Publicação
Desenvolvimento de um tecido multifuncional por acabamento para utilização em vestuário desportivo
| Resumo: | O desenvolvimento de materiais com múltiplas funcionalidades é um imperativo de mercado que coloca novos desafios ao processamento têxtil. Seja qual for a aplicação, o objetivo é sempre alcançar produtos com o melhor desempenho em função dos requisitos pretendidos, otimizando o processo de fabrico, de forma a simplificá-lo, tornando-o economicamente viável e sustentável. O presente estudo focou-se na avaliação da combinação de processos de acabamento para conferir propriedades termorreguladoras e ação antimicrobiana a tecidos de algodão a ser aplicados em vestuário para desporto. Para tal, foram utilizadas microcápsulas de materiais de mudança de fase (mPCM) combinadas com diferentes agentes antimicrobianos. Numa primeira fase, foi avaliada a conjugação das mPCM com óleo de tomilho encapsulado em monoclorotriazinil- β-ciclodextrina (MCT-β-CD). Posteriormente, as mPCM foram aplicadas com nanoparticulas de dióxido de titânio (TiO2), no sentido de acrescentar às propriedades anteriores o efeito de autolimpeza, aproveitando a ação fotocatalítica destas nanopartículas. Por fim, foi estudada a aplicação das mPCM associada a partículas de quitosano com zeólitas dopadas com prata (CSSZ). Para isso, procedeu-se primeiro à síntese deste novo composto usando um processo de reticulação iónica com trifosfato de sódio (TPP). Depois de convenientemente caracterizadas, estas partículas foram aplicadas e o desempenho do processo comparado com o da aplicação das zeólitas dopadas com prata (SZ) e SZ aplicadas após incorporação num filme de quitosano. Os tecidos resultantes foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho (FTIR-ATR), calorimetria diferencial de varrimento (DSC), termografia de infravermelho (IR), microscopia electrónica de varrimento (SEM/EDX) e difração de raios X. Foi ainda determinado o ângulo de contacto e estudado o comportamento electrocinético das particulas, a capacidade fotocatalítica do TiO2 e a libertação controlada do óleo de tomilho. Todas as amostras foram análisadas no que se referia à atividade antimicrobiana, quer contra bactérias quer contra fungos. Determinaram-se as respectivas concentrações mínimas inibitórias (CMI) e as concentrações mínimas letais (CML). Para concluir, fez-se a avaliação de propriedades estacionárias relacionadas com conforto térmico para os materiais desenvolvidos pelas diferentes estratégias de acabamento, comparando as amostras em termos do desempenho apresentado no que se referia à condutividade térmica, à resistência térmica e à absortividade térmica. Analisaram-se ainda as propriedades de gestão de humidade destes tecidos, medindo a permeabilidade ao ar e a permeabilidade ao vapor de água que apresentavam. Os resultados permitiram verificar que conjugando microcápsulas de PCMs e MCT-β-CD, aplicadas no mesmo banho e impregnando depois os materiais acabados com óleo de tomilho, como um agente ativo modelo, eram obtidos tecidos de algodão que combinam propriedades de termorregulação com atividade antimicrobiana contra S. aureus, E. coli, T. rubrum, P. aeruginosa e C. albicans. Por seu lado, por acabamento com TiO2 NP e mPCMs obteve-se um tecido de algodão com termorregulação, autolimpeza e ação bacteriostática contra S. aureus, E. coli e C. albicans. Os melhores resultados requeriam um processo de aplicação em duas fases. Em alternativa, a aplicação do compósito de quitosano com zeólitas sintetizado resultou em tecidos de algodão com atividade antimicrobiana contra E. coli, S. aureus, C. albicans e T. rubrum, mas a aplicação de zeólitas com prata sozinhas ou com o filme de quitosano apenas conferiram atividade contra S. aureus e T. rubrum. Contudo, qualquer destes acabamentos, quando conjugado com mPCM, conferiu ao material conforto térmico. Globalmente, o trabalho realizado permitiu definir diferentes estratégias de funcionalização por processos de acabamento, facilmente implementáveis industrialmente, que permitem obter tecidos de algodão com propriedades antibacterianas e antifúngicas, frescos e respiráveis, adequados à confeção de vestuário desportivo. |
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| Autores principais: | Scacchetti, Fabio Alexandre Pereira |
| Assunto: | Algodão; Acabamento multifuncional Antimicrobiano Termorregulação Cotton Multifunctional finishing Antimicrobial Thermoregulation |
| Ano: | 2017 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | tese de doutoramento |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | O desenvolvimento de materiais com múltiplas funcionalidades é um imperativo de mercado que coloca novos desafios ao processamento têxtil. Seja qual for a aplicação, o objetivo é sempre alcançar produtos com o melhor desempenho em função dos requisitos pretendidos, otimizando o processo de fabrico, de forma a simplificá-lo, tornando-o economicamente viável e sustentável. O presente estudo focou-se na avaliação da combinação de processos de acabamento para conferir propriedades termorreguladoras e ação antimicrobiana a tecidos de algodão a ser aplicados em vestuário para desporto. Para tal, foram utilizadas microcápsulas de materiais de mudança de fase (mPCM) combinadas com diferentes agentes antimicrobianos. Numa primeira fase, foi avaliada a conjugação das mPCM com óleo de tomilho encapsulado em monoclorotriazinil- β-ciclodextrina (MCT-β-CD). Posteriormente, as mPCM foram aplicadas com nanoparticulas de dióxido de titânio (TiO2), no sentido de acrescentar às propriedades anteriores o efeito de autolimpeza, aproveitando a ação fotocatalítica destas nanopartículas. Por fim, foi estudada a aplicação das mPCM associada a partículas de quitosano com zeólitas dopadas com prata (CSSZ). Para isso, procedeu-se primeiro à síntese deste novo composto usando um processo de reticulação iónica com trifosfato de sódio (TPP). Depois de convenientemente caracterizadas, estas partículas foram aplicadas e o desempenho do processo comparado com o da aplicação das zeólitas dopadas com prata (SZ) e SZ aplicadas após incorporação num filme de quitosano. Os tecidos resultantes foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho (FTIR-ATR), calorimetria diferencial de varrimento (DSC), termografia de infravermelho (IR), microscopia electrónica de varrimento (SEM/EDX) e difração de raios X. Foi ainda determinado o ângulo de contacto e estudado o comportamento electrocinético das particulas, a capacidade fotocatalítica do TiO2 e a libertação controlada do óleo de tomilho. Todas as amostras foram análisadas no que se referia à atividade antimicrobiana, quer contra bactérias quer contra fungos. Determinaram-se as respectivas concentrações mínimas inibitórias (CMI) e as concentrações mínimas letais (CML). Para concluir, fez-se a avaliação de propriedades estacionárias relacionadas com conforto térmico para os materiais desenvolvidos pelas diferentes estratégias de acabamento, comparando as amostras em termos do desempenho apresentado no que se referia à condutividade térmica, à resistência térmica e à absortividade térmica. Analisaram-se ainda as propriedades de gestão de humidade destes tecidos, medindo a permeabilidade ao ar e a permeabilidade ao vapor de água que apresentavam. Os resultados permitiram verificar que conjugando microcápsulas de PCMs e MCT-β-CD, aplicadas no mesmo banho e impregnando depois os materiais acabados com óleo de tomilho, como um agente ativo modelo, eram obtidos tecidos de algodão que combinam propriedades de termorregulação com atividade antimicrobiana contra S. aureus, E. coli, T. rubrum, P. aeruginosa e C. albicans. Por seu lado, por acabamento com TiO2 NP e mPCMs obteve-se um tecido de algodão com termorregulação, autolimpeza e ação bacteriostática contra S. aureus, E. coli e C. albicans. Os melhores resultados requeriam um processo de aplicação em duas fases. Em alternativa, a aplicação do compósito de quitosano com zeólitas sintetizado resultou em tecidos de algodão com atividade antimicrobiana contra E. coli, S. aureus, C. albicans e T. rubrum, mas a aplicação de zeólitas com prata sozinhas ou com o filme de quitosano apenas conferiram atividade contra S. aureus e T. rubrum. Contudo, qualquer destes acabamentos, quando conjugado com mPCM, conferiu ao material conforto térmico. Globalmente, o trabalho realizado permitiu definir diferentes estratégias de funcionalização por processos de acabamento, facilmente implementáveis industrialmente, que permitem obter tecidos de algodão com propriedades antibacterianas e antifúngicas, frescos e respiráveis, adequados à confeção de vestuário desportivo. |
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