Funcionalização de substratos

A modificação ou funcionalização de fibras e superfícies poliméricas tem vindo a ocupar um lugar com cada vez mais destaque nos têxteis. As modificações podem atribuir novas propriedades a estes materiais, otimizando o seu desempenho em aplicações convencionais e abrindo novos campos de aplicação para os mesmos (Andreaus et al., 2010).

A ligação temporária ou permanente de macromoléculas, como CDs, a fibras têxteis ou outros materiais poliméricos, possibilita a modificação ou funcionalização da superfície destes e a alteração das suas propriedades. A fixação temporária ocorre de forma geral através de interações fracas, enquanto a funcionalização permanente exige o estabelecimento de interações fortes como ligações covalentes. Particularmente, na ligação permanente existem fundamentalmente duas estratégias que compreendem (1) a utilização de derivados de CD com grupo reativos capazes de reagir com o substrato e (2) a utilização de agentes reticulantes com intermediários que promovam a ligação CD-substrato sem comprometer o desempenho das mesmas enquanto agentes encapsulantes (Andreaus et al., 2010 e Oliveira, 2012).

Em fibras têxteis, principalmente quando usadas em artigos de vestuário, as modificações devem ser resistentes às repetidas lavagens e secagens (solidez às lavagens). Dependendo do tipo de fibra são realizadas lavagens a pH neutro ou alcalino (pH> 10), em temperaturas até 60 °C e com detergentes contendo surfatantes não iónicos, aniónicos, oxidantes entre outros. Na tabela 3 encontram-se apresentadas algumas estratégias de fixação de CDs em fibras e outros polímeros.

Tabela 3- Estratégias de fixação das CDs em fibras e outros polímeros (adaptado de Andreaus et al., 2010)

Material da fibra

Modo de fixar Celulose Lã PA PES PAN PP

Agentes reticulantes +a + - + - -

Interações iónicas -b + + - + -

Ligações covalentes + + + - - -

Forças van der Waals - - + + + -

Graft-polimerização + + + + + +

a–_{Adequado para a fixação no material da fibra.} b– _{Não adequado para a fixação no material da fibra.}

A fixação das CDs não modificadas pode ser feita a partir da utilização de resinas e/ou agentes que formem ligações cruzadas. Os primeiros formam uma rede tridimensional, por exemplo, através da autocondensação, onde se podem incluir as CDs, enquanto os segundos estabelecem ligações covalentes entre a fibra e a CD.

A solidez de acabamento é um parâmetro que depende também da ligação formada entre o agente encapsulante e o substrato. Resinas e agentes reticulantes geralmente reagem na presença de catalisadores ácidos que podem interferir em outras propriedades das fibras, como a resistência mecânica (resistência à tração ou rebentamento) ou na cor (redução do corante ou hidrólise da ligação corante-fibra), o que exige uma avaliação em qual etapa do beneficiamento têxtil a aplicação da CD deve ocorrer. É ainda relevante que os reagentes de fixação não interfiram no toque e na resistência mecânica e química dos materiais têxteis, sendo que, em cada caso, os parâmetros de aplicação devem ser analisados e os procedimentos otimizados (Andreaus et al., 2010).

Particularmente, para os agentes encapsulantes mais amplamente usados, as CDs, o mecanismo para a remoção e a libertação controlada de odores e aromas em CDs fixadas em tecidos e superfícies poliméricas encontra-se representado na figura 8.

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Figura 8- Mecanismo de funcionamento de CDs no processo de remoção de odores e libertação de aromas na remoção de odores em tecidos têxteis e superfícies poliméricas rígidas (adaptado de

Andreaus et al., 2010).

Foram já feitos alguns estudos sobre a avaliação da fixação de odores e da libertação controlada de aromas pelos tecidos que receberam acabamentos de CDs com ácidos policarboxílicos (APC). Para que ocorra a fixação das CDs com os APC, sais de fósforo tais como mono- e di-hidrogeno fosfato de sódio, é necessário o uso de catalisadores. Segundo Andreaus et al., (2010) os APC ligam- se através de uma ligação éster com grupos –OH nas CDs e nas fibras celulósicas ou estabelecem uma ligação amídica com grupos –NH2 em fibras de lã ou PA (poliamida). O rendimento da reação

depende da concentração e da natureza dos reagentes, do catalisador e das condições de implementação do processo, tempo e temperatura, (Andreaus et al., 2010 e Martel et al., 2002).

Segundo Martel et al. (2002), depois de várias experiências realizadas relativamente à fixação de CDs em tecidos os resultados mostraram que estes conseguem absorver (reter ou fixar) um maior número de substâncias do que tecidos não modificados e que a liberação de aromas é retardada. O aumento mais significativo, segundo o estudo realizado por Martel et al. (2002), na fixação de aromas nos tecidos de PES revelou que a CD mais versátil foi a CD. Contudo, o fenómeno de retenção de aromas não se deve somente à complexação com as CDs mas também às interações com as superfícies modificadas das fibras.

Vários estudos têm também sido realizados no campo da aromaterapia relativamente à sua ligação com CDs fixadas em tecidos. Assim sendo, os tecidos podem conter diversos óleos

Fase 1: CD com o composto ativo encapsulado

Fase 2: Libertação do composto ativo

Fase 4: Neutralização do odor através da encapsulação na CD Fase 3: Encapsulação de

compostos com odores indesejados

essenciais que conferem aos consumidores, dependendo da substância encapsulada, diversos efeitos farmacológicos e/ou fisiológicos, tais como efeitos relaxantes, sedativos entre outros.

A libertação controlada de substâncias aplicadas, tais como aromas, perfumes e fármacos, pode ocorrer também para inibir, por exemplo, o crescimento microbiano, evitar a aproximação de mosquitos e diminuir o cheiro a suor ou deixar a roupa perfumada. Por outro lado, relativamente à retenção ou remoção de moléculas odoríferas, segundo a literatura, é possível atualmente remover a maior parte da nicotina e do alcatrão proveniente do fumo de tabaco das roupas através do uso de têxteis funcionalizados, o que confere um grande avanço tecnológico na área têxtil e que contém em si implicações sociais relevantes. A remoção de odores desagradáveis em ambientes públicos, no interior de automóveis e no interior de habitações constitui também um alvo de interesse para o estudo de agentes encapsulantes, devido às vantagens que estes conferem relativamente à eliminação e/ou minimização de odores nestes locais (Andreaus et al., 2010 e Wang e Chen, 2006).

Na figura 9 encontram-se representados vários reagentes para a fixação de CDs em materiais têxteis e superfícies poliméricas assim como a sua respetiva estrutura química.

Figura 9- Vários reagentes para fixação de CDs em materiais têxteis e superfícies poliméricas e a sua respetiva estrutura química (adaptado de Andreaus et al., 2010).

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