solution concentration of each salt of 0.1 M. This treatment allowed to obtain LOI values of 43.33%. The third treatment involved only one of the salts used in the second treatment. The effects of salt concentration on the treatment solution and on the residence time of the treatment were studied. It was concluded that the LOI value increased with the salt concentration in the treatment solution. LOI values of 44.44% were obtained for the residence time of 1 hour and 29.29% for 30 minutes of treatment. This treatment is thus a promising route to produce flame retardant acrylic fibers. As the fourth treatment, the use of the acid corresponding to the salt anion of the third treatment was studied. The LOI value of 20.00% was obtained for 1 hour residence time and 0.5 M acid concentration. For this reason, the treatment did not fulfill the objective of the internship, having been abandoned. In the latter treatment the mixture of acrylonitrile copolymer and flame retardant polymers were studied, namely the stabilization effect promoted by the presence of a surfactant in the resulting dope. Increasing stability of the dope was observed with increasing surfactant concentration due to the reduction of droplet size of the polymers. Due to the low availability of the products, this study did not have continuity having been in an initial phase. As a result of the work presented in this internship, it was possible to obtain three innovating and promising treatments, which could be tested on an industrial scale.Instituto Politécnico de Setúbal. Escola Superior de Tecnologia do BarreiroAntunes, RuiRepositório ComumFerreira, Patrícia Sofia Sanches2019-01-07T12:36:08Z2018-122018-12-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.26/25571TID:202164268pormetadata only accessinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-21T09:54:43Zoai:comum.rcaap.pt:10400.26/25571Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T23:10:30.768765Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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