ANÁLISE DA FIXAÇÃO DO CORANTE DE URUCUM NA ESTAMPARIA DE SUBSTRATOS DE ALGODÃO

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1 VI Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica 1/6 ANÁLISE DA FIXAÇÃ D CRANTE DE URUCUM NA ESTAMPARIA DE SUBSTRATS DE ALGDÃ Schmitt, F. 1, Souza, A. A. U. 2*, Souza, S. M. A. G. U. 3 1 Aluna EQA/UFSC, 2 e 3 Professores e rientadores EQA/UFSC *Departamento de Engenharia Química e Engenharia de Alimentos, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis/SC, , cp. 476 bianasc@hotmail.com, augusto@enq.ufsc.br, selene@enq.ufsc.br RESUM - A utilização de corantes naturais é uma tendência que vem ganhando espaço na indústria têxtil. No presente trabalho será avaliada a fixação do corante de urucum em substratos de algodão, através de testes de solidez à lavagem, quando utilizado para estampar estes substratos. s ensaios realizados em substratos de algodão basearam-se em resultados satisfatórios obtidos para o poliéster e foram submetidos a diferentes processos de fixação do corante. Em seguida, realizaram-se testes de solidez à lavagem, no qual as amostras foram costuradas a tecidos testemunhos e aplicadas em um banho padronizado. s resultados observados demonstram que a interação existente entre as fibras de algodão e o corante de urucum é muito pequena. INTRDUÇÃ A indústria têxtil atravessa um momento histórico de recuperação depois de passar por uma grande crise no fim da década de noventa (Teixeira, 2003). Investimentos em novas tecnologias trazem um fator positivo à economia nacional, uma vez que a cadeia têxtil representa grande importância neste setor. Estudos recentes sobre o uso de corantes naturais em processos têxteis comprovam a forte tendência da indústria têxtil em novas tecnologias. Como existe o risco de certos corantes sintéticos poderem ter efeitos cancerígenos, os corantes naturais têm sido uma opção de substituição aos sintéticos, com a vantagem de não serem prejudiciais à saúde e, ainda, de serem biodegradáveis, não causando danos ao meio-ambiente (Guarantini; Zanoni, 2000). urucum figura como uma das principais fontes de corantes naturais utilizados mundialmente. Suas sementes são cobertas por uma resina vermelha que contém como pigmento principal o carotenóide bixina (Preston; Rickard, 1980). Este corante possui grande aplicação na indústria de alimentos e em outros ramos industriais, como a indústria têxtil, que também começa a fazer uso de suas propriedades tintoriais. Estampar, como colocam Araújo e Castro (1984), é uma das mais exigentes técnicas têxteis, e também a que mais se aproxima da arte. Atualmente, a estamparia é um setor da indústria têxtil que está em crescente progresso, onde investimentos em novas e modernas tecnologias são freqüentes e baseados na otimização do processo. presente trabalho tem como objetivo, avaliar a fixação do corante de urucum em substratos têxteis, determinando a solidez à lavagem dos substratos sob diferentes condições de estampagem.

2 VI Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica 2/6 MATERIAIS E MÉTDS A pasta de estampar empregada no processo foi desenvolvida especialmente para ser utilizada com o corante de urucum em solução. Para os ensaios com poliéster, foi utilizado tecido plano, 100% PES e para os ensaios com algodão, utilizou-se tecido plano felpudo, 100% C. Procedimento experimental btenção do extrato de urucum: corante utilizado no processo de estampagem foi extraído das sementes de urucum conforme liveira (2005). A Figura 1 apresenta as estruturas moleculares da bixina e de seu derivado amoniacal. H + NH - 4 Bixina Bixato de Amônio Figura 1: Estrutura molecular da bixina e de seu derivado amoniacal A análise espectrofotométrica UV visível da bixina foi realizada com base no método da hidrólise alcalina, segundo Kato et al. (1992). Por se tratar de uma solução de bixato de amônio, e não bixina, seguiu-se a metodologia estudada por liveira (2005) para, no momento da análise, converter o bixato de amônio em bixina, a qual utiliza ácido acético para a conversão e um valor de conversão baseado na relação dos pesos moleculares das duas espécies. Preparação da pasta de estampar: A emulsificação do extrato de urucum deuse pela mistura, até completa homogeneização, da pasta de estampar com a solução alcoólica amoniacal. Para todos os ensaios, foram utilizadas proporções de 2 e 6% de extrato seco da solução em peso de pasta. Ensaios de estampagem: No ensaio com o substrato de poliéster, foi feita uma estampagem em quadro plano e posterior termofixação a 190 C durante um minuto e meio. No algodão foram realizados cinco ensaios de estampagem, todos em quadro plano, e uma posterior termofixação: no primeiro ensaio, a termofixação deu-se a 190 C durante um minuto e meio; no segundo e terceiro, foi feita uma vaporização, durante dez minutos, sendo que no terceiro, primeiramente, adicionou-se uréia à pasta de estampar; nos quarto e quinto ensaios, a termofixação deu-se a 160ºC durante três minutos, sendo no quinto ensaio, primeiramente, adicionado uréia à pasta. Testes de solidez à lavagem: Após o processo de estampagem, os substratos foram submetidos a um teste de solidez à lavagem, no qual foram costurados a tecidos testemunhos, formando um sanduíche, e aplicados em um banho contendo 5g/L de detergente padrão e 2g/L de carbonato de sódio comercial, com uma relação de banho de 1g de material para 50mL de banho previamente preparado, a 60 C, durante 45 minutos. Em seguida, retirou-se a amostra, sem enxágüe e secou-se em secadora caseira. RESULTADS E DISCUSSÃ btenção do extrato de urucum extrato de urucum obtido conforme procedimento descrito apresentou uma concentração de 23,05% de bixina. Como o enfoque do trabalho não é a obtenção de um extrato com alto

3 VI Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica 3/6 teor de pureza, o percentual de bixina encontrado é considerado suficiente para a realização dos ensaios de estampagem. Ensaios de estampagem e testes de solidez à lavagem s resultados numéricos dos testes de solidez à lavagem das amostras estampadas foram avaliados, tanto para a transferência da cor (solidez) como para a alteração da cor (degradação), conforme escalas padronizadas, como mostram as Tabelas 1 e 2 respectivamente. Tabela 1: Grau de transferência da cor Índice Significado 5 Negligenciavel ou não se transfere 4 Transfere levemente 3 Transfere um pouco 2 Transfere consideravelmente 1 Transfere muito Tabela 2: Grau de alteração da cor Índice Significado 5 Negligenciavel ou não se altera 4 Altera-se levemente 3 Altera-se um pouco 2 Altera-se consideravelmente 1 Muito alterado De acordo com os dados apresentados na Tabela 3, a qual explicita os resultados numéricos de solidez à lavagem para cada ensaio de estampagem realizado, pode-se observar que para o substrato de poliéster, os resultados mostraram, quanto à transferência da cor, valores entre leve e pouca transferência, e quanto à alteração da cor, os valores obtidos foram de alteração negligenciável. Já os substratos de algodão, apresentaram resultados semelhantes, mesmo sendo submetidos a diferentes processos de termofixação. s valores encontrados para a transferência da cor ficaram entre pouca e considerável transferência. Quanto à alteração da cor, somente as amostras termofixadas a 190 C apresentaram valores entre pouca e considerável alteração e as demais, ficaram entre considerável e muita alteração. Tabela 3: Resultados numéricos dos testes de solidez à lavagem Substrato de poliéster Concentração extrato seco Solidez (migração) Degradação (alteração) 2% 4 4/5 6% 3 4/5 Substratos de algodão 1 ENSAI 2% 3 2/3 6% 2/3 2 2 ENSAI 2% 2/3 1/2 6% 2 1/2 3 ENSAI 2% 3 1/2 6% 2/3 1/2 4 ENSAI 2% 2/3 1/2 6% 2 1/2 5 ENSAI 2% 2/3 1/2 6% 2 1/2 Com os resultados do teste de solidez à lavagem pode-se verificar visualmente, o desbotamento das amostras estampadas, bem como a migração do corante para os tecidos testemunhos. Para o substrato de poliéster, estes resultados podem ser vistos na Tabela 4.

4 VI Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica 4/6 Tabela 4: Resultados visuais do substrato de poliéster termofixado a 190 C Tabela 6: Resultados visuais do substrato de algodão vaporizado bserva-se a correspondência entre os resultados numéricos e visuais. poliéster apresenta resultados satisfatórios perante as exigências da indústria. Portanto, a metodologia utilizada para a estampagem de poliéster mostrou-se adequada, apresentando boa interação do corante com a fibra. Já o 1 ensaio realizado com o algodão, que foi feito a partir da metodologia utilizada para o poliéster, não apresentou resultados tão positivos, como mostra a Tabela 5. Tabela 5: Resultados visuais do substrato de algodão termofixado a 190 C Percebe-se uma degradação e migração da cor bem maior que para o poliéster. E ainda, visualmente, observase que o corante não está totalmente impregnado na fibra (baixa penetração do corante na fibra). Para o 2 e 3 ensaios com algodão, o processo utilizado para a fixação do corante foi o mesmo para ambos, a vaporização, sendo a única diferença entre eles, a adição de uréia à pasta de estampar. s resultados destes ensaios são apresentados nas Tabelas 6 e 7 respectivamente. Tabela 7: Resultados visuais do substrato de algodão vaporizado e com uréia s resultados numéricos destes ensaios foram muito semelhantes, porém através da visualização das amostras, observa-se que o terceiro ensaio, ao qual foi adicionado uréia, exibe uma impregnação do corante ligeiramente melhor. Quanto ao 4 e 5 ensaios com algodão, não apresentaram diferenças entre si numericamente e nem visualmente, como pode ser visto nas Tabelas 8 e 9 respectivamente. Tabela 8: Resultados visuais do substrato de algodão termofixado a 160 C

5 VI Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica 5/6 Tabela 9: Resultados visuais do substrato de algodão termofixado a 160 C e com uréia A adição de uréia ao quinto ensaio, não modificou os resultados em relação ao quarto ensaio. Nota-se, para todos os ensaios, que em maiores concentrações de extrato, a migração do corante para os testemunhos é maior, enquanto a degradação é a mesma para diferentes concentrações. CNCLUSÃ Através dos experimentos realizados, pôde-se observar que o método utilizando o extrato de urucum em solução apresenta bons resultados para o substrato de poliéster, demonstrando uma boa fixação do corante e resistência à lavagem. Para os substratos de algodão, não se obteve resultados tão satisfatórios mediante as exigências industriais, isto pode estar relacionado à viscosidade da pasta, ou mesmo, a pouca interação entre o corante e a fibra. Como a pasta foi preparada especialmente para ser utilizada com o extrato de urucum, acredita-se que estes resultados estão mais intimamente relacionados a pouca interação entre o corante e a fibra de algodão. Porém pôde-se perceber que a vaporização apresentou-se como o melhor método de fixação do corante, dentre os métodos utilizados e que a utilização de uréia, como agente umectante, foi importante para uma melhor impregnação do corante à fibra de algodão. Isso porque durante a vaporização, o vapor condensado foi atraído pela uréia molhando a fibra. A adição de uréia à pasta, seguida de termofixação, não apresentou nenhuma melhora em relação ao ensaio sem uréia, visto que não havia vapor para que a uréia pudesse atuar na impregnação do corante. A dificuldade em conhecer os mecanismos de fixação do corante de urucum, se age como um pigmento ou não, no processo de estamparia, torna-se um empecilho para a escolha de um processo de fixação de corante adequado para o algodão. bservou-se ainda, para todos os ensaios, que em maiores concentrações de extrato, houve uma maior transferência da cor. Isso significa que uma quantidade de corante ficou retida na fibra e o que ultrapassou essa quantidade foi eliminado, ou seja, existe uma concentração máxima de corante que fica retido na fibra. NME PES C NMENCLATURA SIGNIFICAD Poliéster Algodão REFERÊNCIAS BIBLIGRÁFICAS ARAÚJ, M.; CASTR, E. M.M. Manual de engenharia têxtil. v. 2. Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian, GUARANTINI, C. C. I.; ZANNI, M. V. B. Corantes têxteis. Química Nova; v. 23, n. 1, p , KAT,. R.; FIGUEIRED, F. J. C.; BELFRT, A. J. L.; NGUEIRA,. L.; BARBSA, W. C. Época de colheita de sementes de urucum: emergência e teor de corantes. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília; v. 27, n. 9, p , 1992.

6 VI Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica 6/6 LIVEIRA, J. S. Purificação de compostos de urucum por processo adsortivo Tese (Doutorado em Engenharia Química) EQA, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis: PRESTN, H. D.; RICKARD, M. D. Extraction and chemistry of annatto. Food Chemistry, Inglaterra; v. 5, p , TEIXEIRA, J. Cadeia volta a ter superávit. Química e Derivados; n. 412, fev AGRADECIMENTS Ao programa PIBIC/CNPq/UFSC pela concessão de bolsa de iniciação científica, à FINEP/ Projeto PRTEXTIL e às empresas HERING, KARSTEN e MARISL.