MALHAS DE POLI(TEREFTALATO DE ETILENO) MODIFICADAS COM N,N-DIMETILACRILAMIDA: SORÇÃO DE CORANTE ANTRAQUINÔNICO DISPERSO EM CO₂ SUPERCRÍTICO

Washington Luiz Félix Santos³ (PQ), Vanessa Ribeiro de Souza¹ (IC), Mário Fernando Porto¹ (PG), Nanci Pinheiro Povh² (PQ), Edvani Curti Muniz¹ (PQ),

Adley Forti Rubira¹ (PQ)

Universidade Estadual de Maringá Departamento Química¹ , Engenharia Química² e Engenharia têxtil³. Av. Colombo 5790, CEP 87020-900 - Maringá-PR
E-mail: afrubira@uem.br

Palavras-chave: PET, N,N-dimetilacrilamida, CO₂ supercrítico, corantes dispersos

As fibras de PET são as mais comercializadas dentre as fibras sintéticas existentes no mercado. Este possui, dentre as fibras sintéticas, uma das estruturas mais compactas e cristalinas^[1]. Segundo Stinson et al^[2], o PET absorve apenas 0,4% de água e não entumesce na mesma. Essa falta de interação com a água requer, no tingimento, o uso de sistemas de alta temperatura/alta pressão ou compostos chamados carriers, que são absorvidos rapidamente e aceleram a velocidade de tingimento^[1]. O uso de agentes dispersantes no tingimento é comum, uma vez que os corantes utilizados possuem baixa solubilidade em água( 5- 30 mg/l). Tais métodos convencionais de tingimento a úmido ocasionam problemas ambientais devido ao inevitável uso em excesso de água e a descarga de vários aditivos químicos^[3]. O tingimento, utilizando CO₂ supercrítico, de fios tratados com N,N-dimetilacrilamida e de fios não tratados tem se mostrado uma alternativa para o tingimento do PET, com inúmeras vantagens do ponto de vista ambiental^[4,5].

Temos desenvolvido trabalhos utilizando CO₂ supercrítico na incorporação de corantes dispersos em PET. Este trabalho trata da sorção do corante antraquinônico Vermelho Dianix (C.I. Disperse Red 60). Foi realizado um planejamento fatorial 2³ a fim de verificar a influência das variáveis tempo, temperatura e pressão no processo de tingimento. Os resultados foram comparados com os obtidos para o tingimento de fibras de PET, na mesma modalidade com corantes azo dispersos^[4,5].

Malhas de PET foram imersas no solvente modificador sob agitação à 85ºC por 15 minutos. Após lavadas e secas, as malhas modificadas e não modificadas foram inseridas em uma célula de tingimento com CO₂ supercrítico, juntamente com o corante. O corante incorporado ao material foi extraído totalmente com DMF e a quantidade incorporada foi determinada em relação a uma curva padrão deste corante em DMF medida em 520 nm.

A temperatura de decomposição a nível de 10%, determinada por análise termogravimétrica (TGA), para o PET e PET modificado foi de 414 e 417^ºC, respectivamente, evidenciando que o tratamento não altera a estabilidade térmica do polímero. Não foram observadas variações na T_fusão (258⁰C) e a T_g (70⁰C) do PET após o tratamento. Entretanto, houve alteração na temperatura de transição cristalina de 121ºC para 149ºC após a modificação com N,N-dimetilacrilamida. A presença do modificador nas malhas de PET pode ser comprovada através dos picos na região de 1647, 1610 e 1175 cm^-1, o que está em concordância com dados da literatura.^[5]

Os resultados da quantidade de corante sorvido por massa de malha estão descritos na Tabela I. A análise dos efeitos das variáveis mostrou que para a malha tratada, a temperatura exerce maior influência, enquanto que nas malhas não tratadas o tempo é o fator principal. Estes resultados são semelhantes aos obtidos para fibras de PET tingidas com corantes azo.^[5] As quantidades de corante antraquinônico incorporadas foram inferiores às quantidades de corantes azo para PET modificado. Para PET não modificado, os resultados mostram que a variação de quantidade incorporada é função da combinação de variáveis para os corantes. Estes dados estão em concordância com os dados da literatura onde é mostrado que i) os corantes antraquinônicos têm maior solubilidade em CO₂ supercrítico quando comparados aos corantes azo^[3]; ii) via de regra quanto mais solúvel o aditivo for no polímero, maior será a quantidade sorvida, entretanto esta quantidade de aditivo sorvido no polímero não é diretamente correlacionada com a solubilidade do aditivo em CO₂.^[6]

É possível o tingimento de PET com corante antraquinônico utilizando CO₂ supercrítico, obtendo-se valores da ordem de 3,63 mg de corante/g de malha. A malha modificada pode incorporar até 4 vezes mais corante que a fibra não modificada nas mesmas condições de tingimento.

Tabela I: Resultados dos planejamentos fatoriais para malha modificada e não modificada.

Temperatura de tingimento (ºC): [50(-);65(+)]

Pressão de tingimento (Kgf.cm^-2): [140(-);250(+)]

Tempo de tingimento(min): [30(-);180(+)]

[1] Fité, F. J. C., Textile Research Journal, 65(6), 362-8, (1995).

[2] Stinson, R. M., Obendorf, S.K., Journal of Applied Polymer Science, 62, 2121-34

[3] Young, S.N., Yoo, Ki-Pung, Journal Chemical Eng. Data, 43(1), 9-12 (1998).

[4] Santos, W.L.F., Porto M.F., E. C. Muniz, Povh N. P. and A. F. Rubira, submetido ao Journal of Supercritical Fluids.

[5] Santos, W.L.F., Porto M.F., E. C. Muniz, Nanci Pinheiro Povh and A. F. Rubira, Livro de resumos da 22^a Reunião Anual da SBQ, vol. 3, 1999.

[6] Berens, A.R., Huvard G.S., Korsmeyer R.W., Kunig F.W., Journal of Applied Polymer Science, Vol. 46, pp. 231-242, 1992.

UEM, CAPES, CNPq