Otimização do processo de tingimento da fibra de poliéster utilizando cumarina como carrier
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/30065 |
Resumo: | A indústria têxtil é uma das grandes responsáveis por gerar efluentes, e o tingimento de poliéster, a fibra mais utilizada atualmente a nível mundial, é um dos principais responsáveis, tendo em vista que o seu processo convencional normalmente faz uso de produtos químicos de elevada toxicidade (corantes, surfactantes, ácidos, carriers, dentre outros) e/ ou de temperaturas extremamente elevadas. Nesse contexto, esse trabalho tem por objetivo estudar a implementação de um carrier alternativo, a cumarina, o qual possibilite o tingimento da fibra de poliéster a temperaturas inferiores a empregada em processo convencional (130°C), visando a obtenção de cores intensas, sólidas e a diminuição da quantidade de energia gasta nesse processo. No estudo da implementação desse carrier alternativo é avaliada a força colorística, a uniformidade e a resistência da cor dos substratos tingidos. As amostras foram caracterizadas quanto às propriedades mecânicas, morfológicas, químicas e colorísticas antes e após o tingimento. Além disso, foram analisadas as cinéticas e isotermas dos tingimentos e determinados os parâmetros termodinâmicos dos sistemas de tingimentos. Foram utilizadas tecnologias como: Dinamômetro, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia de Reflectância e de Absorbância. Os resultados mostraram que com o uso da cumarina é possível aumentar cerca de cinco vezes a força colorística do tingimento a 90°C e aumentar a intensidade da cor a 100°C em aproximadamente três vezes, quando comparadas aos tingimentos nas mesmas condições na ausência de carrier, com excelente uniformidade. No entanto, a temperaturas próximas de 130°C são obtidos resultados bastante semelhantes nas amostras com e sem a utilização da cumarina, evidenciando que a energia cinética das moléculas de corante e a abertura das zonas amorfas a temperaturas elevadas são essenciais para uma maior difusão do corante para o interior da fibra. De acordo com a análise cinética, houve uma alteração no mecanismo cinético dos tingimentos com a presença da cumarina. A isoterma de Nernst foi utilizada para o estudo termodinâmico dos tingimentos. Com a técnica de MEV não foi possível detectar a presença da cumarina na superfície das fibras. Assim como a partir da análise de FTIR também não foi possível notar a presença da cumarina sobre os substratos tingidos. Em relação a solidez das amostras tingidas, houve um aumento dessa propriedade a 100°C com uso da cumarina quando comparado ao tingimento sem a presença desse carrier. |
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Lima, Camila Nilma deSilva, Késia Karina de Oliveira SoutoNascimento, José Heriberto Oliveira doRossi, Cátia Guaraciara Fernandes TeixeiraOliveira, Fernando Ribeiro2020-09-15T17:14:26Z2020-09-15T17:14:26Z2020-02-27LIMA, Camila Nilma de. Otimização do processo de tingimento da fibra de poliéster utilizando cumarina como carrier. 2020. 125f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Têxtil) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020.https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/30065A indústria têxtil é uma das grandes responsáveis por gerar efluentes, e o tingimento de poliéster, a fibra mais utilizada atualmente a nível mundial, é um dos principais responsáveis, tendo em vista que o seu processo convencional normalmente faz uso de produtos químicos de elevada toxicidade (corantes, surfactantes, ácidos, carriers, dentre outros) e/ ou de temperaturas extremamente elevadas. Nesse contexto, esse trabalho tem por objetivo estudar a implementação de um carrier alternativo, a cumarina, o qual possibilite o tingimento da fibra de poliéster a temperaturas inferiores a empregada em processo convencional (130°C), visando a obtenção de cores intensas, sólidas e a diminuição da quantidade de energia gasta nesse processo. No estudo da implementação desse carrier alternativo é avaliada a força colorística, a uniformidade e a resistência da cor dos substratos tingidos. As amostras foram caracterizadas quanto às propriedades mecânicas, morfológicas, químicas e colorísticas antes e após o tingimento. Além disso, foram analisadas as cinéticas e isotermas dos tingimentos e determinados os parâmetros termodinâmicos dos sistemas de tingimentos. Foram utilizadas tecnologias como: Dinamômetro, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia de Reflectância e de Absorbância. Os resultados mostraram que com o uso da cumarina é possível aumentar cerca de cinco vezes a força colorística do tingimento a 90°C e aumentar a intensidade da cor a 100°C em aproximadamente três vezes, quando comparadas aos tingimentos nas mesmas condições na ausência de carrier, com excelente uniformidade. No entanto, a temperaturas próximas de 130°C são obtidos resultados bastante semelhantes nas amostras com e sem a utilização da cumarina, evidenciando que a energia cinética das moléculas de corante e a abertura das zonas amorfas a temperaturas elevadas são essenciais para uma maior difusão do corante para o interior da fibra. De acordo com a análise cinética, houve uma alteração no mecanismo cinético dos tingimentos com a presença da cumarina. A isoterma de Nernst foi utilizada para o estudo termodinâmico dos tingimentos. Com a técnica de MEV não foi possível detectar a presença da cumarina na superfície das fibras. Assim como a partir da análise de FTIR também não foi possível notar a presença da cumarina sobre os substratos tingidos. Em relação a solidez das amostras tingidas, houve um aumento dessa propriedade a 100°C com uso da cumarina quando comparado ao tingimento sem a presença desse carrier.The textile industry is largely responsible for generating effluents, and polyester dyeing, the most widely used fiber in the world today, is a major contributor, given that its conventional process typically makes use of highly toxic chemicals. (dyes, surfactants, acids, carriers, etc.) and/ or extremely high temperatures. In this context, this work aims to study the implementation of an alternative carrier, coumarin, which allows the dyeing of polyester fiber at temperatures below that used in a conventional process (130°C), in order to obtain intense and solid colors and the decrease in the amount of energy used in this process. In the study of the implementation of this alternative carrier, the color strength, uniformity and color resistance of the dyed substrates are evaluated. The samples were characterized for mechanical, morphological, chemical and coloristic properties before and after dyeing. In addition, were analyzed dyeing kinetics and isotherms and defined the thermodynamic parameters of the dyeing systems. Technologies such as Dynamometer, Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Reflectance and Absorbance Spectroscopy were used. The results showed that with the use of coumarin it is possible to increase the color strength of the dyeing by about five times at 90°C and to increase the color intensity at 100°C by approximately three times when compared to the dyes under the same conditions in the absence of dyeing carrier, with excellent uniformity. However, at temperatures close to 130°C very similar results are obtained in samples with and without the use of coumarin, showing that the kinetic energy of the dye molecules and the opening of amorphous zones at elevated temperatures are essential for greater diffusion of the dye into the fiber. According to the kinetic analysis, there was a change in the kinetic mechanism of the dyeings with the presence of coumarin. Nernst's isotherm was used for the thermodynamic study of dyeings. With the SEM technique it was not possible to detect the presence of coumarin on the fibers surface. As with FTIR analysis, it was also not possible to notice the presence of coumarin about the dyed substrates. Regarding the solidity of the dyed samples, there was an increase in this property at 100°C with the use of coumarin when compared to dyeing without the presence of this carrier.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA TÊXTILUFRNBrasilCumarinaCarrier alternativoTingimentoPoliésterBaixa temperaturaOtimização do processo de tingimento da fibra de poliéster utilizando cumarina como carrierOptimization of polyester fiber dyeing process using cumarin as carrierinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNTEXTOtimizacaoprocessotingimento_Lima_2020.pdf.txtOtimizacaoprocessotingimento_Lima_2020.pdf.txtExtracted texttext/plain207134https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/30065/2/Otimizacaoprocessotingimento_Lima_2020.pdf.txt13b72c4956b5c0e3525eb351c1a6b883MD52THUMBNAILOtimizacaoprocessotingimento_Lima_2020.pdf.jpgOtimizacaoprocessotingimento_Lima_2020.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1312https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/30065/3/Otimizacaoprocessotingimento_Lima_2020.pdf.jpg79a2cd83813bb9668c60d86116c975c2MD53ORIGINALOtimizacaoprocessotingimento_Lima_2020.pdfapplication/pdf1980554https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/30065/1/Otimizacaoprocessotingimento_Lima_2020.pdf7d93ffcb803ea4e001ac1edb5abc5ba7MD51123456789/300652020-09-20 04:50:16.214oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/30065Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2020-09-20T07:50:16Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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