A importância e a aplicabilidade dos corantes

A problemática em respeito aos corantes não está no seu uso, mas sim, na ausência de tratamento adequado dos mesmos antes do descarte quando não são aderidos completamente à fibra durante o processo de tingimento. Com isso, as indústrias têxteis apresentam um especial destaque devido a seu grande parque industrial instalado e por gerar grandes volumes de efluentes, onde esses, quando não corretamente manipulados (como dito anteriormente), podem causar sérios problemas de contaminação ambiental. (KUNZet al., 2002).

Os corantes são substâncias muito empregadas para a coloração de vários substratos, tais como: alimentíceos, plásticos, materiais têxteis entre outros. Eles podem ser retidos por adsorção física, formação de soluções, sais ou complexos com metais, retenção mecânica ou por constituição de ligações químicas covalentes (ROSOLEN, 2004). Os corantes provenientes das indústrias têxteis constituem nos mais difíceis de se tratar. Isso pode ser explicado, devido a sua complexidade e a alta estabilidade química.

Para a realização do tingimento, três etapas são importantes: a montagem, a fixação e o tratamento final. O corante se fixa à fibra por meio de reações químicas, da simples insolubilização do corante ou de seus derivados gerados, ocorrendo durante a fase de montagem e fixação. Entretanto, todo processo de tintigimento envolve como etapa final a lavagem em banhos correntes para retirada do excesso do corante original ou corante hidrolisado não fixado à fibra nas etapas anteriores. O processo de tintura é um dos fatores fundamentais no sucesso comercial dos produtos têxteis, além da padronagem e beleza da cor, como dito anteriormente. O consumidor normalmente exige algumas características básicas do produto, como elevado grau de fixação em relação à luz, lavagem e transpiração. Com a finalidade de garantir essas propriedades, as substâncias que conferem coloração à fibra devem apresentar alta afinidade, uniformidade na coloração, resistência aos agentes desencadeadores do desbotamento e também ser viável economicamente (GUARATINI;ZANONI, 2000).

A escolha da fibra representa um importante passo para o sucesso no tingimento, uma vez que cada tipo de fibra a ser colorida requer corantes com características próprias e bem definidas. As fibras têxteis podem ser divididas em dois grandes grupos denominados fibras naturais e sintéticas. As fibras naturais mais utilizadas são à base de celulose (cadeias poliméricas lineares de glucose) e proteína (polímero complexo composto de diferentes aminoácidos), sendo esses presentes na lã, seda, algodão e linho. Já as fibras sintéticas são comercializadas como viscose (xantato de celulose obtida da madeira), acetato de celulose (triacetato de celulose obtido da madeira), poliamida (condensação do ácido adípico e hexametileno diamina), poliéster (polímero do ácido tereftálico e etilenoglicol) e acrílico (polimerização da acrilonitrila) (GUARATINI;ZANONI, 2000).

A molécula do corante utilizada para tingimento da fibra têxtil pode ser dividida em duas partes essenciais, uma consiste no grupo cromóforo e a outra seria a estrutura responsável pela fixação à fibra. Existem vários grupos cromóforos utilizados atualmente na síntese de corantes. Em relação aos grupos de fixação, pode-se citar os corantes que apresentam grupos sulfônicos, esses grupos substituintes ionizáveis tornam o corante solúvel em água e têm vital importância no método de aplicação do corante em fibras protéicas (lã e seda). Outro exemplo, seria os que apresentam em sua constituição compostos solúveis em água capazes de tingir fibras de celulose (algodão, viscose, etc.) através de interações de dipolo instantâneo-dipolo induzido. Além desses, existem os que são insolúveis em água aplicados em fibras de celulose e outras fibras hidrofóbicas através de suspensão.

A fixação pode se dar por 4 tipos de interações: ligações iônicas, de hidrogênio, dipolo instantâneo- dipolo induzido e covalentes (KUNZ et al., 2002).

 Interações iônicas: são tingimentos a partir das interações entre o centro positivo dos grupos amino e negativo dos carboxilatos presentes na fibra e a carga iônica do corante ou vice –versa (Figura 1).

Figura 1: Exemplo da interação iônica entre o corante e os grupos disponíveis da fibra

Fonte: (GUARATINI; ZANONI, 2000, f. 72).

 Interações dipolo instantâneo–dipolo induzido: são tingimentos que ocorrem a partir da aproximação máxima entre orbitais  do corante e da molécula da fibra, de tal modo que as moléculas do corante são aderidas firmemente sobre a fibra por um processo de afinidade, sem formar uma ligação. Esta interação é efetiva quando a molécula do corante é linear, longa e/ou plana, podendo assim se aproximar o máximo possível da molécula da fibra. Exemplos deste tipo de interação podem ser encontrados no tingimento de lã e poliéster com corantes com alta afinidade por celulose.

 Ligação de Hidrogênio: são tinturas provenientes da ligação entre átomos de hidrogênio covalentemente ligados no corante e pares de elétrons livres de átomos doadores em centros presentes na fibra (Figura 2).

Figura 2: Exemplo da ligação de hidrogênio entre o corante sulfonado e os grupos carboxilas da fibra de lã

Fonte: (GUARATINI; ZANONI, 2000, f. 72).

 Ligações covalentes: são provenientes da formação de uma ligação covalente entre a molécula do corante contendo grupo reativo (grupo eletrofílico) e resíduos nucleofílicos da fibra (Figura 3).

Figura 3: Exemplo da ligação covalente entre um corante contendo grupos reativos (triazina) e grupos hidroxila presentes na celulose da fibra de algodão

Fonte: Guaratini; Zanoni, 2000, f. 72.

Já levando em consideração o grupo cromóforo, o mais empregado consiste na família dos azocorantes (KUNZet al., 2002;GUARATINI;ZANONI, 2000).

Os Corantes Azóicos (Figura 4) são compostos coloridos, que são sintetizados sobre a fibra durante o processo de tingimento. Nesse processo a fibra

é impregnada com um composto solúvel em água, conhecido como agente de acoplamento (naftol), apresentando esse, alta afinidade por celulose. A adição de um sal de diazônio (RN2+

) provoca uma reação com o agente de acoplamento já fixado na fibra e produz um corante insolúvel em água. Além disso, caracterizam-se por apresentarem um ou mais grupamentos N=N ligados a sistemas aromáticos. Os azocorantes representam cerca de 60% dos corantes utilizados no mundo, sendo extensivamente utilizados no tingimento de fibras têxteis (KUNZet al., 2002).

Os corantes sintéticos são extensivamente empregados na indústria têxtil, onde estima-se que 10 a 15% são perdidos no efluente após o processo de tingimento. A grande variedade e complexidade desses dejetos, além do cumprimento da legislação que exige tratamentos eficientes, vêm estimulando o desenvolvimento de novas técnicas que buscam o melhor e o mais adequado tratamento (ROSOLEN et al., 2004).

Figura 4: Estruturas de azocorantes

Fonte: O autor, 2018.