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Transcrição

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E
CICLOS
I
T
O
R
I
A
L
Antonio Ajudarte Lopes Filho
Presidente da ABQCT
D
Ciclos são uma seqüência de fatos que se renova por períodos; essa é uma das definições possíveis,
haverá outras por certo, mas não vêm ao caso agora. O que vem ao caso neste momento, e de muita
relevância para a ABQCT, é o fato de esta Diretoria estar encerrando o mandato, conforme eleições
convocadas para o dia 23/11/04, mandato este que deveria ser de dois anos mas que por motivos
perfeitamente justificáveis foi adiado por mais um ano, uma vez que tínhamos em curso o grande desafio
de concretizar de forma vitoriosa, como o foi, o XVII Congresso Latino Americano de Química Têxtil, mas
assim que cumprimos as metas propostas, achamos por bem convocar imediatamente a eleição.
A ABQCT acaba de completar 30 anos de existência que podem ser divididos em dois grandes ciclos:
o primeiro, e mais difícil, foi o período compreendido entre 1974 , data da fundação, e 1994, período
que se caracterizou por puro idealismo e voluntarismo. Éramos verdadeiros nômades a procura da terra
prometida e por conseqüência tivemos muitas dificuldades nas realizações. Podemos dizer que o
grande feito desse período foi manter viva a Associação e seus ideais, além de conseguir, a duras penas
e muita economia de recursos, comprar a sede própria da ABQCT.
O segundo grande ciclo foi o período que considero encerrar-se agora, de 1994 até 2004. Foi um período
mais fértil e de importantes realizações; quem puder reler nosso Editorial da revista n° 37 verá que a proposta
na época, com a posse de nova Diretoria, era justamente a de mudar alguns conceitos, partindo da aquisição
de nossa sede e da profissionalização da gestão, até então voluntária. Na época, nos baseamos no livro
Organizações sem Fins Lucrativos, escrito por Peter Drucker, abordando a necessidade de se adotar
modelos de gestão mais profissionais. Tomamos as medidas nessa direção e podemos considerar este
segundo ciclo muito profícuo e de grandes realizações, graças a essas mudanças.
Nos primeiros 20 anos, publicamos 35 números da revista Química Têxtil, muitas vezes com déficit e sem
periodicidade adequada. No segundo ciclo de 10 anos, publicamos mais 42 revistas, sendo que a n° 77 está
em suas mãos, e outros tantos eventos.
Em 1994, Agostinho de Souza Pacheco foi contratado como Gerente Operacional da ABQCT e da revista
Química Têxtil, se transformando no ponto de referência diário da ABQCT neste segundo período,
demonstrando assim a eficácia da transformação adotada na época.
Recentemente, realizamos a eleição para a nova Diretoria, o que confirma o histórico acima, pois, em
caráter totalmente inédito em nossa Associação, estivemos com duas chapas de altíssimo nível
concorrendo à eleição, fato este que não deixa nenhuma dúvida quanto a consolidação definitiva da
ABQCT e por que não dizer a concretização de nossos sonhos.
Caros colegas, independente da chapa vencedora, considero que estamos iniciando nosso terceiro ciclo
de mudanças que, com certeza, trará uma nova fase de grandes conquistas, mantendo a proporção de
crescimento exponencial até agora conquistado.
Me despeço como Presidente do período de dez /2001 a dez/ 2004 com a sensação de que fizemos
muito, mas também de que poderíamos e podemos fazer muito mais, tal o potencial de nossos profissionais.
Entretanto, esse sentimento renova a confiança absoluta na nova Diretoria que virá, que com o mesmo amor
e respeito a tudo que a instituição ABQCT representa realizem o melhor par todos nós.
Agradeço a todos os membros da Diretoria que, juntamente comigo, se empenharam sempre que
solicitados a vencer os desafios propostos. Agradeço também, de forma especial, a todos os
anunciantes de nossa revista, empresas estas que vestiram a camisa e entenderam os ideais de que
juntos somos mais fortes.
Um grande e sincero abraço a todos, desejando sucesso total à nova Diretoria. Me despeço aqui deste
tão importante espaço editorial, me desculpando pelos erros cometidos.
Um feliz Natal a todos e um próspero Ano Novo.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE QUÍMICOS
E COLORISTAS TÊXTEIS
Membro titular FLAQT
AATCC Corporate Member
site: www.abqct.com.br
CORRESPONDÊNCIA
DIRETORIA NACIONAL
Presidente: Antônio Ajudarte Lopes Filho
Vice-Presidente: José Clarindo de Macedo
1º Secretário: Calil Hafez Neto
2º Secretário: Haroldo Castanho Pedro
1º Tesoureiro: Agostinho de Souza Pacheco
2º Tesoureiro: Tiago J. Fonseca
Diretor Técnico: Frits V. Herbold
Núcleo Santa Catarina
Prezada Solange,
Acabei de ler o exemplar 76 da Revista Química Têxtil da ABQCT e gostaria de
parabenizá-la por sua excelente matéria sobre o XVII Congresso Latino Americano de Química Têxtil.
Fiquei muito contente e honrado por ter participado como Conferencista desse
evento de tão grande importância para a Química Têxtil; também por rever os
amigos profissionais e, naturalmente, pelos novos contatos obtidos.
Foi com grata satisfação que conheci você pessoalmente e espero estar
presente e colaborar em novos eventos em futuro próximo. Continue com seu
ótimo trabalho jornalístico junto à ABQCT!
Grande abraço,
Kelson dos Santos Araújo
Consultoria em Cores e Colorimetria
[email protected] ou [email protected]
Rio de Janeiro - RJ
Caros amigos Ajudarte/Agostinho
Parabéns pela bela festa e pela organização.E,muito obrigado pela homenagem que fizeram aos velhos fundadores. Espero que os vencedores façam o
melhor para a nossa ABQCT como vocês têm feito.
Abraços do velho amigo (amigo velho?) Rey.
Reynaldo Madureira
Vinhedo -SPaulo
SUMÁRIO
Editorial .............................................................................................. 3
Coordenador Geral: Carlos Eduardo E. Ferreira Amaral
Vice-Coordenador: Clovis Riffel
Secretário: Wilson França de Oliveira Filho
Tesoureiro: Gilmar Jadir Bressanini
Suplente: Lourival Schütz Junior
Núcleo Rio de Janeiro
Coordenador Geral: Francisco José Fontes
Vice-Coordenador: Francisco Romano Pereira
Secretário: Ricardo Gomes Fernandes
Tesoureiro: Emanuel de Andrade Santana
Suplente: Antonio Wilson Coelho
Núcleo Rio Grande do Sul
Coordenador Geral: Clóvis Franco Eli
Vice-Coordenador: Eugênio José Witriw
Secretária: Maria Julieta E. Biermann
Tesoureiro: José Ariberto Jaeger
Suplente: João Alfredo Bloedow
CORPO REVISOR
A revista Química Têxtil conta com uma equipe técnica
para revisar os artigos que são publicados. Os autores
devem enviar seus artigos para publicação com pelo
menos 3 meses de antecedência. A equipe é formada
pelos seguintes profissionais:
Abrão Jorge Abrahão
Antônio Ajudarte Lopes Filho
Ivonete Oliveira Barcellos
Luiz Cláudio R. de Almeida
Úrsula Axt Martinelli
Vidal Salem
IPT
Rosset
FURB
SENAI/CETIQT
FURB
VS Consultoria
ABQCT comemora 30 anos ..................................................................... 5
EXPEDIENTE
As aplicações do plasma nos processos têxteis de tingimento e
acabamento - 1ª parte
(José Cegarra Sanchez) ................................................................................ 10
Aplicações do plasma e do laser nos processos têxteis de fibras
sintéticas e suas misturas - 2ª parte
(José Cegarra Sanchez) ................................................................................ 29
Degradê de cor em bobinas cruzadas acrílico/algodão 50/50
(Washington Vicente dos Santos) ......................................................... 42
Economia dos processos em solvente
(Sperotto Rimar) ............................................................................................. 45
Viscosimetria das fibras de poliéster
(J. Gacén, D. Cayuela, M. Tzvetkova) ............................................................. 52
Nanotecnologia ................................................................................. 64
Um caso suíço
(Reisky Máquinas) ......................................................................................... 74
Produtos & Serviços ...................................................................... 76
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Química Têxtil é uma publicação da Associação Brasileira de Químicos e Coloristas Têxteis. Os artigos aqui
publicados são de inteira responsabilidade dos autores.
Periodicidade: Trimestral (mar./ jun./ set./ dez.)
e-mail: [email protected]
ISSN 0102-8235
Distribuição: mala-direta: associados da ABQCT, indústrias têxteis, tinturarias e entidades filiadas à FLAQT e AATCC.
Circulação: São Paulo, Santa Catarina, Rio de Janeiro,
Minas Gerais, Pernambuco, Rio G. do Sul, Ceará e Paraná.
Jornalista Responsável:
Solange Menezes (MTb 14.382)
e-mail: [email protected]/telefax 3735.3727
Produção Editorial: Evolução Comunicações
Impressão: Ipsis Gráfica
Administração e Depto. Comercial: ABQCT
C.G.C. 48.769.327/0001-59 - Inscr. Est. isento
Praça Flor de Linho, 44 - Alphaville
06453-000 Barueri SP - Tel. (11) 4195.4931
Fax (11)4191.9774 - e-mail: [email protected]
Química Têxtil
n° 77/dez.04
Eventos
ABQCT comemora 30 anos
com eleição inédita
Solange Menezes
Fotos: Valdir Guerra
A ABQCT - Associação Brasileira de
Químicos e Coloristas Têxteis está comemorando seu aniversário com um acontecimento inédito: pela primeira vez em 30 anos
duas chapas disputaram a eleição à diretoria da associação (a Chapa 1 liderada por
Frits Herbold e a Chapa 2 liderada por
Evaldo Turqueti). Para Antonio Ajudarte,
atual presidente, essa eleição marca o início de um novo ciclo da ABQCT, com sua
consolidação.
Durante a cerimônia de abertura do evento, Ajudarte lembrou as dificuldades enfrentadas pelos primeiros sócios para manter a
entidade funcionando. “Éramos como nômades, usávamos salas emprestadas e estávamos sempre procurando
um novo local para ser a sede da ABQCT”, recorda.
“Por isso, acho que posso dividir a trajetória da associação em dois ciclos: o primeiro, entre 1974 e 1994, período que se caracterizou por puro idealismo e
voluntarismo. O segundo grande ciclo foi de 1994 até
2004, período de profissionalismo e reconhecimento da
entidade. Acredito que inicia-se agora um terceiro ciclo, com a nova diretoria, o da consolidação da ABQCT”
(veja mais detalhes no Editorial).
A ABQCT nasceu da necessidade de se ter uma entidade que congregasse os químicos e técnicos do segmento. Até então não havia intercâmbio técnico ou união
entre os químicos têxteis no Brasil, como já acontecia
em outros países da América Latina. Com o intuito de
Cerimônia de abertura
viabilizar essa associação, um grupo de profissionais entre eles Vidal Salem, Gilberto Bretz Pinho, Wilson
Camargo, Horácio Ribeiro, Gastão Leônidas Camargo,
Luciano Migliaccio, Giovanni Manzo e João Thomaz
de Almeida - se reuniu e esboçou a idéia de criar uma
associação que congregasse os profissionais da química têxtil. Assim, em 11 de dezembro de 1974, foi fundada a ABQCT e eleita sua primeira diretoria, com a presidência de Wilson Augusto Camargo.
O orgulho dos fundadores da ABQCT está também
associado ao brilhantismo com que a entidade driblou
os períodos de crise econômica do país e conseguiu,
não só se manter, como também crescer, junto com várias indústrias do setor. Luciano Migliaccio, sócio de nº
6 da associação, lembra que os anos entre 1975 e 1990
foram muito conturbados para a economia do país. A
5
indústria têxtil sofreu penosamente e os técnicos têxteis
foram suas vítimas. “Pessoalmente, tive momentos que
me permitiram acompanhar muito de perto a evolução
da ABQCT. Em 1975 estava terminando o grande projeto de transferência da Karibé da capital paulista para
Santa Isabel, uma cidadezinha a 60 km de São Paulo.
Estava, portanto, vivendo um momento de grande realização profissional e a ABQCT fazia parte desse momento mágico de criatividade”, lembra.
Atividades não faltaram ao longos destes 30 anos.
Como lembra Vidal Salem, ao intenso trabalho da
fundação seguiu-se uma grande adesão de novos valores, contribuindo para o desenvolvimento de um
ideal. “Fundamos núcleos regionais em Santa
Catarina, Rio de Janeiro e Rio Grande do Sul e nesses anos foram proferidas inúmeras palestras e realizados vários simpósios nos diversos núcleos”. Ele
ressalta que, na década de 80, durante o congresso
da FLAQT - Federação Latino Americana de Químicos Têxteis, na Argentina, a ABQCT tornou a
única associação brasileira filiada à Federação. O
ponto alto dessa parceria, foi a realização, pela
ABQCT, do XVII Congresso Latino Americano de
Química Têxtil, em agosto, em São Paulo, com a
participação de mais de 600 congressistas.
Entre as inúmeras conquistas da ABQCT estão a
compra da sede própria, no Centro Comercial de
Alphaville, em São Paulo; a publicação da revista Química Têxtil, que já está em sua 77ª edição; e a filiação à
AATCC - American Association of Textile Chemists and
Colorists, dos Estados Unidos, em 2002. O número de
sócios também cresceu e hoje passa de 2200 associados. Só após o Congresso, mais de 90 profissionais se
filiaram à entidade, o que ressalta a competência com
que a ABQCT realizou o evento.
A nova Diretoria
O evento que marcou a eleição da nova diretoria da
ABQCT contou com a presença de 119 associados votantes de São Paulo e muito entusiasmo de todos os presentes. Evaldo Turqueti, presidente eleito, trouxe até
torcida organizada. Evaldo é profissional da indústria
têxtil há 25 anos e é gerente de desenvolvimento de qualidade na Santa Constança.
“Nós sabemos que é difícil administrar uma entidade do nível da ABQCT, teremos muito trabalho pela
frente, mas as pessoas escolhidas para compor a diretoria têm garra e estão dispostas a trabalhar”, diz
ele. “Nossos objetivos são agregar conhecimentos
entre fornecedores e usuários da química têxtil, promover palestras e cursos técnicos não só no núcleo
São Paulo, mas em outras regiões
brasileiras,
através
de
videoconferência ou internet”. A
nova diretoria pretende também
revitalizar os núcleos regionais e
criar novos núcleos em outras regiões, além de intensificar o intercâmbio com outras associações
da América Latina e com instituições de ensino como Senai/Cetiqt
Durante o evento, uma homenagem
especial aos sócios mais antigos da
ABQCT: srs. Horácio Ribeiro, Reinaldo
Madureira, Gastão Leônidas,
Vidal Salem e Giovanni Manzo
6
homenagem e reconhecimento pela dedicação à entidade ao longo destes 30 anos.
Para Antonio Ajudarte, esse evento foi um fato histórico. “Eu acho que a associação chegou num ponto de
consolidação com essa eleição. Significa que todos os
sonhos, todos os ideais plantados no início, que imaginávamos como futuro, estão acontecendo. O futuro chegou. Tivemos uma eleição limpa, transparente e a nova
diretoria está recebendo uma associação madura e preparada para os novos desafios”.
COMPOSIÇÃO DA NOVA DIRETORIA
DA ABQCT - SÃO PAULO
Evaldo Turqueti, novo presidente da ABQCT
Presidente:
Evaldo Turqueti
Vice-Presidente: Lourival Santos Flor
e FEI. Quer ainda consolidar parcerias com outras
entidades do segmento têxtil, como ABTT e ABIT.
“Esperamos realizar este terceiro ciclo que o Ajudarte
falou, com o início de uma nova carreira”, diz Evaldo
Turqueti. “Essa diretoria é composta de um pessoal mais
jovem, com idéias inovadoras, e queremos acrescentar
ao que foi feito pelas diretorias anteriores, que foram
muito boas. O fato de termos tanta gente nesse evento
mostra o grande prestígio da associação
e estamos com bastante garra para começar”.
O momento mais emocionante da
cerimônia foi a homenagem feita a cinco membros da ABQCT presentes ao
evento, representando os sócios mais antigos da associação. Os senhores
Horácio Ribeiro, Gastão Leônidas
Camargo, Giovanni Manzo, Reinaldo
Madureira e Vidal Salem representam a
história da ABQCT e tiveram uma justa
Esta eleição contou até com torcida
uniformizada
8
1° Secretário:
Celso de Oliveira
2° Secretário:
Alexandre Thim
1° Tesoureiro: Adir Grahl
2° Tesoureiro: André Luis Dechen
Diretor Técnico: Rodrigo chrispim
Química Têxtil
n° 77/dez.04
Tecnologia Processos
As aplicações do plasma nos processos têxteis
de tingimento e acabamento
1a parte - Fibras naturais
Dr. Ing. José Cegarra Sánchez - Prof. Emérito da Universidade Politécnica da Catalunha – Espanha
Tradução: Agostinho S. Pacheco – ABQCT
Artigo também publicado na Revista da Indústria Têxtil de Barcelona
Fazemos uma introdução com respeito aos distintos
sistemas de tratamentos com plasma, assim como dos
elementos que constituem um dispositivo para produzir o plasma ou outras fontes de energia. São apresentados os diferentes tipos de máquinas existentes no
mercado para o tratamento de tecidos de algodão, linho, lã e seda, ou de mechas de lã.
A ação do plasma sobre o algodão e a viscose produz uma melhora da hidrofilidade, assim como uma
melhora da resistência do urdume nos tecidos de algodão, indicando os resultados obtidos no tingimento com
corantes diretos e reativos. Nos tecidos de linho tratados com plasma se observa uma melhora da
hidrofilidade.
São analisados os resultados obtidos ultimamente
sobre a ação do plasma em baixa temperatura sobre a
modificação da curva de carga/alongamento e da
umectabilidade da fibra de lã, assim como as condições consideradas ótimas para seu tratamento.
São apresentados os resultados obtidos em uma planta piloto e em uma instalação industrial para o tratamento da fibra de lã. Deste modo, se analisa a influência do tratamento com plasma sobre o tingimento e
acabamento dos tecidos. Ao mesmo tempo são apresentados os últimos resultados obtidos sobre a fibra de
seda mediante tratamento com plasma polimerizante,
empregando a metilacrilamida e o 2-hidroximetilmetacrilato como monômeros enxertados.
10
Introdução
O interesse despertado pela aplicação do plasma ou
outras fontes de energia para a modificação da superfície dos materiais têxteis, a fim de lhes conferir novas
propriedades não existentes no polímero inicial, já exposto pelo autor em maio de 1998(1), segue vigente e
são numerosas as publicações, tanto científicas como
de aplicação industrial, que no transcurso destes cinco
anos foram surgindo.
O plasma é um estado da matéria, muito mais ativado do que os estados sólido, líquido e gasoso. Por isso,
o plasma é considerado como o “quarto” estado da
matéria. O plasma é constituído por um gás parcialmente ionizado que contém íons, elétrons, radicais e partículas neutras, produzido por um campo eletromagnético em um gás sob uma adequada pressão. O número de
elétrons e íons é igual, pelo que o plasma é neutro. A
modificação da superfície dos polímeros se produz com
um plasma que contém elétrons em uma concentração
16
3
compreendida entre 1015- 10 /mm e kT de 2 eV. Nesses plasmas, seu campo de ação se encontra entre 333105 µm da fonte de emissão, podendo variar quando
(2)
varia a voltagem desta .
Independente do tipo e tamanho do dispositivo
empregado, a geração do plasmas requer três ou
quatro elementos fundamentais, segundo se trate de
utilizar somente o ar ou outros tipos de gases, respectivamente.
1. Uma fonte de energia para a ionização – para isso
se emprega a energia elétrica fornecida por dois eletrodos situados na câmara de reação. Se utiliza corrente
alternada comercial de uma freqüência de 50-60 Hz (comercial) ou ainda de 10-20 kHzm, de 13,56 MHz ou de
2,45 GHz. A corrente é aplicada pelos dois eletrodos na
câmara de reação.
2. Um sistema de geração de vácuo – composto de
uma bomba rotativa e uma bomba de óleo, para assegurar a eliminação do gás.
3. Uma câmara de reação – que contenha a matéria a
tratar e que possa ter diferentes formas construtivas, dependendo do tipo de matéria a tratar, tecido, nãotecido,
mecha ou cabo. Na indústria têxtil, são utilizados dois tipos de câmaras de reação: para o tratamento em contínuo,
caso de mechas ou cabos e para o tratamento descontínuo,
no caso de tecidos e de nãotecidos. Alguns desses elementos construtivos serão expostos posteriormente.
4. Uma bomba para o fornecimento do gás – os gases
empregados costumam ser inorgânicos, tais como o hidrogênio, oxigênio, argônio, helio, cloro; ou orgânicos,
tais como o etileno, propileno, metilacrilamida etc.
Tipos de tratamento
Dependendo da pressão do gás utilizado, são conhecidas duas formas importantes de descarga:
1. Descarga “corona” (DC) – essa é gerada a pressões
superiores ou iguais a atmosférica com
um campo eletromagnético de alta
voltagem (>15 kV) e uma freqüência
na faixa de 20-40 kH para a maioria
das aplicações atuais. Nesse tipo de
descarga são formados ozônio, radicais, elétrons e luz UV. A Figura 1
mostra o esquema de uma célula
“corona” (coroa).
2. Descarga “luminescente” (DL) –
se denomina “Tratamento por Plas12
Química Têxtil - n° 77/dez.04
ma” quando os gases empregados são inorgânicos, incluindo o ar e o anidrido carbônico, entre estes. Nesse
caso, o polímero da matéria têxtil experimenta uma degradação em sua morfologia externa que se manifesta por
uma abrasão de sua superfície, perda de peso, a implantação de átomos e a geração de radicais (Tabela 1).
Na Tabela 1 se pode apreciar que a perda de peso vem
influenciada pela composição e estrutura química, sendo
as poliolefinas as que perdem menos peso do que aqueles
compostos que têm um átomo de oxigênio em sua molécula. Os tipos de átomos e radicais formados dependem
do tipo de gás empregado; empregando ar, oxigênio ou
nitrogênio na superfície do polímero aparecem grupos –
OH, =CO, -COOH, -SO3, -NH2, -NHCO, os quais modificam as propriedades da superfície do polímero, alterando-a de hidrófoba para hidrófila. A produção de radicais na superfície do polímero mediante os elétrons cria
no polímero a capacidade de iniciar a polimerização por
enxerto em contato com determinados monômeros.
Quando um polímero é submetido à ação do plasma,
seu espectro de ressonância do elétron spin (E.S.R.), mostra que se formaram radicais. A formação de radicais no
polímero só se produz em sua superfície, se bem que outras fontes de energia podem entrar no interior do polímero.
Denomina-se “Polimerização por plasma” quando
os gases empregados são orgânicos, tais como etileno,
propileno, butileno etc. Mediante o emprego desses gases são produzidos produtos semelhantes a polímeros
sobre os substratos têxteis que se encontram na câmara
Técnicas empregadas
As técnicas empregadas para detectar esses tratamentos com plasma são:
· Microscopia eletrônica de varredura (SEM) e
Microscopia de força atômica (AFM) para conhecer a
morfologia física da superfície do polímero.
· Espectrometria eletrônica para análise química (ESCA),
para determinar os grupos químicos na superfície do
polímero.
· Ensaios físicos, tais como carga/alongamento, anti-ruga,
umectabilidade, coeficiente de fricção etc..
de reação. O produto se denomina “Polímero de plasma” e sua aparência e estado físico variam segundo as
condições do plasma: magnitude da descarga, caudal
do gás introduzido e pressão na câmara de reação. A
Figura 2 mostra o conjunto de reações que podem ser
(3)
produzidas na polimerização por plasma .
Dado que o tratamento com plasma se efetua somente na superfície mais externa das capas moleculares dos
polímeros, os têxteis tratados com plasma conservam
suas propriedades de resistência inalteradas, mostrando
uma elevada energia superficial e por isso adquirem propriedades hidrofílicas, mesmo se o têxtil original for repelente à água.
A maior efetividade dos produtos químicos empregados no acabamento se deve a uma melhor uniformidade na
distribuição dos enlaces químicos entre os grupos ativados
presentes sobre a superfície do polímero têxtil e os grupos
do produto empregado na polimerização por plasma. Por
isso, é possível obter acabamentos antiestáticos,
antibactérias, resistentes a manchas, retardantes de chamas, com elevada resistência à lavagem e ao uso.
A aplicação do plasma nos materiais têxteis foi efetuada pela primeira vez em 1956, por Paul Kassenbeck,
no Instituto Têxtil da França, fazendo atuar a descarga
“corona” sobre lã e mohair. Desde então, muitos aspectos dessa tecnologia têm sido estudado em diversos países, não decaindo seu interesse atualmente, devido aos
avanços produzidos no tratamento das superfícies, no
campo elétrico e no conhecimento das tecnologias de
vácuo e alta freqüência.
Tratamento das matérias têxteis com plasma
Nesta exposição nos limitaremos ao tratamento com
plasma das matérias têxteis naturais, algodão, linho, lã
14
e seda, em suas diferentes formas de
apresentação, mechas de fibras, fios,
tecidos planos, malhas e nãotecidos.
Primeiramente trataremos do equipamento necessário e suas características principais, para depois nos
concentrarmos no tratamento dos
diferentes tipos de fibras.
Equipamentos
O tratamento das mechas de lã e
possivelmente de algodão costuma
ser efetuado em contínuo, tal como
mostra a Figura 3, para o caso das
mechas de lã.
O tratamento de tecidos e
nãotecidos costumam ser efetuados em descontínuo, em
uma câmara fechada, formada por dois corpos cilíndricos, um deles fixo e outro colocado sobre o primeiro.
Existem dois cilindros que atuam de suporte do tecido,
permitindo o enrolamento em um deles e posterior passagem para o outro; depois de cada passagem o sentido
é invertido (tipo jigger). Além disso, nesse corpo cilíndrico estão situados os eletrodos em passagem múltipla, tal como se pode ver no esquema da Figura 4.
No mesmo sistema, estão acoplados os motores que
acionam os cilindros de enrolamento e desenrolamento
e o sistema basculante do corpo superior, com o qual se
fecha a câmara de reação. Toda a aparelhagem elétrica,
assim como as bombas de circulação do fluido e a de
dosagem dos gases, costumam ser colocadas separadamente. As instalações atuais são usualmente empregadas tanto para o “Tratamento com Plasma”, como para
a “Polimerização com Plasma”.
Nesses tipos de máquinas podem ser tratadas as fibras naturais, sintéticas e suas misturas. Na Figura 4
apresentamos o esquema de uma máquina MPCh 180
(5)
da empresa Floha (Suíça) e na Figura 5, uma vista da
(6)
mesma máquina .
16
As características técnicas desta máquina estão
(6)
indicadas na Tabela 2 . Existem outros tipos de máquinas de características algo diferentes, tal como a
que foi apresentada por FhG-IFAM (R.F.A.). Ambos
os tipos de máquinas também são construídos para cintas de aproximadamente 30 cm., que trabalham a pressão atmosférica, podendo alcançar até velocidades de
(7)
400 m/min. .
Tabela 2
Gerador de Vácuo
· Volume da câmara em m³
· Bomba de injeção
· Bomba de vácuo
· Pressão de trabalho em Pa
· Tempo de passagem
· Tempo de evacuação em minutos
11
180 l/s = 648 m3/h
1500 l/s = 5400 m3/h
50 até 70
5 seg. até alguns minutos
10 até 15
Gerador de plasma
· Freqüência em KHz
· HF – Potencia em kW
· Voltagem em V
8
60 até 100
400 até 600
Potencia total necessária em kW
Medidas em mm
·Comprimento/Largura/Altura
· Peso em kg
Água fria necessária em m3/h
Largura dos cilindros em mm
Largura dos tecidos tratados
Velocidade dos tecidos em m/min
Tecido na zona de plasma em m
75 até 110
5800/3250/4150
8700
1 até 1,5
1700
1600
0 até 125
9
(8)
Recentemente , os ensaios efetuados sobre
tecidos de algodão de diferentes estruturas tiveram por objetivo verificar se o tratamento
com plasma, tanto em nível de laboratório como
na instalação industrial, melhora a
umectabilidade do algodão sem descrudar e sua
influência sobre o tingimento, seja em esgotamento ou nos processos contínuos. Referindose unicamente aos ensaios na instalação industrial Floha como mais interessantes no ponto
de vista industrial, os resultados sobre tecido
plano e de malha de algodão sem descrudar com
plasma de ar, seja em três passagens de 10 segundos
cada uma ou em uma passagem de 30 segundos do tecido na zona de plasma, mostram que se obtém uma melhora da hidrofilidade em ambos os casos, em comparação com a obtida no algodão sem tratamento, tal como
(6)
demonstra a Figura 6 .
Em outra série de ensaios foi possível apreciar que o
tratamento com plasma do algodão sem descrudar produz
tecidos ou malhas de hidrofilidade similar àquelas obtidas
com o descrude alcalino com soda cáustica. O emprego de
produtos auxiliares pode ser reduzido e em alguns casos
eliminados, nos tecidos tratados com plasma, segundo a
procedência do algodão e a estrutura do tecido.
Celulósicas
Algodão
(1)
Na nossa primeira comunicação já havíamos feito
referência ao melhoramento observado na
umectabilidade do algodão em cru quando se tratava
com um plasma de oxigênio em baixa temperatura, indicando que os estudos efetuados, em nível de laboratório, demonstravam que a hidrofilidade obtida era similar a que se conseguia com o sistema convencional de
descrude alcalino.
17
Foram efetuados ensaios na máquina industrial MPCh
180 com vários tecidos de peso variável entre 50 até
500 g/m², com velocidade de operação de 15 m/min,
com quantidades de tecidos de 100 até 1000 metros. O
efeito do tratamento com plasma de ar foi “determinado pelo tempo de penetração, em segundos, de uma
gota de água através do tecido”, e os resultados são
indicados a seguir, na Tabela 3, para idênticas condi(6)
ções de tratamento com plasma .
Tabela 3
Tipo de Artigo
Tecido plano de algodão (sem tratar)
Tecido plano de algodão (tratado com plasma)
Malha de algodão (sem tratar)
Malha de algodão (tratado com plasma)
Tecido de viscose (sem tratar)
Tecido de viscose (tratado com plasma)
Tempo de penetração
em segundos
998
30
90
6
37
20
Outros estudos efetuados sobre tecido plano de algodão cru, desengomado e alvejado industrialmente, tendo
por objetivo a melhora da hidrofilidade, a variação do pH
e a resistência à ruptura do artigo tratado com plasma em
(7)
uma instalação piloto , indicam o seguinte:
Tal como se pode observar na Figura 7, a hidrofilidade
do tecido em cru é muito pior do que do tecido
desengomado quando medida durante as três primeiras
passagens. Sem dúvida, para um número de passagens
superior a três, se produz um rápido aumento da
hidrofilidade no tecido cru, alcançando valores muito
similares ao do tecido desengomado.
18
Por outro lado, o número de passagens também in(7)
flui no pH do extrato aquoso do algodão em cru . Assim, para um pH inicial de 6,6 se obtém um decréscimo
gradual do pH conforme se aumenta o número de passagens, alcançando um pH aproximadamente de 5 para
a passagem de número 10. Essa diminuição do pH indica uma acidificação do algodão, tanto maior quanto mais
intenso for o tratamento com plasma. A acidificação se
produz pela presença de grupos carboxílicos, confirmando resultados anteriores dos autores.
A resistência à ruptura do tecido em cru foi comparada, antes e depois do tratamento com plasma, observando-se que a resistência aumenta na trama e não no
urdume engomado. Isso se explica porque a ação do
plasma na trama não engomada produz o surgimento de
grupos polares, os quais são responsáveis por um aumento da coesão interfibras, com o correspondente au(7)
mento de resistência .
Outro dos aspectos a considerar é a influência do
pré-tratamento com plasma sobre o tingimento com
corantes diretos e reativos. No caso do tingimento por
esgotamento com corantes diretos (C.I. Direct Red 80),
em baixa temperatura (40°C) e em presença de 2 g/l de
sulfato de sódio, não se percebe diferença no esgotamento final entre o algodão cru tratado com plasma e os
algodões desengomados ou alvejados sem tratar com
plasma, observando-se uma diferença considerável com
(7)
relação ao algodão em cru sem tratar, Figura 8 .
Quando o tingimento é feito a 90°C e 6 g/l de sulfato
de sódio, as diferenças são menos aparentes. Em
tingimentos a 60°C e em presença de um umectante não
iônico, no caso do algodão alvejado, as vantagens do
pré-tratamento de plasma do algodão desengomado tinto em ausência de produto auxiliar, em relação com algodão alvejado, não são apreciáveis. Isso significa que,
neste caso, o pré- tratamento com plasma equivale à
ação do produto auxiliar no tingimento do algodão alvejado. As solidezes à lavagem a 40°C são equivalentes
(7)
em ambos os casos . É evidente que para confirmar
essa tendência seria necessário efetuar tingimentos com
outros corantes de cada um dos três grupos nos quais
estão classificados esses corantes.
Os estudos efetuados sobre tecido de algodão alvejado pré-tratado com plasma e sem tratar, em planta piloto de tingimento em contínuo com o corante reativo
C.I. Reactive Blue 114, mediante o método de impregnação em foulard e repouso a frio, nas concentrações de
5, 15 e 30 g/l, mostraram uma maior intensidade no tecido pré-tratado com plasma em comparação com o não
tratado. Do mesmo modo, foram obtidos resultados análogos com o C.I. Direct Orange 39 a 5 g/l, aplicado pelo
método foulard/vaporização. As solidezes à fricção
úmida e seca, assim como a lavagem a 40°C foram si(6)
milares em ambos os tipos de materiais .
(8)
Em um recente estudo foram avaliadas as propriedades tintoriais de um artigo de malha de algodão submetido a um processo de cationização mediante a ação
de um plasma polimerizante, sob duas modalidades. A
primeira modalidade consistiu em submeter o algodão à
ação de um plasma de aminas (EDA ou TETA) em uma
só etapa, durante 5 a 30 minutos, com uma potência
entre eletrodos variando de 10 a 30 W. Na segunda
modalidade foi seguido um processo em duas etapas;
na primeira etapa se submeteu o algodão a um plasma
de argônio durante 30 minutos a 30 W e em seguida se
submergiu o algodão em uma solução de água destilada
contendo a amina (EDA ou TETA) em três concentrações, durante vários tempos de tratamento. O material
20
assim tratado foi tinto com Preto Remazol B, em presença de cloreto de sódio e carbonato de sódio, durante
30 minutos a 60°C.
O resultado desses trabalhos mostrou um aumento
da intensidade do tingimento sobre o algodão tratado
com plasma, uma redução da quantidade de corante necessária para obter a intensidade desejada e redução no
consumo de água. Os autores prosseguirão com futuros
estudos dentro dessa área.
Outro trabalho recente se aprofundou na ação de um
plasma de ar/hélio, em pressão atmosférica, sobre a eliminação de uma engomagem sobre fibra de algodão,
(9)
baseada em álcool polivinílico (APV) . Os resultados
deste trabalho mostram que a engomagem de APV é
eliminada entre 10,7% e 21,1%, segundo a intensidade
do tratamento, sendo o efeito mais importante o considerável aumento da solubilidade do APV em água fria,
que permite uma eliminação entre 94% e 97,6%. Também ficou comprovado que a fibra de algodão não experimenta perda em sua resistência à tração. Essa eliminação permite uma considerável economia energética e
uma redução do consumo de água.
Linho
Os estudos efetuados sobre linho até agora tiveram
por objetivo comprovar em que condições de tratamento com plasma se pode melhorar a umectabilidade dos
tecidos de linho. Para isso foram utilizadas as técnicas
de microscopia eletrônica de varredura (ESEM),
microscopia de força atômica (AFM). Foram utilizados
os plasmas de oxigênio e argônio com diferentes tempos de exposição, 20, 40 e 60 minutos.
Os resultados mostram que o plasma de oxigênio é mais
enérgico do que o de argônio; por outro lado, o ataque das
fibras é função do tempo de exposição, notando-se o
surgimento de pequenas crateras nas fibras aos 40 minutos
(10)
para o oxigênio e aos 60 minutos para o argônio . Os
(11)
mesmos autores, em um estudo posterior estudaram a
influência dos plasmas de oxigênio e argônio em baixa temperatura, na umectabilidade do linho, mediante a determi-
nação dos ângulos de avanço e retrocesso. Seus resultados
indicam que o tratamento com plasma melhora a
umectabilidade da fibra de linho, podendo obter elevados
graus de absorção de água com tempos de tratamento de
2,5 minutos; um aumento do tempo de tratamento, independente do tipo de gás e da intensidade do tratamento
com plasma, não é aconselhável, posto que pode dar origem a perdas de peso e diminuição de resistência da fibra.
(6)
Por outros investigadores foi possível comprovar que
o tratamento com plasma de ar ou de oxigênio em baixa
temperatura melhora a umectabilidade dos tecidos de linho, obtendo-se uma redução no tempo de impregnação
da gota de água de 79 segundos para o linho não tratado
com plasma a 17 segundos para o tratado com plasma de
ar e 8 segundos para o tratado com plasma de oxigênio.
Os estudos sobre a fibra de linho, mesmo sendo promissores, necessitam de um esforço investigador considerável até conhecer com mais detalhes o que sucede
no pré-tratamento do tingimento e nos processos
tintoriais por esgotamento e em contínuo.
Protéicas
Lã
A primeira patente descrevendo o tratamento de lã e
mohair com a descarga “corona” (DC) foi outorgada a
Paul Kassenbeck, investigador do Instituto Têxtil da
França, em 1956. No período de 1970-1975, os resultados obtidos na Europa e Estados Unidos foram apresentados na 5ª Feira Inter. Wool Tex. Res. Conf. De
Aachen (RFD), em 1975. Entre 1975-1994, prosseguiram os estudos em vários países, tais como Rússia, Alemanha, Estados Unidos, Japão e China, principalmente,
tendo sido apresentando alguns deles na edição da mesma Feira em 1995 em Biela (I) e os últimos desenvolvimentos na 10ª edição dessa Feira, que foi realizada outra vez em Aachen, em 2001.
A partir de 1971, o tratamento da fibra de lã foi efetuado com plasma luminescente, dado que os resultados obtidos sobre essa fibra são mais consistentes e efe(12 - 13)
tivos do que com o tratamento com plasma corona
.
O objetivo de todos os tratamentos com plasma sobre a lã é obter uma fibra que não encolha, similar a
obtida com outros tratamentos tais como o do ácido Caro
e o obtido mediante o hipoclorito de sódio e resinas que
permitem a lavagem em máquinas de lavar, alcançando
níveis de não encolhimento segundo as normas
estabelecidas pelo Secretariado Internacional da Lã
(IWS). Esse objetivo se fundamenta na eliminação dos
tratamentos do tipo químico antes citados, a fim de evitar os efluentes altamente contaminantes destes, obtendo-se dessa forma um sistema de tratamento ecológico.
Mesmo que o tratamento com plasma possa ser efetuado sobre tecido em lotes, na máquina KPR-180
construída pela empresa Tecnoplasma S.A., com diver(1)
sos tipos de gases , a tendência atual é a de efetuar o
tratamento sobre mechas de lã de forma contínua, com
a finalidade de obter fios destinados a tecido de malha,
setor do mercado de grande importância. Portanto, somente nos referimos neste trabalho aos últimos resultados obtidos nesse campo.
Os estudos efetuados mais recentemente englobam
dois campos importantes do problema. Por um lado, os
estudos se aprofundaram no mecanismo da ação do plasma na fibra de lã, tanto a partir de um ponto de vista
físico como químico. De outro lado, chegou-se à construção de um protótipo automatizado capaz de obter 1-2
Kg/h, com a colaboração da indústria e institutos de investigação e apoio econômico do Ministério de Educação e Investigação da Republica Federal Alemã. Posteriormente, foi desenvolvida uma máquina industrial capaz
de produzir 12 Kg/h de lã penteada tratada com plasma.
Do ponto de vista físico, nos referiremos às modificações que experimenta a morfologia externa da fibra
através do tratamento com plasma e suas repercussões
em seu comportamento reológico e umectabilidade.
a) Pela ação do plasma, em condições controladas, a
morfologia externa da fibra experimenta uma diminuição da altura das escamas, tal como foi possível se apreciar mediante imagens AFM. Isso produz uma redução
entre o coeficiente de fricção ponta/raiz e de raiz/ponta,
22
os quais quase se igualam com o resultado do tratamen(14)
to de recobrimento com resina, Figura 9 . Além disso,
os valores da fricção são aumentados pelo efeito do plasma, e de forma muito significativa pelo tratamento adicional com resina.
Ambos efeitos produzem uma redução da feltragem
(14)
da lã, tal como pode ser observado na Figura 10 , onde
a adição da resina sobre a fibra tratada com plasma origina, em diferentes tratamentos com plasma-resina, valores de densidade de feltragem em g/cm² comparáveis
aos obtidos com o tratamento Cloro-Hercosett.
b) A fibra de lã no tratamento com plasma experimenta
uma modificação de sua curva carga/alongamento no
sentido de um aumento do esforço para um mesmo alongamento, ou seja, uma superior resistência à deformação. A absorção de umidade é superior nas fibras tratadas com plasma do que nas não tratadas, devido a uma
maior interação entre a água e a lã tratada, em conseqüência da modificação dos grupos químicos existentes
(15)
na cutícula da fibra .
Resultados de outros investigadores mostram também
um ligeiro aumento da tenacidade em úmido da fibra de lã
tratada com plasma e homoplasma, não se observando o
contrário para descargas do tipo sinusoidal, os quais podem produzir uma diminuição da tenacidade, como conseqüência do dano térmico produzido pela fibra que provoca
(14)
áreas super contraídas e desfibrilamento da fibra .
Do ponto de vista químico, no tratamento com plasma onde existe oxigênio origina uma modificação nos
grupos químicos existentes na capa externa da cutícula.
As mais importantes são:
a) Mediante espectrometria foi apreciada uma oxidação
dos lípidos aderidos e covalentemente fixados na superfície da fibra, os quais mostram um aumento no número
de grupos carbonilo. Além disso, se observa uma diminuição dos lípidos superficiais, a qual aumenta com o tempo de tratamento de 0,55% inicialmente (s.p.f.) para 0,40%
aos 35 segundos de tratamento com plasma.
b) Por espectrofotometria eletrônica foi possível apreciar um aumento dos grupos amino na lã tratada com
(14)
plasma, tal como se mostra na Tabela 4 .
Tabela 4. Quantidade de grupos amino na superfície da fibra de lã
não tratada e tratada com plasma
Tratamento
Sem tratar
Plasma luminescente
Plasma barreira atmosférica
Grupos Amino em %
1,2
5,3
3,9
O aumento dos grupos carboxílicos, amino e hidróxilo
pela ação do plasma na superfície da fibra induz a um
aumento de sua umectabilidade, tal como é mostrado na
(14)
Figura 11 .
Esse aumento da umectabilidade da fibra é necessário para o posterior recobrimento com a resina, para oferecer boa diminuição da feltragem na lavagem em má24
quinas. Para esse fim, a Bayer desenvolveu um novo
tipo de resina de isocianato que se estende uniformemente sobre a fibra tratada.
Fundamentado nos conhecimentos anteriores, foi feita uma investigação de desenvolvimento desse novo processo. Isso demandou um primeiro estudo das condições
de aplicação do plasma em escala de laboratório e um
segundo estudo em uma planta piloto, ainda em escala de
laboratório, capaz de produzir 1 a 2 kg/h de mecha de lã
e o desenvolvimento de uma planta industrial com uma
capacidade de produção de 12 kg/h de mecha de lã.
Do primeiro estudo somente mencionaremos a parte
experimental que foi adotada para ulteriores desenvolvimentos. A fonte de geração de plasma adotada foi a denominada SLAN II para tratamento dinâmico, caracteri(17)
zada pelos parâmetros que estão indicados na Tabela 5 .
Tabela 5
Potencia da fonte de microondas
Distancia radial ao centro de SLAN II
Longitude de tratamento
Velocidade da mecha de lã
Tempo de tratamento
Caudal da bomba de fluido
Tempo de circulação por lote operado
4.5 kW
150 mm
1.2 m
1,2 – 3,6 m/min
60 – 20 segundos
500 – 1000 m3/h
20 – 40 minutos
Na Figura 12 podemos apreciar um esquema para o
(17)
tratamento anteriormente indicado .
O gás empregado no tratamento é proporcionado pela
mesma mecha de lã, a qual libera água e oxigênio, ao
entrar em contato com a câmara de tratamento, em quantidade suficiente para tornar desnecessário um forneci-
mento posterior de oxigênio. Nessas condições de tratamento e com a aplicação posterior de resina de
isocianato foi conseguida uma densidade de feltragem
inferior a 0,04 g/cm³, que é o requerido para um processo comercial. Nessas condições, nem a cor da fibra e
nem sua longitude foram afetadas pelo tratamento.
Para um processo comercial é necessário assegurar
um sistema de controle muito efetivo para que a lã não
seja atacada durante o tratamento com plasma, tendo
presente que esse tratamento, segundo a experiência
adquirida nos ensaios, pode ocasionar ataques à fibra.
O sistema de controle deveria se comportar de tal maneira que se antecipasse às condições em que a fibra
poderia ser atacada. Entre os diferentes sistemas ensaiados, o único que reuniu tais condições foi um sistema
(18)
de controle baseado em espectrofotometria de massas .
Com toda essa informação foi construída uma planta
piloto para operar em contínuo, capaz de produzir 1-2
kg/h de mecha de lã. Por razões de tipo econômico, foi
escolhida a descarga de plasma “barrera” a pressão at(19)
mosférica . Do resultado dessa investigação e entre
os diferentes tipos de descarga “barrera” utilizados,
sinusoidal e uniforme, se chegou às conclusões que:
· A descarga uniforme é necessária para evitar a destruição da lã.
· Os eletrodos de dupla barreira são os mais adequados.
· A ação dos eletrodos pelas duas faces produz um tra-
tamento mais uniforme da mecha.
· Uma corrente de ar no interior do sistema
que contenha os eletrodos melhora o tratamento da mecha.
Estudos efetuados posteriormente por ou(20)
tros autores com plasma de oxigênio e em
sistema estático com tecido plano de lã, em
determinadas condições de freqüência, vários
níveis de potência durante 60 segundos, com
um tratamento posterior com dois polímeros
de silicone, obtiveram as seguintes conclusões:
. Os átomos de oxigênio induzem na superfície da lã o grupo -CO-COO- e o grupo -SO H,
3
os quais representam um papel importante na
hidrofilidade da superfície da lã.
- A estabilidade dimensional do tecido de lã tratado com
plasma e silicone é superior àquela do tecido de lã tratado somente com silicone.
- O tecido de lã tratado com plasma de oxigênio aumenta
significativamente o coeficiente de fricção da lã, aumenta o toque áspero, diminui a resistência à ruptura e aumenta a resistência ao rasgamento. Com o pós-tratamento com silicone, melhoram o toque e a resistência à ruptura e a resistência ao rasgamento diminui ligeiramente.
(21)
Em outro caso , os autores trabalharam com plasma
de ar e nitrogênio, em sistema estático, com tecido de malha de lã, em um reator de microondas, em condições de
potência e pressão constantes, variando o tempo de tratamento entre 10 e 600 segundos. Como polímero de
recobrimento os autores utilizaram chitosan, por ser
biocompatível, biodegradável e não tóxico. As conclusões
deste estudo podem ser resumidas da seguinte forma:
- O plasma de ar é mais efetivo do que o de nitrogênio em
tratamentos de tempos mais curtos. Em tempos superiores a 40 segundos, ambos os gases se comportam de igual
maneira. O tratamento com plasma de ambos os gases
confere umectabilidade e resistência ao encolhimento.
- A medida da umectabilidade, mediante a técnica de ângulos de contato, sugere a formação de novos grupos químicos na superfície da fibra, -SO e –COOH, orientados
3
26
para o exterior e a eliminação parcial dos ácidos graxos
covalentemente unidos à superfície da fibra. A presença
desses novos grupos depende do gás utilizado e do tempo
de tratamento. As alterações mais relevantes se produzem
nos tempos mais curtos do tratamento com plasma.
- A resistência ao encolhimento é atribuída às alterações de índole física na superfície da fibra, devido a
uma redução do coeficiente de fricção direcional.
- Os resultados dos ângulos de contato e a observação
SEM sugerem que a epicutícula foi modificada quimicamente, mas que ainda está presente na superfície da fibra.
Seda
Ainda que os primeiros estudos sobre a ação do plasma sobre a fibra de seda foram orientados para a ação
(1)
do plasma luminescente , rapidamente se alterou a linha de investigação em direção ao recobrimento da fibra mediante um polímero e recentemente à aplicação
da polimerização por enxerto com o objetivo de aumentar o peso da seda, sua resistência à formação de rugas,
sua fotoestabilidade e um aumento do esgotamento dos
corantes durante o tingimento.
Os agentes para o enxerto sobre a seda podem ser
classificados em três grupos básicos: estireno e seus
derivados, metacrilatos e acrilamidas. Entre estes, os
mais utilizados, por razões de custo, facilidade de controlar sua qualidade e por sua fácil aplicação para serem
enxertados são a metilacrilamida (MA) e também o 2hidroxietil metacrilato (HEMA).
As duas possibilidades de aplicação por enxerto de
polímeros sobre a seda são: a química e a de radiação.
A primeira, empregando o 2-hidroxietil metacrilato foi
aplicada com êxito pela indústria têxtil na China, como
(22)
processo para aumentar a carga da seda . A última
(23)
apresenta várias vantagens, tais como :
- Não requerem iniciadores químicos.
- Se produz uma distribuição regular dos radicais com o
que resulta em um enxerto regularmente distribuído.
- Devido a uma baixa energia inicial de reação, as condições para o enxerto são tênues e a temperatura ambiente.
- O grau de enxerto pode ser facilmente controlado pelo
ajuste das condições de radiação.
O enxerto por radiação é fundamentado em um me(24)
canismo de reação de radicais . Em um enxerto da seda
por radiação elétrica, o bombardeio de elétrons de alta
energia induz radicais sobre o substrato da seda. Em
conseqüência disso, a copolimerização por enxerto tem
lugar através de um mecanismo de radicais.
A radiação por feixes de elétrons pode ser efetuada
de duas maneira:
1. Mediante pré-radiação seguida de enxerto. Nesse
processo, a seda é submetida primeiro à radiação, seja
em atmosfera de ar ou de nitrogênio. Depois a fibra
radiada é introduzida em uma solução aquosa contendo HEMA em pH 3 e durante um tempo determinado.
Na pré-radiação acontece: em primeiro lugar a formação de radicais livres e posteriormente se produz a
copolimerização por enxerto.
2. Mediante enxerto por corradiação. Nesse processo, a
seda é tratada com a solução aquosa de HEMA em pH
3 mediante impregnação em foulard e posterior secagem. A radiação é efetuada em atmosfera de nitrogênio
ou em atmosfera de nitrogênio e ar; em ambos os casos,
durante um tempo determinado. Na corradiação, a formação de radicais livres e a copolimerização por enxerto tem lugar simultaneamente.
Em ambos os processos se procede posteriormente a
eliminação dos monômeros não enxertados e outras
impurezas, mediante um tratamento aquoso de
ensaboamento a 80°C, durante 20 minutos.
Os resultados deste estudo podem ser resumidos da
(24)
seguinte forma :
· O enxerto do HEMA na seda, mediante radiação por
feixe de elétrons, aumenta o peso da seda e sua resistência a rugas. Se produz uma certa coloração amarelada e uma perda de resistência máxima de 13-15% para
doses do grau de enxerto da ordem de 16%.
· No processo de corradiação se produz um maior grau
de enxerto, da ordem de 16% (s.p.f.), em comparação
ao de pré-radiação, que é da ordem de 6%.
28
· No processo de corradiação em atmosfera de nitrogênio se produz o maior grau de enxerto, da ordem de
16%, em comparação com o realizado em atmosfera de
ar, que é da ordem de 8%.
· O grau de enxerto aumenta significativamente com a
dose de radiação absorvida, enquanto que não aumenta
com a velocidade da radiação absorvida.
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Química Têxtil
n° 77/dez.04
Aplicações do plasma e do laser nos processos
têxteis de fibras sintéticas e suas misturas
2a parte
Dr. Ing. José Cegarra Sánchez - Prof. Emérito da Universidade Politécnica da Catalunha – Espanha
Tradução: Agostinho S. Pacheco – ABQCT
Artigo também publicado na Revista da Indústria Têxtil de Barcelona
Neste trabalho efetuamos uma revisão da situação do
conhecimento atual sobre a aplicação do laser e do plasma sobre as fibras sintéticas de poliéster, poliamida,
acrílica e polipropileno. Os resultados desses estudos indicam que, em geral, tanto na aplicação do laser como do
plasma, se obtém um aumento da hidrofilidade da superfície, o qual favorece uma boa distribuição do acabamento aplicado, uma redução da quantidade deste, com a conseqüente economia e a diminuição do impacto ecológico.
Introdução
Na primeira parte deste trabalho, centramos nossa
exposição na ação de diferentes tipos de plasma no
tingimento e acabamento das fibras têxteis naturais. Esta
segunda parte, dedicaremos à ação de duas fontes de energia, plasma e laser, sobre diferentes processos têxteis surgidos depois daquela publicação(1), tanto na texturização
como no acabamento e tingimento de diferentes fibras
sintéticas e na mistura dessas fibras com fibras naturais.
Definidas as características do plasma na primeira
parte, convém comentar algo sobre o laser que é atualmente empregado em diferentes campos da tecnologia,
tais como na cirurgia, biologia, defesa, propriedades
óticas dos materiais, metalurgia, ótica eletrônica e computadores, holografia, construção, têxtil etc.. Exemplos
da variedade de aplicações tão contrastantes encontramos na perfuração de túneis e na cirurgia do olho.
O laser pode ser considerado como a energia luminosa vibrando em linha reta, a partir de sua fonte de
emissão. O tipo de fonte de emissão define as características da longitude de onda do laser. Assim, o laser
empregado na perfuração de túneis tem como fonte de
emissão o hélio-neon e uma longitude de onda de 0,6
mm, enquanto que o laser empregado em cirurgia do
olho, para processos de coagulação da retina, cataratas
e glaucoma, é do tipo diretivo e tem como fonte de emissão o CO2, o argônio etc., com diferentes longitudes de
onda de forma que o impacto, por exemplo, sobre a retina possa ser regulado entre 50 a 1000 mm.
Aplicações do plasma e do laser na indústria têxtil
Poliéster
Nas aplicações sobre o poliéster podemos considerar os seguintes campos:
Texturizado: a operação de texturização tem por objetivo conferir aos filamentos lisos do poliéster uma ondulação que aumenta seu volume e confere umas características estéticas aos tecidos que são muito apreciadas
comercialmente. Essa operação é efetuada atualmente,
na maioria dos casos, mediante a ação do calor aproveitando as propriedades termoplásticas do poliéster; também se emprega, se bem que em menor escala, a
texturização por jatos de ar em grande velocidade, obtidos mediante tubulações, os quais incidem sobre o
29
filamento, produzindo uma distorção que também aumenta seu volume. Quando a texturização por calor foi
introduzida, o fato de se obter a temperatura de
termoplasticidade da fibra, na zona de texturização, não
apresentava inconvenientes, dado que a velocidade de
passagem do filamento era pequena. Sem dúvida, a
medida que a velocidade de passagem foi sendo
incrementada, a zona de texturização teve que ser aumentada, de tal forma que atualmente as máquinas de
texturizar possuem grandes zonas de texturização.
(2)
Para vencer esse problema, Don E. Olsen propôs
um aquecedor de 125-1000 mm de comprimento e 50100 mm de diâmetro, baseado em um laser de monóxido
de carbono que, conjuntamente com uma lente, fornece
a energia necessária para a texturização do filamento de
poliéster. A superfície interna do aquecedor é revestida
de um material refletivo, de forma que o raio de laser
incide várias vezes sobre o filamento de poliéster. A
superfície de reflexão pode ser especular ou difusa e o
número de reflexões aumenta, conforme o ângulo entre
o raio de laser e o filamento se aproxima dos 90°. Para
prevenir perdas de calor, a superfície externa da zona
de aquecimento é isolada termicamente. O esquema da
Figura 1 oferece uma idéia do sistema proposto.
Parte da energia incidente do laser excita os átomos do
filamento até um estado de energia superior. Dado que os
átomos voltam ao seu estado de relaxamento estável, a
energia liberada no filamento produz o aquecimento deste.
A variação de calor entre o centro e o exterior da circunferência da zona de aquecimento não é superior a 5%, pelo
que se pode texturizar vários filamentos simultaneamente.
Mediante esse sistema, podemos texturizar diferentes fibras sintéticas, tais como o poliéster, poliamida, acrílica,
elastoméricas, politetrafluoretileno, aramida etc..
Modificação da superfície: o emprego do laser UV também tem sido utilizado para a modificação física e química da superfície dos polímeros, não somente como
um processo fototérmico, mas também como um pro(3)
cesso fotoquímico . Em geral, a modificação química
de um polímero por radiação UV se produz na superfície, até um limite máximo de 100 hm ou menos, sem
(4)
afetar as propriedades gerais do polímero .
(5)
No presente estudo os autores apresentaram como
objetivo do estudo a modificação superficial e química
de um tecido plano de poliéster e a de uma película do
mesmo polímero de 100 mm de espessura. Ambos os
materiais foram irradiados com um laser pulsante de KrF,
em condições atmosféricas, que opera em uma longitude de onda de 248 nm. A radiação foi produzida em
altos e baixos níveis de energia, 50 e 150 mJ/cm2 respectivamente. Os resultados podem ser resumidos da
seguinte forma:
· A modificação da superfície da fibra de poliéster é função do nível energético do laser.
Para um laser de alto nível de energia se produz um considerável enrugamento da superfície da fibra em forma de colinas e vales bem
orientados, enquanto que um laser de baixo
nível de energia origina um enrugado
submicroscópico.
· A modificação química da superfície da fibra de poliéster também é função do nível
energético do laser. Para um laser de alto nível de energia se produz uma relação ∆O/C
decrescente, que diminui com o número de
30
pulsações, devido a formação de resíduos carbônicos
na superfície da fibra, que aumenta sua hidrofobicidade
com o conseqüente aumento do ângulo de contato
(∆50°). O contrário ocorre com o laser de baixo nível
de energia, produzindo-se um aumento da relação ∆O/C
que não varia significativamente com o número de pulsações devido a um aumento do número de grupos
carboxílicos que aumenta sua hidrofilidade com a conseqüente diminuição do ângulo de contato (-∆6°).
· Como conclusão final, podemos indicar que para o tipo
de laser empregado, o aumento da hidrofilidade da fibra
de poliéster somente se consegue com tratamento de
baixa energia e um número elevado de pulsações.
É bem conhecido, pela maioria dos consumidores,
que os tecidos de poliéster são algo desconfortáveis e
com uma “caída” pouco agradável, devido à alta eletricidade estática que se desenvolve como conseqüência
de sua baixa hidrofilidade (0,2-0,8%). Algumas dessas
desagradáveis propriedades podem ser modificadas mediante a polimerização por plasma, criando grupos
hidrofílicos na superfície da fibra.
(6)
Estudos efetuados por Wakida e colaboradores mostraram que com um elevado grau de polimerização por
plasma e sem alterar as propriedades gerais do poliéster, podiam obter uma modificação substancial das propriedades superficiais da fibra.
Em trabalhos mais recentes de Negulesco e colabo(7)
radores foi empregada a polimerização por enxerto para
aumentar a hidrofilidade do poliéster. Para isso, trataram um tecido de poliéster de 150 g/m2 com plasma a
diferentes pressões no reator, em uma atmosfera de
tetraclorosiloxano, SiCl4, durante 2-10 minutos, e outras condições constantes. Posteriormente, em atmosfera úmida, os grupos enxertados de SiCl 4 se hidrolisaram
a grupos SiOH, com o que, ao terem mais conteúdo de
oxigênio e menos de carbono, modificaram as propriedades do tecido, as quais foram avaliadas mediante o
sistema Kawabata (KS). Os resultados desse estudo estão assim resumidos:
· O ângulo de contato decresce desde 86°, no tecido de
32
poliéster sem tratamento, para 60° no tecido de poliéster tratado durante 30 segundos. Tempos mais longos
de tratamento não modificam sensivelmente o decréscimo do ângulo de contato.
· Além da presença de grupos polares, a modificação da
topografia da superfície da fibra pelo tratamento com
plasma também melhora a hidrofilidade, tal como mostram as imagens de microscopia de força eletrônica
(AFM) obtidas.
· A modificação da topografia da superfície também
melhora as propriedades do tecido segundo o sistema
Kavabata. Entre os 16 parâmetros estudados, foi percebida a seguinte evolução:
· Aumentou consideravelmente a rugosidade do tecido,
tanto no urdume como na trama.
· A espessura do tecido, seu peso específico e a resistência ao alongamento e ruptura não tiveram modificações em relação às do tecido original.
· A flexibilidade e a compressibilidade do tecido mudaram ligeiramente com o tratamento.
· A rigidez ao corte e a histerese aumentaram, talvez
devido a maior superfície de fricção e a rugosidade do
tecido tratado.
(8)
Wong e colaboradores estudaram a modificação da
superfície externa e da composição química do poliéster submetido à ação de um laser de KrF sob condições
de elevado e baixo poder de ablação. Os resultados de
seus trabalhos podem ser resumidos como:
· Sob um tratamento energético a superfície do poliéster
aparece sulcada, com umas colinas e vales, de forma
ondulada, enquanto que com um tratamento pouco enérgico a superfície do poliéster reduz o efeito anterior a
um nível submicronicotal, com é mostrado na Figura 2.
· O tratamento de alta energia produz na superfície do poliéster a deposição de resíduos carbônicos que variam de
cor amarelada até preta, como resultado de uma redução
da relação O/C. Pelo contrário, o tratamento de baixa energia produz oxidação, com formação de grupos carboxílicos,
talvez devido a uma oxidação com o O2 da atmosfera sob
essas condições suaves do tratamento com laser.
A.Geschewski e outros efetuaram um estudo sobre
a ação do plasma de oxigênio em baixa pressão sobre
poliéster sob a forma de um nãotecido, para determinar a
influência de tal plasma sobre a estrutura física e química
do nãotecido. Os resultados podem ser resumidos assim:
· O plasma de oxigênio produz
uma oxidação do poliéster máxima na capa do nãotecido mais próxima da zona de radiação e menos intensa nas camadas mais distantes da fonte de radiação. Essa
oxidação se manifesta pela maior
presença de grupos carboxílicos,
os quais aumentam a hidrofilidade da fibra de poliéster.
N. V. Bath e Y. N. Benjamin trataram um tecido de
algodão e outro de poliéster, enxertados com monômeros de acrilamida e acrilonitrilo, com plasma
radiofreqüência (em ar) em diferentes níveis de potencia
(11)
e intervalos de tempo . Alguns dos resultados de seu
estudo são os seguintes:
· O conteúdo de umidade do tecido de algodão tratado com
plasma em baixas concentrações de umidade no ar é similar ao do tecido não tratado. Em elevadas concentrações
de umidade no ar (70%), o conteúdo de umidade do tecido
de algodão tratado é inferior a do tecido não tratado.
· No caso do poliéster em baixas concentrações de umidade no ar, o conteúdo de umidade no poliéster não é
afetado pelo tratamento com plasma, enquanto que em
elevadas concentrações de umidade no ar o conteúdo
de umidade no poliéster aumenta, talvez devido a um
processo de oxidação.
U. Vohrer e outros estudaram a influência de um tratamento de acabamento com plasma polimerizante sobre um tecido de algodão/poliéster para obter um efeito
de repelência à água. Para isso, empregaram um
monômero de viniltrimetilsilano (VTMS) em dois diferentes tempos de exposição e um monômero de fluorcarbono, comparando seus efeitos com a repelência à
água obtida no acabamento com um composto de
(12)
fluorcarbono . Os resultados indicam o seguinte:
· A ação do plasma depende da espessura do nãotecido,
sendo máxima nas fibras situadas na capa externa do
nãotecido, mais próximas da fonte de radiação, e mínima naquelas situadas nas camadas mais distantes da fonte
de radiação.
· Com o acabamento com plasma de fluorcarbono (C3F6)
se obtém resultados similares ao acabamento convencional com compostos de fluorcarbono. Os resultados com
plasma de VTMS são inferiores aos anteriores.
· Foi estudado o efeito de uma secagem prévia sobre o
Weilling Xu e Chaoli Yang estudaram a influência da
radiação por microondas sobre a hidrólise do poliéster ao
ser tratado com soda cáustica em várias condições, em
comparação com o tratamento convencional e sua influên(9)
cia no tingimento com corantes dispersos . Os resultados
desse estudo podem ser resumidos da seguinte forma:
· A hidrólise em presença de microondas é muito mais
rápida do que quando se utiliza o procedimento convencional por aquecimento da solução de soda cáustica. Assim, com um tratamento convencional de 15 minutos, 2% de soda cáustica na solução e com o aquecimento produzido (1000 W) foi obtida uma perda de peso
de 7,16%, enquanto que para as mesmas condições de
tempo e concentração de soda cáustica e 900 W de potência do microondas, se obteve uma perda de peso de
10.11%. Para se obter a mesma perda de peso daquela
que se obtém com o tratamento convencional é necessária uma potência de apenas 360 W em microondas.
· O esgotamento do tingimento é superior no poliéster
hidrolisado em presença de microondas do que o tratado
pelo procedimento convencional. Essa diferença depende, logicamente, do processo de tingimento empregado.
(10)
34
resultado de repelência à água do tecido tratado com
C3F6. Depois de uma lavagem, o tecido foi seco sob
duas condições diferentes de secagem: vácuo e temperatura de secagem 80°C e secagem com ar. O melhor
efeito foi obtido com a secagem prévia com ar.
Poliamida
A fibra de poliamida, da mesma forma que a do poliéster, também tem sido objeto de estudos sobre a ação
do plasma e do laser sobre a modificação da estrutura
de sua superfície externa e, no caso da poliamida, de
sua hidrofobicidade e propriedades tintoriais. Um grupo do Institut of Textiles and Clothings, pertencente a
The Polytechnic University of Hong Kong, se dedicou a
isso e publicamos abaixo um resumo de seus estudos.
(13)
O primeiro trabalho se refere ao efeito de um plasma de baixa temperatura de tetrafluormetano sobre as propriedades físico-químicas da superfície da fibra de
poliamida e de seu comportamento tintorial com relação
aos corantes ácidos e dispersos. Para isso, um tecido plano de filamento de poliamida foi submetido, adequadamente limpo de impurezas, à ação de um plasma de
tetrafluormetano em baixa temperatura, em determinadas
condições de energia de descarga, tempo, pressão e caudal do gás. Os tecidos assim tratados e um tecido não
tratado foram analisados quanto às propriedades de suas
superfícies e quanto ao comportamento tintorial. As conclusões resumidas do estudo foram as seguintes:
· O exame feito através do SEM mostra que no tecido
tratado aparecem umas pequenas crateras sobre a superfície do filamento, devido à formação de uma fina
película do polímero tetrafluormetano - Figura 3.
· A análise XPS mostra que a relação C/O decresce depois do tratamento com plasma, enquanto que a relação
C/F e a relação O/F aumentam desde 0,00 até 0,97 e 5,74
respectivamente, por conseqüência da incorporação de
átomos de flúor à superfície do tecido tratado com plasma. Como os novos grupos criados, -CF2- e –CF3 não
são polares, o aumento desses grupos na superfície aumentas a hidrofobicidade do tecido de poliamida.
· Com relação a suas propriedades tintoriais, a Figura 4
mostra o comportamento com respeito aos corantes ácidos e dispersos, respectivamente.
(14)
O segundo trabalho tem por objetivo conhecer
como um laser UV que opera com gás de fluoreto de
argônio e que produz luz a uma longitude de onda de
193 nm com uma velocidade de repetição de 1 Hz, com
uma densidade por pulso de 50 mJ/cm2 e 10 pulsos,
afeta a superfície da fibra de um tecido plano de nylon 6
trilobal e as propriedades tintoriais da fibra. Os resultados e conclusões dessa investigação foram as seguintes:
· As propriedades superficiais analisadas por SEM mostram que a superfície do nylon sem tratar é completamente lisa, enquanto que a do nylon tratado se apre35
· A determinação do grau de cristalinidade mostra que
as propriedades do conjunto da fibra não foram modificadas pelo tratamento com laser.
· As cinéticas de tingimento mostram que para os
corantes ácidos a velocidade de tingimento é superior
no tecido tratado do que no não tratado, sendo muito
iguais os esgotamentos depois de 60 minutos. Pelo contrário, para os corantes dispersos, a velocidade de
tingimento é muito similar entre ambos materiais e o
esgotamento é algo superior no nylon 6 tratado com laser.
(13 - 14)
Como resumo de ambos trabalhos
os autores
consideram que tanto o tratamento com plasma como o
de laser, abrem novas perspectivas para futuras aplicações industriais.
Poliacrilonitrilo
A fibra de poliacrilonitrilo é de tingimento muito
difícil e por isso foi necessário a sua copolimerização
com outros monômeros tais como o ácido acrílico, o
senta como uma superfície gravada, sulcada por
microcolinas e microvales que aumentam a rugosidade
da fibra, produzindo um aumento de sua superfície e
uma reflexão difusa. Na Figura 5 pode-se apreciar esses fenômenos.
· A análise XPS foi empregada para conhecer como se
havia modificado a composição química da superfície
do nylon 6. Para isso, foram analisadas as relações O/C
e N/C, as quais mostram um decréscimo de 22% e de
7% respectivamente. Isso indica que uma carbonização
teve lugar na superfície da fibra, como conseqüência do
tratamento com laser.
· A análise espectral sugere que se produziu um aumento do número de grupos aminos terminais, como conseqüência do tratamento com laser do nylon 6.
36
metilacrilato, o metilmetacrilato etc. para obter um
copolímero que pudesse ser tinto em temperaturas
inferiores a 100°C. Tal como vimos em capítulos anteriores, o tratamento com plasma e a polimerização
com plasma foram freqüentemente empregados em
determinados polímeros sintéticos para aumentar a
afinidade pelos corantes e sua umectabilidade em
meios aquosos.
(15)
No estudo que mostramos a seguir , foram introduzidos, na superfície da fibra de PAN de um tecido
plano, mediante a técnica de polimerização por plasma, três diferentes tratamentos com o objetivo de modificar sua umectabilidade, melhorar sua capacidade
tintorial e sua resistência às manchas. Para isso, foram
empregados gases de ácido acrílico, água e argônio,
mediante um reator de plasma luminescente, em determinadas condições, variáveis segundo o gás empregado. Os resultados e discussão do tratamento com plasma estão indicados a seguir:
· As microfotografias obtidas por SEM mostram que a
morfologia das fibras de PAN tratadas com plasma de
ácido acrílico mudaram intensamente e que sua superfície foi recoberta por uma fina película do polímero de
ácido acrílico. Similares resultados foram obtidos com
os outros gases, se bem que os átomos que aparecem na
superfície são diferentes em cada caso.
· A modificação introduzida origina grupos polares, os
quais aumentam a umectabilidade do tecido de PAN.
Assim, a umectabilidade do tecido sem tratar é de 4,3
segundos, enquanto que no caso do tratamento com os
três gases os resultados de umectabilidade estão entre
0,3 e 0,4 segundos para as condições ótimas de tratamento com plasma.
· Tal como foi indicado, a capacidade tintorial da fibra
PAN é muito baixa em temperaturas até 100°C. Quando
o tecido de PAN é submetido a um tratamento com plasma, tal como foi o caso deste estudo, a capacidade
tintorial medida pelos valores K/S é se altera para os
(15)
valores indicados na Tabela 1 .
38
Tabela 1
Tipo de Tecido
Valores F/S
PAN não tratado
PAN tratado com plasma de ácido acrílico
PAN tratado com plasma de água
PAN tratado com plasma de argônio
9,80
13,50
12,56
8,88
· A resistência às manchas foi avaliada mediante a limpeza produzida por um sistema de lavagem padrão (5 a
10 vezes) sobre o tecido manchado com uma mistura
padrão de pó de carvão e parafina. Os valores de ∆E
medidos com um espectrofotômetro de reflexão indicam a resistência ao manchado. Tomando um valor médio entre os três tratamentos com plasma e o não tratado, se obtiveram os seguintes resultados:
- Tecido não tratado e lavado 10 vezes - ∆E = 3,50
- Tecido tratado e lavado 10 vezes - ∆E = 7,50
o que indica que os tecidos tratados sujam menos do
que o não tratado.
Polipropileno
Polipropileno, PP, é a fibra sintética mais utilizada
para produzir aplicações de têxteis técnicos, nãotecidos
e fios de alta tenacidade. Dado sua natureza altamente
hidrófoba, requer a aplicação de elevadas quantidades
de agentes antiestáticos e outros produtos (finish) durante sua fiação por fusão, depois da obtenção do
filamento, para que a fibra possa ser processada em
cardas de alta velocidade. Calcula-se que são necessários aproximadamente três vezes mais finish do que o
necessário para o poliéster e poliamida.
No presente trabalho, os autores estudaram a possibilidade de aumentar a hidrofilidade do PP mediante a
aplicação de plasma corona em linha de fiação por fusão a 250°C. A fibra em forma de mecha foi tratada por
plasma corona, com um gerador de 20 kHz de freqüência e uma potência máxima de 2 kW, antes da aplicação
(16)
dos agentes de finish, conforme a Figura 6 .
A caracterização das fibras de PP tratadas e não tratadas, foi efetuada por determinação do finish mediante
espectrofotômetro FTIR; determinação da umectabilidade mediante um analisador de ângulos de contato;
a caracterização das propriedades antiestáticas mediante um Tex-Ohm-Meter e as propriedades de fricção
mediante um aparelho para medir o coeficiente dinâmico de fricção metal-fibra. Os resultados desse trabalho
de investigação, podemos resumir da seguinte forma:
· A adição do finish à mecha durante o processo de fiação
por fusão foi efetuado em duas etapas: antes do tratamento
por corona e depois do frisado da fibra, uma vez tratada
por corona. As propriedades superficiais, medidas pelo tempo de absorção em segundos, da fibra tratada por corona e
da não tratada diferem consideravelmente para pequenas
quantidades de finish. Assim, para uma quantidade de finish
de 0,13% (s.p.f.) os tempos de absorção são da ordem de
3,3 segundos para a fibra tratada e 10 minutos para a não
tratada. Conforme aumenta essa quantidade até 0,25% de
finish, a diferença vai diminuindo.
· Com o tratamento corona em diferentes energias, os
ângulos de contato de avanço e retrocesso diminuem
mais na fibra tratada do que na não tratada, diminuindo
ainda mais quando se aumenta o nível de energia. Isso
porque na fibra tratada se formam cavidades pelo efeito
40
do plasma, que tornam a superfície mais rugosa, o que produz uma diminuição dos ângulos de contato e por conseguinte, uma maior umectabilidade da superfície da fibra.
· A maior umectabilidade faz com que as propriedades antiestáticas originadas pela fricção das fibras durante a carda, na fiação convencional, sejam menores na fibra tratada com
plasma do que na não tratada com plasma.
Assim, para uma adição de finish de 0,12%
(s.p.f.) em ambos os tipos de fibra, o coeficiente de fricção é da ordem de 0,36 para a
tratada e 0,57 para a não tratada.
· Dados os resultados obtidos nesses ensaios
de tipo industrial, que também repercutem em
uma menor adição de finish sobre a fibra com
a conseqüente economia e a menor poluição,
os autores solicitaram a correspondente patente para esse
novo processo.
McCord e outros trataram de modificar a superfície
de um tecido de nylon 66 e de outro de polipropileno
(PP) mediante a ação de um plasma de hélio (He) e de
um plasma de hélio/oxigênio (He-O2) para conhecer sua
(16)
influência nas propriedades de ambas fibras . Dado
que anteriormente já tratamos da influência do plasma
sobre o nylon 6, nos limitaremos a indicar aqui o que se
refere ao PP. Os resultados obtidos sobre o PP podem
ser resumidos assim:
· A superfície do PP é muito pouco afetada pelo plasma
de He, mas se transforma em uma superfície rugosa e
ondulada pelo plasma He-O2.
· Os efeitos do plasma He-O2 sobre a composição química da superfície do PP são notáveis, já que se produz um aumento considerável do conteúdo de oxigênio (O/C), passando de zero a 29% aproximadamente.
Isto significa um considerável aumento da umectabilidade do PP.
· Não se nota nada com respeito a possível modificação
da resistência à ruptura do tecido de PP por efeito do
tratamento com plasma.
Outras fibras sintéticas
A informação relacionada com o tratamento com plasma de outras fibras sintéticas é praticamente inexistente,
pois temos encontrado somente referências a esse respei(17)
to. Uma referência relacionada ao Polietileno submetido a ação de um plasma de nitrogênio sobre um polietileno
de baixa densidade, (N2-PeBD), em cujo caso as substâncias polares de baixo peso molecular eram dispersadas no
ar e os grupos polares enxertados na superfície da fibra
alteravam de posição e se situavam no interior da superfí(18)
cie. A segunda referência é sobre o Polipirrol enxertado sobre tecidos de poliéster submetidos previamente a
ação de um plasma frio de argônio, para usos do tipo técnicos em transporte, compostos de pouco peso em arquitetura, filtros para líquidos inflamáveis ou corrosivos e proteção para militares. O processo requer três etapas:
a) ativação da superfície do tecido de poliéster com o
plasma de argônio;
b) enxerto “in situ” do (1-(3-hidroxilpropil) pirrol);
c) copolimerização do pirrol com (1-(3-hidroxipropil)pirrol).
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Química Têxtil
n° 77/dez.04
Tecnologia Tingimento
Degradê de cor em bobinas cruzadas
acrílico/algodão 50/50
Estudo sobre as causas do problema de degradê ou faixas em bobinas cruzadas
de substratos mistos PAC/CO mistura íntima tinta em autoclave
Washington Vicente dos Santos*
1. Introdução
3. Análise das causas
É dificil imaginar uma tinturaria trabalhando com
100% de aproveitamento quanto a capacidade instalada, qualidade final do substrato e índice de reprocesso.
Existem especificidades inerentes ao maquinário, água,
logística, fluxograma de produção, procedência e tipo
de substrato que se vai beneficiar.
Um dos problemas que temos visto e que mereceu
um estudo mais aprofundado de nossa parte, envolve
valores percentuais altos de reprocesso nas tinturarias
envolvidas. Falamos da incidência de degradê ou faixa,
em fio de PAC/CO 50/50 acondicionado em bobina cruzada tinto em autoclave.
Análises realizadas em laboratório mostraram que algumas condições presentes nas empresas contribuem
para a ocorrência desse tipo de problema:
1º - Partidas de tingimento com peso acima da capacidade projetada da máquina.
2º - Bomba de pressão da máquina trabalhando abaixo
de sua capacidade plena.
3º - Bobinas com densidade muito alta.
4º - Dureza da água de tingimento muito alta.
5º - Vazamento de banho pelo chapéu da espada ou vela
no porta-materiais.
6º - Tempo de reversão dentro-fora/fora-dentro incorretos.
7º - Tipo e procedência do acrílico e do algodão que se
está beneficiando.
Verificamos que esse tipo de problema não ocorre
quando se está beneficiando acrílico 100% nas mesmas
condições. O acrílico em sua forma 100% possui capacidades viscoelásticas própias, assim como o algodão
100%. Quando misturadas, a característica final do
substrato quanto a elasticidade muda sensivelmente.
2. Descriço
O problema em si consiste em uma diferença na intensidade da cor tinta em três campos (espaços) de uma
mesma bobina, ou seja, a cor tinta tende a ficar de 3 a
5% mais forte no miolo próximo à niquelina e na parte
externa da bobina e mais fraca no meio da bobina. Quando se confecciona a malha de
amostragem dessa bobina fica visível as diferenças de tonalidade
do início, meio e final da bobina.
Os desenhos abaixo mostram a
que nos referimos.
O problema citado chega a ocasionar uma perda de até 15% na
produção final da empresa, visto
que o miolo e a extremidade da bobina normalmente são destinados à
fabricação de estopa, ou quando
reprocessado concorre para aumentar em muito o índice de reprocesso.
42
Tecnologia Tingimento
A partir das informações acima obtidas e através de
testes em laboratório, montamos uma tabela que, se seguida a risca, tende a eliminar ou diminuir em muito
esse tipo de problema.
1º - A relação de banho em autoclave convencional que
mais se aproxima do ideal está entre 1/8 e 1/10.
2º - A bomba de pressão da máquina nas condições de
rel. banho 1/8 - 1/10 precisa estar entre 95 a 100%.
3º - A densidade ideal das bobinas em fio 18/2 NE PAC/
CO 50/50 é de 300 a 320 g/cm² e dureza de 43 a 47
Shore. Neste ítem é preciso considerar se o acrílico possui até 15% de seu peso formado por outro componente
que não o poliacrilonitrilo; isso influi na viscoelasticidade
e elasticidade final da fibra.
4º - Água muito dura pode ocasionar filtração no iniício
da bobina, formando uma barreira que dificulta o
atravessamento do banho, acarretando o problema de
degradê (principalmente sílica). A dureza ideal para este
tipo de tingimento é a seguinte:
Substância
Ferro
Sílica
Dureza total
Manganês
Alcalinidade (CaCO3)
Sólidos totais dissolvidos
P.P.M
0,02 - 0,1
0,5 -1,5
0,0 -25,0
0,0 -0,02
20 -40
50 -100
5º - Em alguns porta-materiais o sistema de prensagem
e fixação das bobinas nas velas ou espadas possuem
molas que acompanham a retração do fio durante o processo de beneficiamento (retração total de até 15 cm no
sentido do comprimento) e outras são fixas. Nesse caso,
ocorre perda significativa de pressão no tunel formado
pelas niquelinas sobrepostas e nos dois casos pode haver vazamento do banho, com perda de pressão por
amassamento da chapa que reveste o sistema de
prensagem ou o chapéu de vedação.
O vazamento de banho pelo chapéu diminui a pressão dentro do tunel e o banho perde a força necessária
para atravessar a bobina de um lado a outro causando o
efeito degradê. No caso de vazamento por amassamento
do chapéu, a solução é colocar arruelas de teflon para
vedar o local problemático.
6º - O tempo de reversão ideal para esse tipo de substrato
é de 4 a 5 min. dentro-fora e 2 a 3 min. fora-dentro.
Durante o processo de tingimento, a pressão e a temperatura fazem com que a fibra do acrílico se expanda
ligeiramente no sentido da força da pressão, facilitando
a passagem das moléculas do corante, auxiliares e eventuais produtos de dureza da água, porém, o algodão presente na mistura exerce efeito contrário. O algodão tende a retrair, diminuindo a elasticidade final do substrato.
Nessas condições, o banho contendo os corantes, auxiliares, dureza etc. tende a se concentrar próximo à
niquelina no sentido dentro-fora e na parte externa da
bobina no sentido fora-dentro. Assim, sempre haverá
mais moléculas de corante e auxiliares no miolo e na
parte externa da bobina e o tempo de atravessamento
do banho sempre será menor próximo à niquelina e parte externa da bobina. Portanto, o corante tende a fixarse em maior quantidade nesses espaços na fase de migração, causando o efeito degradê ou faixa.
O que se percebe é que em todas as fases do processo ocorre a tendência da concentração de produtos nesses espaços. O peso do substrato seco nessas duas faixas é maior do que no meio da bobina, evidenciando a
concentração de produtos.
Teoricamente, bastaria uma diminuição no
tensionamento da bobina e a máquina funcionando nas
condições ideais para se conseguir solucionar o problema.
Porém, sabemos que uma tensão muito baixa ocasiona o
desmanchamento das camadas externas de fio da bobina
quando submetido a pressão e temperatura, além de diminuir significativamente a produção final da empresa.
Desenvolvemos um produto deslizante (facilitador de
fluxo) para melhorar a fluidez do banho e tornar a fibra
ligeiramente mais elástica e lisa, isso em conjunto com
os parâmetros colocados acima, que eliminou em 100%
o problema em laboratório.
Conclusão
O trabalho proposto objetivou entender as causas de
um problema grave e propor soluções que fossem acessíveis e de fácil aplicação nas tinturarias envolvidas. O
resultado final foi amplamente satisfatório, para o qual
colocamo-nos a disposição no sentido de esclarecer
eventuais duvidas.
*Washington Vicente dos Santos
Coordenador Técnico da Cassema Corantes
Tel .: 6411-1100 - [email protected]
44
Química Têxtil
n° 77/dez.04
Tecnologia Preparação
Economia dos processos em solvente
Artigo gentilmente cedido pela SperottoRimar SRL
Tradução: Peter J. Wechsler
A indústria têxtil tem contribuído e continua contribuindo, em
medida considerável, para a
poluição da água. Conseqüentemente os custos relativos
aos processos de lavagem
(obtenção da água e tratamento dos efluentes) são muito elevados. Ainda mais elevados
são os custos com a energia
necessária para o aquecimento e secagem dos artigos têxteis processados.
Por outro lado, a vantagem resultante do uso de solventes
orgânicos selecionados devese à propriedade de serem recuperáveis em mais de 98%,
requerendo para isto pouca
energia. A demanda total de
água, necessária apenas para
refrigeração durante o processo de condensação do
solvente, é drasticamente reduzida e toda água de refrigeração utilizada é totalmente
reaproveitável na tinturaria
sem nenhuma contaminação a
45-50°C:
Isto propicia um reaproveitamento energético de aproximadamente 125.000 kJ/m³.
A Tabela 1 ilustra as principais
propriedades físico-químicas
do percloroetileno, o solvente
clorado mais freqüentemente
utilizado na área têxtil, comparadas com as da água.
O calor específico do PER é
aproximadamente 1/5 do da
água e o calor latente de evaporação é cerca de 10 vezes
inferior. Isto reduz em mais de
90% a demanda total de energia para evaporação do PER
em relação à água.
Isto significa uma evaporação
muito mais rápida e econômica poupando muito tempo e
energia durante a secagem.
A mais baixa tensão superficial do PER favorece a impreg-
nação mais rápida e mais profunda das fibras, tornando
qualquer processo de lavagem
ou acabamento mais completo e uniforme.
Principais vantagens do
processo em solvente:
redução drástica da poluição
hídrica
necessidade de água somente para resfriamento indireto e
totalmete recuperável
consumo inferior de energia,
sobretudo energia térmica
redução da duração dos processos
tratamento "dry-to-dry" (seco
a seco) dos substratos
instalações compactas de dimensões reduzidas, portanto
menos espaço necessário
Tabela 1: comparação das propriedades de PER e água
45
completa do tecido: os vapores de solvente são refrigerados, condensados e recuperados. O ar puro, também refrigerado, retorna ao circuito de
aquecimento em um ciclo totalmente fechado.
Deste modo, fica evidente que
o processo de secagem se torna economicamente vantajoso
graças à baixa entalpia de evaporação do percloroetileno e
conseqüente baixo consumo
de energia.
Fig. 1
O alto poder dissolvente do
PER de substâncias hidrófobas permite efetuar com
maior facilidade, economia e
qualidade, todos os processos
de lavagem para os quais,
caso se trabalhasse em meio
aquoso, teria que se utilizar
tensoativos, com a conseqüente poluição dos efluentes
e necessidade de depuração
das águas descarregadas. A
aplicação de acabamentos
Tabela 2: consumos
46
hidrófobos sobre artigos têxteis
também torna-se mais fácil.
O tratamento seco a seco é
possível porque a máquina
possui unidades de lavagem e
secagem conjugadas. Ambas
são parte integrante do equipamento (fig. 1).
Na unidade de secagem o tecido, carregado de solvente, é
aquecido até a evaporação total do solvente e secagem
1)
Comparando os dois sistemas,
aquoso e em solvente, constata-se que o processo em
solvente permite uma economia considerável, economia
esta que não decorre unicamente das propriedades físicas do solvente, mas que está
também relacionada a um
melhor controle do processo
de secagem que resulta num
mais eficiente desempenho na
evaporação.
No exemplo a seguir são comparados os processos de lavagem secagem e termofixação
em solvente com o mesmo
procedimento efetuado em
meio aquoso.
água totalmente recuperável, límpida, a 40-45°C
Ambos os sistemas requerem
uma instalação de purga (remoção de óleos) e uma de
termofixação. Porém:
- no meio aquoso o equipamento de termofixação tem que ser
usado também para secagem.
- no processo em solvente, já
que a máquina possui uma
unidade de secagem, o tecido
entra seco na termofixação.
Para fins de cálculo comparativo as duas instalações (aquosa e solvente) foram dimensionadas de tal modo que
ambas produziriam quantidades iguais do mesmo artigo
100% sintético.
Os dados de consumo utilizados
para cálculo (Tab. 2) foram obtidos com base nas características técnicas fornecidas pelos fabricantes das respectivas máquinas (Sperotto Rimar Srl. para
a instalação de tratamento em
solvente e Santex AG para a lavadora aquosa e rama).
Os valores de energia térmica
foram calculados a partir das
respectivas capacidades térmicas e convertidas, para facilitar o cálculo de custo, em
consumo de vapor.
A utilização de água no sistema
em solvente é destinada única
e exclusivamente à refrigeração,
não entrando em contato nem
com o solvente, nem com o material têxtil tratado, não sofrendo
portanto nenhum tipo de contaminação. A água de refrigeração
é totalmente recuperável a 4550°C para reutilização na tinturaria, ou reciclável, após ser refrigerada, na própria instalação
em solvente.
Independentemente dos ciclos
de trabalho, podemos constatar que a máquina de lavar
aquosa por si só consome
quase a mesma quantidade de
vapor que a instalação em
solvente completa incluindo
unidades de lavagem e secagem (950 resp.1000 kg/h).
O consumo adicional de vapor
no sistema aquoso, decorrente exclusivamente da operação de secagem, seria de 800
kg, aumentando o consumo
total de vapor para 1750 kg.
O uso de detergentes no sistema aquoso e o consumo de
PER no sistema em solvente,
são considerados como consumo de "produtos químicos".
A diferença de 750 kg de consumo de vapor entre o sistema
aquoso e em solvente é também devido ao processo de lavagem em si, pois no sistema
aquoso aumenta a demanda de
energia por causa da grande
quantidade de água que precisa ser aquecida, enquanto que
o solvente normalmente trabalha à temperatura ambiente.
O tratamento dos efluentes no
sistema aquoso encontra um
paralelo na eliminação do lodo
(resíduos da destilação) no sistema em solvente.
Comparando o consumo total
de vapor dos dois sistemas
completos, portanto incluindo
também a operação de termofixação, verificamos uma eco-
nomia de cerca de 20% (760
kg/h) em favor do sistema em
solvente.
Podemos concluir que graças
às propriedades físicas particularmente favoráveis do solvente, a tecnologia de secagem em circuito fechado das
instalações em solvente garante uma performance muito superior aos equipamentos de
secagem convencionais de circuito aberto.
Infelizmente, a aplicação da
tecnologia de evaporação em
circuito fechado a sistemas
aquosos não é conveniente,
nem do ponto de vista econômico, nem do ponto de vista
produtivo.
O uso do processo em
solvente, sempre que indicado do ponto de vista técnico
para substituir o processo
convencional aquoso, traz
uma série de benefícios: por
um lado, às áreas específicas
de energia e economia e, por
outro, aos aspectos mais gerais relativos à produção, qualidade e ecologia.
O trabalho pioneiro que a
Sperotto Rimar desenvolve há
trinta anos, e as cerca de 200
instalações em funcionamento pelo mundo inteiro, demonstram que a tecnologia avançada inerente aos equipamentos
contínuos de lavagem em
solvente contribui consideravelmente para tornar o acabamento têxtil mais competitivo e
mais corresponsável em relação ao meio-ambiente.
Maiores informações: Giovanni Manzo telefax (11) 3097.8704 - e-mail: [email protected]
47
INFORME PUBLICITÁRIO
NOVA ECOKNIT
Em geral, quando se menciona o
ciclo de preparação de artigos
elásticos de malharia, entende-se
por malha artigos da linha praia
em Kettenstuhl ou artigos Raschel
para a produção de lingerie, por
exemplo power net e construções
similares.
Para estes tipos de artigos de
malha de urdume a Sperotto Rimar desenvolveu e implementou
instalações para o tratamento em
solvente, cujas configurações das
unidades de lavagem e secagem
foram otimizadas ao ponto de satisfazerem plenamente todas as
exigências relativas aos efeitos de
purga e encolhimento.
48
Estamos nos referindo, em particular, à NOVA ECOWARP 180/
500, para produções pequenas e
médias, e à NOVA ECOWARP
180/1300 para produção em grande escala.
Ultimamente, porém, aumentou
muito a demanda por artigos elásticos de malha circular, tanto para
vestuário externo como íntimo,
acarretando novos problemas de
acabamento para as empresas
habituadas aos artigos tradicionais de malhas de urdume.
Estes problemas consistem sobretudo na tendência muito mais
acentuada de enrolamento das
ourelas e no controle muito mais
difícil do encolhimento no sentido longitudinal da malha.
Em outras palavras, tratando-se
de malha circular, os procedimentos e equipamentos até hoje utilizados não são mais totalmente
satisfatórios.
A Sperotto Rimar, sempre atenta às mais novas tendências e
exigências do mercado, prontamente pesquisou e projetou a
última geração de máquinas de
lavagem em solvente para artigos de malharia no sentido mais
amplo da palavra: a NOVA
ECOKNIT.
INFORME PUBLICITÁRIO
NOVA ECOKNT 200/600
Graças ao secador de concepção
totalmente nova, a máquina pode
trabalhar também com os artigos
elásticos tradicionais de malha de
urdume, mas se torna particularmente eficiente no trabalho com
malha circular, elástica ou não,
acabada tanto em forma tubular
como aberta:
- ourelas fortemente enroladas
deixam de causar problema;
- o encolhimento longitudinal
pode chegar a 25% (ex.: jersey de
nylon/lycra).
As vantagens técnicas e produtivas da NOVA ECOKNIT permitem a escolha da seqüência ideal
de trabalho de lavagem em
solvente e posterior tingimento e
acabamento. O acabador pode
trabalhar com a malha tanto em
forma tubular como aberta, conforme resumido na tabela abaixo.
Logo após a entrada em funcionamento das primeiras unidades,
constatou-se que a performance
da máquina em termos qualitativos e produtivos superou as mais
otimistas expectativas.
O sucesso comercial da NOVA
ECOKNIT é um fato que não deixa dúvidas como demonstram as
catorze unidades vendidas na Europa, Turquia, Canadá e Brasil.
Maiores informações:
Giovanni Manzo - telefax (11) 3097.8704
49
Química Têxtil
n° 77/dez.04
Tecnologia Fibras
Viscosimetria das fibras de poliéster
J. Gacén e D. Cayuela - Universidade Politécnica da Catalunha - Espanha
Milena Tzvetkova - Agência Espanhola de Cooperação Internacional - (AECI)
Tradução: Agostinho S. Pacheco - ABQCT
Foram determinadas as constantes viscosimétricas
de várias fibras de poliéster que diferem em seu peso
molecular e sua composição (homopolímeros,
copolímeros, polímero ramificado). Notou-se que o
cálculo da viscosidade intrínseca, partindo de uma
única dissolução de polímero e utilizando as constantes da bibliografia, conduz a valores escassamente distantes de quando se calcula por
extrapolação dos dados resultantes de dissoluções
de várias concentrações.
Introdução
As fibras de poliéster PET (polietilenteraftalato) são,
com toda segurança, as que oferecem a maior variedade
de produtos ao mercado. A diversidade pode se referir
a modificações geométricas, físicas ou mecânicas que
não requeiram a modificação do polímero no que se refere a seu peso molecular ou a sua modificação por
copolimerização. Em outro tipo de variante, o peso
molecular ou a viscosidade intrínseca, a partir da qual
se calcula, é inferior ou superior ao que se considera
como mais freqüente (Mn ~ 20.000); este é o caso das
fibras para usos técnicos (Mn ~ 22.500 - 29.500). Em
outros casos, trata-se de polímeros ramificados (poliéster de baixo piling) ou de copolímeros que contenham
unidades estruturais modificantes que oferecem resistência a chamas ou a possibilidade de tingir as fibras em
temperaturas inferiores e sem necessidade de transportador, ou também e simultaneamente o tingimento com
corantes catiônicos(1, 2).
52
O peso molecular médio das fibras de poliéster é calculado segundo a equação de Mark - Houwnik, [η] =
KMα. Para isso, é necessário determinar a viscosidade
intrínseca ou índice de viscosidade limite e aplicar algum dos numerosos valores K e α referidos na bibliografia(3), segundo o dissolvente utilizado e a temperatura na qual se efetuaram as medidas viscosimétricas. Os
valores K e α são determinados a partir de amostras de
diferente peso molecular, preparadas por fracionamento
de uma amostra de polímero, ou procedendo a preparação de amostras de diferentes pesos moleculares por
síntese, ou mediante um ataque químico que atue seletivamente rompendo unicamente a cadeia polimérica.
O peso molecular das diferentes frações é calculado
recorrendo-se a métodos que conduzem a pesos
moleculares médios numéricos (Mn) ou em peso (Mw).
A viscosidade intrínseca pode ser calculada mediante
equações empíricas que relacionam a viscosidade especifica, ηsp, ou a viscosidade inerente ou índice logarítmico
da viscosidade, ηinh, de dissoluções de polímero de diferentes concentrações, e a viscosidade intrínseca ou índice de viscosidade limite [η]. Quanto menor é a dispersão das frações separadas, maior é a confiabilidade
dos resultados obtidos para o peso molecular ao aplicar
a relação [η] = KMnα, ou, em seu caso, [η] = KMwα (4).
Nas equações empíricas, a partir das quais se pode calcular a viscosidade intrínseca, aparecem constantes cujo
conhecimento prévio permite conhecer a viscosidade intrínseca partindo de uma única dissolução de polímero. Essas
constantes podem ser consultadas na bibliografia(5, 6, 7).
Tecnologia Fibras
Neste estudo, foi feito o cálculo da viscosidade intrínseca de diferentes tipos de fibras de poliéster, aplicando diferentes relações empíricas. Isso permitiu calcular as correspondentes constantes partindo de dissoluções de polímero de diferente concentração. As constantes calculadas foram contrastadas com as da bibliografia. Partindo dessas constantes, foi calculada a viscosidade intrínseca com os dados da viscosimetria correspondentes a uma única dissolução de polímero. Desse modo se pode comparar a viscosidade intrínseca calculada segundo diferentes equações empíricas, recorrendo às correspondentes constantes ou a partir dos dados de uma só dissolução de polímero.
Parte experimental
Material
· Substrato A = Fibra tipo algodão.
· Substrato B = Fibra para fios convencionais.
· Substrato C = Fibra padrão para fiação de lã.
· Substrato D = Fibra de baixa tendência ao pilling.
· Substrato E = Fibra retardante de chamas.
· Substrato F = Fio contínuo padrão.
· Substrato G = Fio industrial cord.
· Substrato H = Fio contínuo com afinidade a corantes
catiônicos.
Viscosimetria
De cada amostra foram preparadas dissoluções de diferentes concentrações em uma mistura fenol/
tetracloretano como dissolvente. As concentrações foram
de 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 e 1.0 g/l. Os tempos de escoamento
foram medidos a 20°C, com ambientação em um banho
termostático. A partir dos tempos de escoamento do
dissolvente e das concentrações correspondentes foram
calculados os correspondentes parâmetros viscosimétricos.
ηrel = t / to
ηsp = (t - to) / to
ηred = ηsp / C
ηinh = In ηrel / C
54
(viscosidade
(viscosidade
(viscosidade
(viscosidade
relativa)
específica)
reduzida)
inerente)
onde to e t correspondem às temperaturas de escoamento do dissolvente e de cada dissolução.
As mencionadas, e impropriamente denominadas, viscosidades não possuem as dimensões da viscosidade,
razão pela qual a IUPA adequou sua terminologia, de
modo que a viscosidade relativa passa a se denominar
relação de viscosidade, a viscosidade específica não
recebeu outra denominação por não fornecer nova informação, a viscosidade reduzida é substituída por um
índice de viscosidade, a viscosidade inerente por um
índice de viscosidade logarítmica, e a viscosidade intrínseca passa a ser denominada índice de viscosidade
limite(8, 9). As equações empíricas, aquelas sobre as quais
foram feitas referências na introdução, são as que se
indicam(4, 10):
(Huggins)
[1]
ηsp / C = [η] + k1[η]2C
2
In ηrel / C = [η] + k2[η] C
(Kraemer)
[2]
(Schulz - Blaschke) [3]
ηsp / C = [η] + KSB[η]ηsp
As equações [1] e [2] se referem aos dois primeiros
termos dos correspondentes desenvolvimentos em série, estando k1 e k2 matematicamente relacionados pela
equação k1-k2 = 0,5(4). Isso significa que:
[η] = (2(ηsp - In ηrel))1/2 / C
Conhecida a viscosidade intrínseca, o peso molecular
foi determinado segundo a equação de Griehl e Neue (10).
[η] = 1,27 x 10-4 Mn0,86
Devemos levar em consideração que o dado objetivo é o da viscosidade intrínseca, já que sobretudo a constante α da expressão Mark-Houwnik esta relacionada
com a rigidez da cadeia polimérica e, por isso, com sua
forma de se comportar em uma dissolução. O expoente
α calculado para homopolímeros pode resultar mais ou
menos afetado quando se trata de polímeros ramificados
ou de copolímeros.
Resultados e discussão
A determinação da viscosidade em diferentes concentrações permite calcular as constantes k1, k2 e KSB.
Isso é assim porque o valor ηsp/C evolui linearmente
ao ser relacionado com a concentração, com uma orde-
Tecnologia Fibras
nada na origem que corresponde à viscosidade intrínseca
(Fig. 1), cujo conhecimento permite o cálculo de k1. O
mesmo sucede na evolução Inηrel/C frente à concentração para o cálculo de k2. Por sua parte, a representação
gráfica de ηsp/C frente à viscosidade específica permite,
de modo similar, o cálculo de KSB (Fig. 2). Em todos os
casos os coeficientes de correlação foram de 0,99.
A Tabela 1 contém os valores de [η] segundo as expressões de Huggins e Schultz-Blaschke. Também contém os valores k1, (k1 - k2) e KSB, calculados para cada
produto, com o efeito de compará-los com os da bibliografia (k1 = 0,35; k2 = 0,5 e KSB = 0,30).
A Tabela 2 contém os valores da viscosidade intrín-
seca e peso molecular dos diferentes substratos, sendo
que os valores da viscosidade intrínseca foram calculados com os dados da dissolução de 0,4 g/100ml e utilizados os valores das correspondentes constantes.
Na Tabela 1 podemos verificar que:
1. Os valores k1 - k2 se separam pouco do valor teórico
0,5, já que exceto no caso dos substratos D e H (0,57)
estão compreendidos entre 0,47 e 0,55.
2. Somente cinco das amostras mostram valores de k1
iguais a 0,35 +/- 0,05. Os valores extremos, ambos situados fora desse intervalo, correspondem aos substratos
H (0,26) e D (0,51).
3. Cinco valores de KSB se distanciam muito pouco do
valor teórico 0,30. O desvio máximo é o correspondente ao
substrato H (0,53).
4. Os valores da viscosidade intrínseca, calculados segundo a
expressão de Schultz-Blaschke,
em todos os casos, são maiores do
que os que se derivam da de
Hugguins. Não obstante, as diferenças são mínimas, já que são inferiores às tolerâncias indicadas
nas especificações do resíduo de
polímero que se utiliza na fabricação da fibra (< 0,015)(12). As
diferenças de viscosidade intrínseca se traduzem em pesos
moleculares que diferem em um
máximo de 530 unidades
(substrato G) e uma média de 300
unidades nos demais substratos.
Na Tabela 2 pode-se verificar
que o uso da constante k1 e do
valor 0,5 para k1 - k2 conduz a viscosidades intrínsecas praticamente idênticas, de modo que a máxima diferença entre os pesos
moleculares é de 80 unidades.
56
Tecnologia Fibras
Mesmo ligeiramente maiores, as viscosidades intrínsecas calculadas a partir da constante KSB podem ser
consideradas iguais àquelas obtidas aplicando a constante k1, com uma diferença máxima de 150 unidades
entre os pesos moleculares dos oito substratos.
Ao se comparar os pesos moleculares calculados a
partir da equação de Huggins e do valor da constante k1 =
0,35, calculada para PET aplicada aos dados de uma única dissolução de polímero, resulta uma diferença média
de 220 unidades, prescindindo-se da que se apresenta no
substrato G (940). No caso da expressão de SchultzBlaschke e da constante KSB = 0,30, a diferença média é
de 210 unidades considerando todos e de somente 112 se
forem excluídas as dos substratos F (570) e G
(560).
Também é interessante calcular em que medida a oscilação das constantes k 1 e KSB influem nos valores da viscosidade intrínseca e do
peso molecular calculado, tudo isso partindo
58
dos dados procedentes das medidas viscosimétricas
de uma dissolução de PET de 0,4 g/dl, (Tabela 3).
Por outro lado, convém considerar que a equação Mark-Houwnik depende da forma da
macromolécula em uma dissolução. Para uma esfera significa α = 0, mas a maioria das
macromoléculas se conformam em dissolução
como pequenos ovos mais ou menos abertos, aos
quais estão unidas as moléculas de dissolvente mediante forças de solvatação. Na maioria dos
polímeros, os valores de α estão situados entre 0,5
(ovinho não solvatado) e 1,0 (ovinho completamente
solvatado)(12, 13).
A modificação de um homopolímero, seja por
copolimerização ou provocando ramificações, conduz
conseqüentemente a variações na flexibilidade/rigidez
da cadeia polimérica e conseqüentemente no modo de
se conformarem às macromoléculas em uma dissolução.
Foi considerado conveniente calcular em que medida a
variação do expoente α pode afetar o valor do peso
molecular médio que corresponde a uma determinada
viscosidade intrínseca. O motivo disso é que dois dos
substratos ensaiados correspondem a copolímeros (E e
H) e outro a um polímero ramificado (D). Nesses casos
seria necessário determinar a constante K e, sobretudo,
o expoente α para cada tipo de polímero ou polímero
modificado. Para evitar os erros que podem ser produzidos, costuma-se recorrer à viscosidade intrínseca como
parâmetro indireto para caracterizar o tamanho das
macromoléculas.
Não obstante, é interessante avaliar as variações de
peso molecular que se produziriam ao aplicar valores de
α = 0,86 +/- 0,01 a um poliéster de uma determinada
viscosidade intrínseca, por exemplo [η]=0,60, Tabela 4.
Tecnologia Fibras
Bibliografia
1. Fourné; Man-made Fibers Year Book, 1992, p.29.
2. Gries; Chemical Fibers International, 48, Diciembre
1998, p.508.
3. Karata, Iwawa e Kamada; Polymer Handbook, edit.
Braudrup e Immpergut, Witey, 1966, pp. IV 1-IV 72.
Com esses dados, são oferecidas informações dos
erros que eventualmente podem ser cometidos ao calcular o peso molecular utilizando valores incorretos do
expoente α.
Conclusões
· Em uma ampla variedade de fibras de poliéster PET
quanto ao peso molecular, produtos de copolímeros e
polímero ramificado, foi notado que a viscosidade intrínseca, e a partir dela o peso molecular, pode ser calculada utilizando valores das constantes k1 e KSB da bibliografia para o PET homopolímero.
· Os valores da viscosidade intrínseca calculados a partir da constante k1 = 0,35 e o valor k1 - k2 = 0,5 são
praticamente idênticos.
· Os valores do peso molecular calculado a partir da
viscosidade intrínseca, deduzida segundo a equação e a
constante de Schultz-Blaschke, são ligeiramente superiores àquelas obtidas através da expressão de Huggins.
4. Kisinger; Encyclopedia of Polymer Seince and
Technology, ed. Mark, Gaylord e Bikales, vol. 14, pp.
717.
5. Schefer; Textilveredlung, n 3, 1975, p.106.
6. Fourné; Syntetic Fibres, Haurer, Munchan, 1999, p.
817.
7. Gacén; Revista de la Industria Textil, n° 316, 1994,
p. 64.
8. Billmeyer; Ciencia de los Polimeros, p. 85, Reverte,
Barcelona 1975.
9. Rosen; Fundamental Principles of Polymeric
Materials, p. 52, Barns & Noble Inc. New York, 1971.
10. Schultz - Blaschke; Journal Prakt. Chem. 158, 1941,
pp. 130.
11. Griehl e Neue; Faserforchung und Textiltechnik, 5,
1954, p´. 423.
12. Vease Ref. 6, p. 75.
13. Braun, Cherdrou e Kern; Practica de Quimica
Macromolecular, p. 68, Instituto de Plasticos y Caucho,
Madrid, 1968.
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Química Têxtil
n° 77/dez.04
Eventos
Bem-vindo ao mundo da nanotecnologia
Imagine um automóvel com componentes estruturais
e peças feitas em material plástico mais resistente que o
aço, películas refletivas de calor em pára-brisas, vidros
e espelhos, utilizando lubrificantes de longuíssima duração ou com motores que não necessitam de lubrificação. Ou tecidos que não percam a cor, mesmo depois de
inúmeras lavadas, que não absorvem umidade, leves e
adaptáveis ao frio e ao calor. Equipamentos eletrônicos
miniaturizados com muito mais capacidade que os atuais e novas e múltiplas funções. Materiais e ligas metálicas com resistências impensáveis nos dias de hoje. Cosméticos com propriedades revolucionárias de rejuvenescimento da pele. Medicamentos que atacam diretamente a doença com infalível eficácia.
O que para muitos parece ficção, aos poucos se torna
realidade com a intensificação do uso da nanotecnologia.
Já está em curso no mundo uma verdadeira revolução tecnológica, fruto da crescente capacidade de manipulação de átomos e de moléculas, com amplas possibilidades nas áreas de novos materiais, novas ligas e no
desenvolvimento de novos produtos de consumo e processos industriais.
A nanotecnologia é um campo multidisciplinar que
reúne a Química, a Física, a Biologia, a Ciência, a Engenharia de Materiais e a Computação de última geração, cujo nome vem do grego “nano”. Um bilionésimo
de metro, um nanômetro, é a medida nessa escala.
1 nanômetro = 10-9 m = 0,000000001 m = 1 bilionésimo do metro.
Inúmeras são as aplicações do nanoconhecimento,
especialmente no campo industrial, como tornar possível aumentar espetacularmente a capacidade de
armazenamento e processamento de dados dos computadores; criar materiais mais leves e mais resistentes que
os existentes no mundo de hoje e outras aplicações que
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ultrapassam os limites tradicionais da imaginação e da
criatividade humana.
Os investimentos em pesquisa em 2004 dos países
mais desenvolvidos nessa área superam os US$ 70 bilhões e as projeções internacionais indicam que a
nanotecnologia movimentará negócios de cerca de um
trilhão de euros até 2015.
Diante desse cenário e em paralelo às comemorações
do Ano Mundial da Física, 2005 se transformará no Ano
da Nanotecnologia Aplicada no Brasil, através de uma
série de eventos, como seminários setoriais para os executivos das empresas dos segmentos eletro-eletrônico,
plástico e embalagens, têxtil, autopeças, entre outros.
Em julho, realizam-se os eventos máster sobre o
tema: Nanotec 2005 - Congresso Internacional de
Nanotecnologia Aplicada e Nanotec Expo 2005 - Exposição Internacional de Produtos, Materiais e Projetos
Nanotecnológicos.
A Nanotec 2005 contará com a presença de
renomados cientistas nacionais e internacionais, focalizando o estado da arte do nanoconhecimento e promoverá seminários setoriais que abordarão a aplicação prática da nanotecnologia em áreas industriais
como eletro-eletrônica, autopeças, plástico, têxtil e de
confecções, cosmetologia, novos materiais e tratamentos de superfícies.
A Nanotec Expo 2005 apresentará projetos de pesquisa e soluções nanotecnológicas nacionais e internacionais, disponíveis ou em desenvolvimento, de interesse para as comunidades empresariais e de negócios do
Brasil e da América do Sul (B2B). Além do Brasil, serão especialmente convidados os países líderes mundiais em pesquisa e desenvolvimento (P&D) para mostrar
os avanços mais recentes do nanoconhecimento.
O que é nanotecnologia?
(*) Cylon Gonçalves da Silva
Há mais de 2.500 anos, alguns filósofos gregos se perguntavam se a imensa variedade do mundo que nos cerca não
pode ser reduzida a componentes mais simples. A própria
palavra átomo vem daquele tempo e significa "indivisível". A
última fração da matéria, segundo esses filósofos o "tijolo"
fundamental de tudo o que existe, não poderia mais ser dividida em outras partes mais simples. Podemos fazer uma comparação elementar, apenas para fins didáticos. Em uma padaria, você encontra uma grande variedade de pães, bolos, biscoitos, tortas, todos produzidos a partir de um pequeno número de ingredientes: farinha, fermento, manteiga, óleo, açúcar, chocolate etc... Muitas vezes, os ingredientes de pães diferentes são os mesmos, apenas mudam suas quantidades relativas e a forma de preparação. Da mesma maneira, quando
olhamos o mundo a nossa volta, vemos uma variedade incrível de seres vivos e objetos inanimados, de um grão de areia a
galáxia, de um vírus a uma baleia. Quantos tipos de "ingredientes" diferentes são necessários para produzir esse mundo?
Entre os gregos e a nossa época, muito se aprendeu sobre
o universo. Sabemos, hoje, que o mundo que nos é familiar é
formado por átomos, não exatamente aqueles imaginados inicialmente, mas que com eles compartilham o papel de "tijolos" fundamentais. Aprendemos que, ao contrário do que diz
seu nome, eles são, de fato, divisíveis (mas isto é uma história
para outra ocasião). Os átomos são formados por um núcleo
positivo, onde reside praticamente toda sua massa, e por elétrons, negativos, que circulam em torno do núcleo. Sabemos,
também, que ocorrem naturalmente no universo apenas noventa e dois tipos de átomos diferentes. Esses tipos podem
ser classificados pelo número de prótons (partículas sub-atômicas de carga elétrica positiva) contidos em seus núcleos.
Sabemos ainda que esses átomos podem não ser o fim da história, pois pode haver no universo partículas ou alguma forma de energia ainda não descobertas - ou pode ser que nossas
teorias sobre o universo precisem algum dia ser revisadas, se
esses novos "ingredientes" não forem encontrados. Tudo isso
é parte do mundo fascinante da pesquisa científica - cada pergunta respondida leva a novas perguntas. Em ciência, as respostas raramente são definitivas, mas as perguntas perduram.
A certeza científica de que tudo é feito de átomos é muito recente. Há apenas cerca de cem anos, os cientistas obtiveram evidências fortes de que a velha hipótese atômica,
formulada há dois e meio milênios, corresponde à realidade
da natureza. No decorrer do século XIX, os químicos foram,
aos poucos se convencendo de que a melhor maneira de explicar quantitativamente reações químicas é supondo que
essas se dão entre unidades bem definidas de cada compos66
to. Alguns físicos, já quase no final do século XIX, formularam uma teoria "estatística" da matéria, na qual se busca
explicar o comportamento dos corpos com os quais lidamos
quotidianamente pelo comportamento dessas pequenas unidades "invisíveis" da matéria, os átomos e as moléculas (moléculas são átomos do mesmo tipo ou de tipos diferentes,
fortemente ligados entre si, formando novas entidades, com
propriedades físico-químicas distintas). Essas teorias foram
recebidas, inicialmente, com grande ceticismo pela própria
comunidade científica. Por que tanta dificuldade para aceitar uma idéia velha de milênios?
O problema é que átomos são muito pequenos, medem
menos de um centésimo de bilionésimo de metro, e obedecem a leis físicas bastante diferentes daquelas com as quais
estamos acostumados no nosso mundo familiar. O seu tamanho é tal que não podem ser vistos diretamente. Instrumentos
especiais tiveram de ser desenvolvidos antes que fosse possível "ver" um átomo. Um dos mais práticos desses instrumentos, o microscópio de tunelamento, somente foi inventado na
década de 1980. Seus inventores, Heinrich Rohrer e Gerd
Binnig, dos laboratórios da IBM em Zürich, Suíça, ganharam o prêmio Nobel por seus trabalhos. O funcionamento
desse microscópio depende das leis da mecânica quântica,
que governam o comportamento dos átomos e moléculas.
Portanto, a existência de átomos e as leis da natureza no
mundo atômico tiveram de ser pacientemente descobertas a
partir de experimentos especialmente concebidos. Este processo levou décadas e envolveu grandes cientistas.
Instrumentos como o microscópio de tunelamento e outros estendem nossa "visão" até tamanhos na faixa de
bilionésimo de metro. Um bilionésimo de metro chama-se
"nanômetro", da mesma forma que um milésimo de metro
chama-se "milímetro". "Nano" é um prefixo que vem do grego antigo (ainda os gregos!) e significa "anão". Um bilionésimo
de metro é muito pequeno. Imagine uma praia começando em
Salvador, na Bahia, e indo até Natal, no Rio Grande do Norte.
Pegue um grão de areia nesta praia. Pois bem, as dimensões
desse grão de areia estão para o comprimento desta praia, como
o nanômetro está para o metro. É algo muito difícil de imaginar. Mesmo cientistas que trabalham com átomos todos os
dias, precisam de toda sua imaginação e muita prática para se
familiarizar com quantidades tão pequenas.
Ainda antes dos cientistas desenvolverem instrumentos
para ver e manipular átomos individuais, alguns pioneiros mais
ousados se colocavam a pergunta: o que aconteceria se pudéssemos construir novos materiais, átomo a átomo, manipulando diretamente os tijolos básicos da matéria? Um desses
pioneiros foi um dos maiores físicos do século XX: Richard
Feynman. Feynman, desde jovem, era reconhecido como um
tipo genial. Uma de suas invenções foi o primeiro uso de
processadores paralelos do mundo. Em Los Alamos, na época do desenvolvimento da primeira bomba nuclear, havia a
necessidade de se realizarem rapidamente cálculos muito complexos. Feynman, então, teve a idéia de dividir os cálculos em
operações mais simples, que podiam ser realizadas simultaneamente, e encheu uma sala com jovens secretárias, cada
qual operando uma máquina de calcular (naquela época não
havia computadores, nem calculadoras eletrônicas, e as contas tinham de ser feitas à mão, ou com calculadoras mecânicas limitadas às mais simples operações aritméticas).
Hoje em dia, essa mesma idéia é usada em computadores
de alto desempenho, com microprocessadores substituindo
as jovens secretárias! Em 1959, em uma palestra no Instituto de Tecnologia da Califórnia, Feynman sugeriu que, em
um futuro não muito distante, os engenheiros poderiam pegar átomos e colocá-los onde bem entendessem, desde que,
é claro, não fossem violadas as leis da natureza. Com isso,
materiais com propriedades inteiramente novas, poderiam
ser criados. Esta palestra, intitulada "Há muito espaço lá
embaixo" é, hoje, tomada como o ponto inicial da
nanotecnologia. A idéia de Feynman é que não precisamos
aceitar os materiais com que a natureza nos provê como os
únicos possíveis no universo. Da mesma maneira que a humanidade aprendeu a manipular o barro para dele fazer tijolos e com esses construir casas, seria possível, segundo ele,
manipular diretamente os átomos e a partir deles construir
novos materiais que não ocorrem naturalmente. Um sonho?
Talvez, há quarenta anos atrás. Mas, como o próprio Feynman
dizia em sua conferência, nada, nesse sonho, viola as leis da
natureza e, portanto, é apenas uma questão de conhecimento e tecnologia para torná-lo realidade. Hoje, qualquer tocadisco de CD's é uma prova da verdade do que Feynman dizia. Os materiais empregados na construção dos lasers desses toca-discos não ocorrem naturalmente, mas são fabricados pelo homem, camada atômica sobre camada atômica.
O objetivo da nanotecnologia, seguindo a proposta de
Feynman, é o de criar novos materiais e desenvolver novos
produtos e processos baseados na crescente capacidade da
tecnologia moderna de ver e manipular átomos e moléculas.
Os países desenvolvidos investem muito dinheiro na
nanotecnologia. Mais de dois bilhões de dólares por ano, se
somarmos os investimentos dos Estados Unidos, Japão e União
Européia. Países como Coréia do Sul e Taiwan, que têm sido
muito melhor sucedidos que o Brasil na utilização de
tecnologias modernas para gerar bons empregos e riquezas
para seus cidadãos, também estão investindo centenas de milhões de dólares nessa área. nanotecnologia não é uma
tecnologia específica, mas todo um conjunto de técnicas, baseadas na Física, na Química, na Biologia, na ciência e Enge68
nharia de Materiais, e na Computação, que visam estender a
capacidade humana de manipular a matéria até os limites do
átomo. As aplicações possíveis incluem: aumentar espetacularmente a capacidade de armazenamento e processamento
de dados dos computadores; criar novos mecanismos para
entrega de medicamentos, mais seguros e menos prejudiciais
ao paciente dos que os disponíveis hoje; criar materiais mais
leves e mais resistentes do que metais e plásticos, para prédios, automóveis, aviões; e muito mais inovações em desenvolvimento ou que ainda não foram sequer imaginadas. Economia de energia, proteção ao meio ambiente, menor uso de
matérias primas escassas, são possibilidades muito concretas
dos desenvolvimentos em nanotecnologia que estão ocorrendo hoje e podem ser antevistos.
No Brasil, a nanotecnologia ainda está começando. Mas,
já há resultados importantes. Por exemplo, um grupo de pesquisadores da Embrapa, liderados pelo Dr. L. H. Mattoso,
desenvolveu uma "língua eletrônica", um dispositivo que combina sensores químicos de espessura nanométrica, com um
sofisticado programa de computador para detectar sabores. A
língua eletrônica da Embrapa, que ganhou prêmios e está patenteada, é mais sensível do que a própria língua humana. Ela
é um produto nanotecnológico, pois depende para seu funcionamento da capacidade dos cientistas de sintetizar (criar)
novos materiais e de organizá-los, camada molecular por camada molecular, em um sensor que reage eletricamente a diferentes produtos químicos. Você pode imaginar alguns usos
para uma língua eletrônica? Para saber mais, visite a página
www.cnpdia.embrapa.br. Não é só na Embrapa, entretanto,
que se faz nanotecnologia no Brasil. O mesmo acontece nas
principais universidades e centros de pesquisa do país.
Aplicações em catálise - isto é, na química e na
petroquímica, em entrega de medicamentos, em sensores,
em materiais magnéticos, em computação quântica, são alguns exemplos da nanotecnologia sendo desenvolvida no
Brasil. O que precisamos agora é aprender a transformar todo
este conhecimento em riquezas para o país.
A nanotecnologia é extremamente importante para o Brasil, por que a indústria brasileira terá de competir internacionalmente com novos produtos para que a economia do país
se recupere e retome o crescimento econômico. Esta competição somente será bem sucedida com produtos e processos inovadores, que se comparem aos melhores que a indústria internacional oferece. Isto significa que o conteúdo
tecnológico dos produtos ofertados pela indústria brasileira
terá de crescer substancialmente nos próximos anos e que a
força de trabalho do país terá de receber um nível de educação em ciência e Tecnologia muito mais elevado do que o de
hoje. Este é um grande desafio para todos nós.
(*) Cylon Gonçalves da Silva é físico, ex-diretor do Laboratório Nacional de
Luz Sincrotron e idealizador do Centro Nacional de Referência em Nanotecnologia.
Química Têxtil
n° 77/dez.04
Tecnologia Corantes
Enia, há 80 anos oferecendo soluções para
os mercados consumidores de corantes
A Enia Indústrias Químicas S. A - a primeira indústria de corantes do Hemisfério Sul e da América
Latina - está comemorando 80 anos de existência. A
empresa é produtora de corantes e alvejantes óticos
destinados aos mercados de couro, têxtil e papel.
Fundada em 1924, sua primeira instalação fabril
se localizou no tradicional bairro do Ipiranga, na capital de São Paulo. Em 1980, a fábrica se transferiu
para o município de Itupeva, no mesmo Estado, onde
produz cerca de 12.000 tons de mais de 70 produtos
puros, nas formas pó e líquida.
A Família Falzoni, de origem italiana, exerceu
100% do controle acionário até 1983, quando a Nordeste Química S.A. - Norquisa - holding de empreendimentos petroquímicos e de química fina passou a
ter parte do capital da empresa, vindo a assumir o
controle majoritário a partir de 1988.
A Enia concorreu com grupos estrangeiros que vieram a se instalar no Brasil fabricando corantes para
o setor têxtil e, sempre acompanhando a evolução do
mercado, ampliou o seu negócio passando a fornecer
corantes para o setor de couro e, mais adiante,
corantes e alvejantes óticos para o setor de papel, sempre com tecnologia desenvolvida pelo seu corpo técnico e em instalações próprias.
Em fase mais recente, a Enia construiu o Centro
Tecnológico com as mais atualizadas instalações para
P&D e para reprodução em escala laboratorial dos
efeitos que os corantes e alvejantes óticos teriam de
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apresentar na aplicação final, o que permitiu, portanto, contribuir para que a decisão de compra do cliente se tornasse mais segura.
A assistência técnica prestada aos clientes para a
aplicação de seus produtos tornou o nome Enia e as
marcas de seus produtos bastante conhecidos e respeitados pelo mercado, o que certamente contribuiu
para a permanência da empresa por tantos anos, ao
longo dos quais tantas mudanças ocorreram, tais
como: política de governo, transformações de mercados, novos hábitos de consumo e evolução
tecnológica.
Eventos marcantes representaram um cenário de
mudança nos negócios. O fechamento ou fusão de empresas em um ambiente de globalização, a abertura
comercial do Brasil e o crescimento da concorrência
asiática foram motivos de ajustes para que a Enia se
estruturasse e se adequasse a novas realidades.
A empresa se modernizou no aspecto administrativo, através da sua profissionalização e da capacidade
de atrair para seu quadro de funcionários técnicos de
experiência em empresas de grande porte, permitindo,
assim, sua constante atualização, sem dispensar colaboradores de anos, com seus conhecimentos e memória.
A Enia, após tantas passagens em sua longa caminhada, continua atuando plenamente, reunindo condições para atender às necessidades atuais de seus
clientes e para representar de forma honrosa seu papel de empresa industrial brasileira.
Impressões e reflexões sobre o XVII Congresso Latino Americano de Química Têxtil
Sem dúvidas o XVII congresso da FLAQt, desta vez
organizado pela ABQCT, é o evento mais importante
na Amerca Latina na área têxtil e os organizadores acharam no Hotel Gran Mélia WTC em São Paulo um lugar
adequado e digno para este encontro. A organização não
deixou nada a desejar, os palestrantes escolhidos representaram alguns dos mais conceituados institutos têxteis do mundo, os temas abordados eram extremamente
atuais e prometeram um alto nível, o “timing” das palestras durante o congresso estava perfeito e o material
entregado em forma de CD é bastante completo e vai
deixar os curiosos e estudiosos ocupados por algum tempo. Parabéns a ABQCT, seu presidente Antônio Ajudarte
Lopes Filho e ao diretor técnico, Frits Herbold, e a sua
equipe organizadora.
A participação ao nível América Latina também estava garantida, apesar dos custos altos de deslocamento
dos participantes. Basta de falar em generalidades e vamos ao ponto.
O que trouxe este evento para mim como Professor
de ensino superior na área têxtil? Primeiramente o evento
proporcionou para mim a oportunidade de encontrar os
grandes mestres e pesquisadores nesta área em nível acadêmico e industrial vindo da Alemanha, da Espanha, de
Portugal, da Suíça, dos Estados Unidos e da América
Latina.
Muito louvável foram os painéis de discussão, que
contribuíram de forma construtiva para a interação entre os palestrantes e os participantes, e a reunião das
Universidades (instituições de ensino superior) dos diferentes paises para aproximar os esforços de ensino e
facilitar cooperações futuras e pesquisa também. O mesmo cabe dizer sobre o apoio financeiro da FLAQT – foi
confirmado durante o congresso a continuação deste
apoio - para projetos de pesquisa originais. Com certeza a pesquisa na área têxtil, e especialmente a investigação realizada em institutos de pesquisa e de ensino superior brasileiros ainda é pouca e precisa ser estimulada
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e apoiada. Quando comparamos o Brasil com os paises
da Europa, cuja indústria têxtil já está decaindo e migrando para a China e outros paises de baixo nível salarial, o Brasil tem ainda muito a oferecer para os pesquisadores Brasileiros, pois existe uma indústria nacional
na sua porta com equipamentos reais. Por outro lado, a
indústria brasileira da cadeia têxtil deveria aproveitar
este potencial e se juntar com os pesquisadores para
desenvolver produtos e processos novos. Se folharmos
algumas revistas internacionais na área têxtil, como o
Coloration technology o AATCC Review, o Textile
Research Journal, o Melliand Textilberichte ou o
Journal of the Textile Institute e outros encontramos
muito poucas publicações brasileiras. A própria revista
Química Têxtil sofre do mal da falta de artigos originais
de qualidade reconhecida pela CAPES para publicar nas
suas 4 edições por ano. Mais uma razão para estimular
a pesquisa nesta área e estimular a publicação destes
resultados. Precisamos de uma pesquisa mais forte e
projetos mais ousados nesta área para que possamos
concorrer e competir também em nível acadêmico e industrial com a Ásia e o resto do mundo.
O congresso mostrou muito bem que há várias frentes de trabalho para os diversos interesses como por
exemplo a nanotecnologia, a biotecnologia, a
espatulagem (coating) e a estamparia digital.
Com tantos pontos positivos os Professores Ivonete
Barcellos e Jürgen Andreaus lamentam somente que o
tempo, como sempre nestes eventos, é muito curto não
sendo possível assistir todas as palestras, falar com todos os especialistas e fazer todos os contatos que gostariam de fazer..
Parabéns novamente a ABQCT e aos organizadores
do evento.
Jürgen Andreaus e Ivonette O. Barcellos
Prof. do Dept. de Química da FURB - Universidade
Regional de Blumenau
Química Têxtil
n° 77/dez.04
Informe Equipamentos
Um caso suíço
Artigo gentilmente cedido por Reisky Máquinas Ltda*
Reduzir custos operacionais, produzir alta qualidade, reagir com flexibilidade às mais extremas exigências dos clientes: isto são contradições incompatíveis?
Não! A Schellenberg Textildruck AG de Fehraltorf, a
mais moderna empresa de acabamento para terceiros
na Suíça, venceu essas contradições através de investimentos inteligentes em seus equipamentos de
tingimento e acabamento.
Em entrevista a Jürgen Lamsfuss, redator chefe da
revista "Textilveredelung", publicada na edição 3/4 de
2004, Peter Schellenberg, presidente da Schellenberg
Textildruck AG, terminou com a frase: "Voltaremos a
investir também este ano. Trata-se de uma instalação
contínua para lavar tecidos sensíveis com largura útil de
até 260 cm, um investimento total de aproximadamente
2 milhões de francos suíços. Essa máquina deverá ser
fornecida ainda em abril de 2004".
Peter Schellenberg e o seu diretor técnico Urs Weder
optaram pela cooperação com a empresa alemã
Erbatech GmbH (antiga Brückner Apparatebau). Esta
empresa é especializada no desenvolvimento e na fa-
Figura 1. Descarga do compartimento principal
de lavagem de 3 estágios
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bricação de instalações contínuas de pré-tratamento
(lavagem/branqueamento) e de pós-tratamento de
tingimento. Já em outras ocasiões, a Erbatech provou
possuir grande know-how e muita experiência no tratamento úmido de artigos sensíveis, sejam eles tecidos
planos ou de malha aberta.
Em conjunto com a Schellenberg, a Erbatech melhorou o já comprovado conceito da máquina de lavar
"SCOUT" para atender as necessidades e prioridades
específicas de seu cliente. Gerou-se um conceito de
máquina "sob medida" para a lavagem após o tingimento
e a estamparia da Schellenberg.
O equipamento impressiona sobretudo pelos seus baixos valores de consumo, apresenta excelentes resultados de lavagem e, além disso, dá à Schellenberg um
elevado grau de flexibilidade na produção.
O cantão de Zurique não só é conhecido pelos mais
altos salários da Suíça, mas também pelos enormes encargos a respeito do meio ambiente. Água é considerada um bem precioso.
A nova instalação de lavagem possibilita a
Schellenberg a lavagem após o tingimento com um consumo de água de 4 litros/kg para tingimentos com tonalidades claras, até o máximo de 12 litros/kg para tonalidades escuras. Esse baixo consumo de água deve-se,
sobretudo, ao coração da instalação, o compartimento
de lavagem principal, composto de 12 estágios de lavagem. Ele permite longos tempos de permanência de até
30 minutos (2,5 minutos por estágio de lavagem). Além
disso, o equipamento, com um total de 18 estágios de
lavagem, trabalha em constante contra-fluxo de banho.
Figura 2. A instalação em funcionamento
O seu alto grau de automação que efetua todas as
regulagens de parâmetros, permite a uma única pessoa
operar a instalação. Após a escolha da respectiva receita no monitor "Touch-Screen", o equipamento se configura sozinho. Todos os dados podem ser transferidos
para um gerenciador central.
A passagem do tecido aberto por repetidos sistemas
de alargamento evita, de maneira segura, a formação de
pregas e o enrolamento das ourelas. Os compartimentos de lavagem de tambor, equipados com sensíveis controles de tensão, possibilitam um transporte cuidadoso
e praticamente sem tensão, que tem seqüência através
das três mesas de transporte do compartimento principal de lavagem em três pisos. Referente a eficiência de
lavagem e a solidez de cor, a máquina também impõe
critérios, visto que ela é composta por um total de 18
estágios de lavagem. Espremedores distribuídos estrategicamente garantem a necessária separação de banho
e conseqüente aumento da eficiência de lavagem.
A composição da máquina atende plenamente às necessidades especiais de flexibilidade de produção da
Schellenberg. Com seus 18 estágios de lavagem - 6 compartimentos de tambor e 12 estágios de lavagem por
penetração - pode se emendar lotes com tonalidades
diferentes e processá-las diretamente em seqüência - sem
parada de máquina. Com tonalidades pouco divergentes não há mais necessidade de troca de banho.
Em caso de grande variação de cor (por exemplo, amarelo/vermelho escuro), basta encaixar uma tela de 200 m
para realizar a troca do banho. Considerando o conteúdo
total de banho de 3.600 litros, a perda de água é baixa.
O equipamento também oferece flexibilidade em relação a variedade de qualidade de tecidos a serem processados. Como prestadora de serviços, a Schellenberg
Textildruck AG é confrontada com vasta variedade de
artigos. Graças ao sensível controle de tensão do material e ao seu cuidadoso transporte praticamente sem nenhuma tensão, agora a Schellenberg pode processar em
seqüência partidas de elasticidades variadas sem interrupções de operação.
Além da certificação "Öko-Tex-Standard 100" para
têxteis isentos de substâncias nocivas, a Schellenberg
já possui há aproximadamente 4 anos também a
certificação "Öko-Tex Standard 1000" de produção com
proteção ao meio ambiente. Atualmente somente 10
empresas de acabamento no mundo (incluindo tinturarias de fios) possuem essa certificação. Há dois anos, a
Schellenberg Textildruck AG conseguiu sua certificação
para o "COOP Naturaline". Sem dúvida, um justo motivo de orgulho para Peter Schellenberg. E esse novo investimento se encaixa perfeitamente nessa filosofia.
As primeiras experiências adquiridas com o novo
equipamento foram tão convincentes, que a Schellenberg
Textildruck AG já encomendou uma segunda instalação
em julho de 2004. Ela deverá ser utilizada para a lavagem de tecidos alvejados e mercerizados em processo
Pad Batch. O equipamento será fornecido em meados
de novembro, devendo iniciar sua produção em fins de
2004 e início de 2005.
* Traduzido de "Textilveredelung 9/10 de 2004" por Reisky
Máquinas Ltda. - www.reisky.com.br
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Química é o novo curso da Uninove
A partir do primeiro semestre de 2005, a Uninove
(Centro Universitário Nove de Julho) passa a oferecer,
entre seus mais de 40 cursos, a graduação em Química Licenciatura. Com duração de três anos, o curso será
oferecido nos campi Vila Maria e Vergueiro.
Um dos diferenciais do curso da Uninove será o
desenvolvimento da competência para ensinar nos futuros profissionais, uma vez que segue as novas exigências para a formação de professores, estipuladas
pelo MEC (Ministério da Educação). Isso gabaritará
o aluno a atuar em instituições de educação básica
(ensino fundamental e médio) nas redes pública e privada, centros de pesquisa e editoras responsáveis por
textos especializados em Química. Informações:
www.uninove.br.
Lavadora contínua em solvente SperottoRimar
Mais dois grandes fabricantes de malhas e tecidos
sintéticos mistos com Lycra investem na sofisticada
tecnologia fornecida pela SperottoRimar-Itália.
A Têxtil Matec Confecções Ltda. inaugurou há alguns meses em sua moderna fábrica a máquina modelo
Nova Ecoknit Color 240/800 que incorpora a
recentíssima tecnologia da lavagem posterior dos
tingimentos sobre PES. A lavagem contínua em solvente
substitui a tradicional lavagem redutiva, dispensando o
uso de agentes redutores.
A TDB Têxtil S.A., tradicional fabricante de variados artigos a base de Lycra, acaba de adquirir a máquina modelo Nova Ecowarp 250/1000 para atender às
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novas exigências qualitativas dos mercados interno e
externo, cada vez mais competitivos, bem como às suas
crescentes demandas.
Maiores informações pelo telefax (11) 3097.8704,
com Giovanni Manzo. E-mail: [email protected].
EMPRESAS PROCURAM
COLORISTA
Empresa de médio porte do setor têxtil (confecção infantil em malha), nacional, com mais de 10 anos no
mercado procura Colorista para trabalhar na cidade de
Pomerode/SC.
Requisitos: Profissional para atuar no desenvolvimento
de cores para estamparia rotativa e localizada, utilizando pastas clear e mix (a base de água) e em plastisol
(gel incolor). Ter conhecimentos de pigmentos e
corantes e suas respectivas proporções para seu equilíbrio e obtenção de solidez a lavagem e fricção dentro
dos padrões internacionais. Salário a combinar.
Contato: Interessados enviar currículo para
[email protected] ou entrar em contato com
Michelle pelo fone (47) 3041-0041.
TÉCNICO QUÍMICO TÊXTIL
Empresa procura o profissional acima para efetuar o
processo de tingimento do produto, preparando máquinas e/ou equipamentos, identificando parâmetros,
bem como inspecionando a produção, a fim de atender ao programa de produção dentro dos prazos, quantidades e padrões de qualidade preestabelecidos.
Requisitos: formação técnica, disponibilidade para trabalhar em turnos e mudança de residência (Piçarras/SC)
Os interessados devem enviar currículo com pretensão salarial para o e-mail [email protected]
ou para BR 101 KM 100 - Bairro Santo Antônio - Piçarras - SC - 88380-000 A/C RH.
Indústria química bate recorde de produção
A indústria química nunca produziu tanto como em
agosto. O IGP Abiquim-Fipe, índice empregado pela
Associação Brasileira da Indústria Química para acompanhar a evolução da produção do setor químico, atingiu o patamar de 131,3, o maior da história do setor. No
mês, a produção aumentou 2,93% e, no acumulado do
ano, o crescimento é de 8,31% em relação ao período
janeiro a agosto do ano passado. A Abiquim atribui o
crescimento à melhora do mercado interno e ao aumento das exportações.
As vendas internas de produtos químicos de uso industrial, que apresentaram o significativo aumento de
8,42% em agosto, acumulam no ano crescimento de
13,26%. O aumento das vendas é explicado pela maior
atividade de setores industriais relacionados ao
agronegócio e a exportações, como veículos. Agosto
trouxe mais um sinal positivo, com a melhora do mercado de tintas. Esses resultados também tiveram reflexos
sobre o número de empregados no setor, que aumentou
0,23% em agosto. No acumulado do ano, houve crescimento de 0,59% no total de pessoas empregadas pela indústria química.
Clariant bate recorde de vendas
com corante para a área têxtil
A Clariant recentemente conseguiu um expressivo
recorde de vendas na exportação da sua linha de corantes
para a área têxtil. O aumento, da ordem de 30%, se refere aos corantes reativos Drimaren, que atingiram em
agosto a marca de 1.000 toneladas exportadas este ano.
"Esse resultado é a comprovação de que a planta da
Clariant em Resende (RJ) tem custo competitivo e qualidade internacional, atendendo os mais exigentes mercados mundias, tais como: Estados Unidos, Suíça, México, Turquia, Indonésia, entre outros", afirma Paulo
Pimentel, gerente de corantes têxteis. Ele acrescenta que
outro motivo para o incremento das exportações é a versatilidade dos corantes.
Os corantes reativos Drimaren XN são especialmente desenvolvidos para tingimento de fibras celulósicas,
no processo por esgotamento, em artigos malhas e fios.
Tem como características principais a excelente
reprodutibilidade e altíssima solidez à lavagem e luz.
Os corantes reativos Drimaren CL são polifuncionais
para tingimento de fibras celulósicas. Possuem baixa
substantividade (na fase sal) e média reatividade - características que conferem enorme versatilidade de processos de tingimento.
"É possível trabalhar com estes corantes nos processos semicontínuos, contínuos (pad batch, pad dry steam
e outros) e também nos descontínuos (esgotamento 100%
Celulose ou mistos de PA/Cel e PES/Cel)", afirma
Pimentel. "Ainda é possível citar os altos índices de solidez do produto, com excelente lavabilidade e elevada
confiabilidade de processo, em termos de dependência
de sal, tempo, temperatura e relação de banho".
Rhodia investe e amplia a produção
de polímeros de nylon
A Rhodia está fazendo um investimento da ordem
de US$ 1 milhão na modernização e ampliação da capacidade de produção de polímeros de nylon da sua unidade em Santo André (SP), visando atender principalmente a demanda do mercado externo. Os polímeros
são utilizados para a fabricação de compostos plásticos
de engenharia destinados aos setores automotivo e eletro/
eletrônico, fios têxteis e fios industriais para pneumáticos e air bags. Com o investimento, que estará completado no primeiro trimestre de 2005, a capacidade total
de polimerização da Rhodia será acrescida de mais 15
mil toneladas anuais, destinadas a vendas no mercado,
principalmente para os Estados Unidos, Mercosul e Ásia.
“O mercado mundial de polímeros nylon apresenta
uma taxa anual de crescimento de 5% e existem oportunidades interessantes para o Grupo Rhodia ter uma posição de maior destaque no mercado de polímeros nessas três regiões, sobretudo nos Estados Unidos, onde as
produções a partir do Brasil têm correta competitividade,
77
além de não ficarem sujeitas às variações cambiais que
ocorrem por exemplo entre o euro e o dólar norte americano”, diz Luiz Carlos Fernandes, presidente Rhodia
Intermediários e Polímeros América do Sul.
A entrada em operação desse novo investimento deverá incrementar em 30 milhões de dólares anuais o
faturamento da Rhodia Intermediários e Polímeros
América do Sul, responsável também pelos negócios da
empresa na produção e comercialização do Fenol/Acetona, Bisfenol e Acido Adípico, que são insumos importantes para vários setores da economia nacional.
Em 2003, o faturamento da Rhodia IPAS alcançou
US$ 255 milhões, 75% desse total foram vendidos ao
mercado e os demais 25% alimentaram as cadeias de
produtos da Rhodia no Brasil. Nos nove primeiros meses de 2004, essa empresa do grupo Rhodia faturou 30%
acima do que o mesmo período do ano passado, com
um extraordinário crescimento em volumes.
A empresa concluiu recentemente um investimento
de US$ 10 milhões na ampliação de capacidade de produção de fenol/acetona em sua unidade industrial de
Paulínia, que passou a produzir 165 mil toneladas de
fenol por ano.
FEI desenvolve tecidos ecológicos
A parceria firmada entre o curso de Engenharia Têxtil do Centro Universitário da FEI e o estilista paranaense
Caio Von Vogt começa a gerar frutos. Recentemente, Vogt
apresentou à imprensa e convidados as peças confeccionadas com o tecido desenvolvido a partir da fibra da juta,
erva cultivada na Amazônia desde 1940, e aprimoradas
com técnicas de coloração não-poluentes pelos alunos e
professores do curso de Engenharia Têxtil da FEI.
Há mais de um ano, os professores e estudantes de
Engenharia Têxtil da FEI se empenham em pesquisar
novos corantes e técnicas de fixação e amaciamento do
tecido. “O nosso objetivo é despertar nos alunos uma
maior consciência ecológica no desenvolvimento de
processos e produtos”, afirma Regina Sanches, coordenadora do curso de Engenharia Têxtil da FEI.
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Extraídas de plantas naturais, como folha de mamona,
açafrão, macela e urucum, as cores foram produzidas
em 10 tons: salmão, rosa, verde-água, lilablau, terra,
amarelo-suave, azul-nice, marfim, carmim e vinho. O
preço do tecido é considerado inferior a tecidos como o
linho, o veludo e a seda: varia de R$ 12 a R$ 18 o metro.
Segundo o estilista, a participação da FEI no projeto
é essencial para o aperfeiçoamento do tecido. “A juta é
um produto muito rústico, que necessita de um cuidado
técnico muito especial”, explica Caio Von Vogt. A fibra
do produto é normalmente usada na confecção de sacaria e, por isso, é considerada de pouco valor para a indústria têxtil. “A proposta é mostrar a criação do primeiro tecido 100% natural e a importância deste projeto nas áreas sociais, culturais e ambientais”, afirma Vogt.
BASF apresenta Fundação Espaço ECO
Quem participou do IV Congresso Brasileiro de Unidades de Conservação em Curitiba, em outubro, conheceu um projeto pioneiro na América Latina: a Fundação
Espaço ECO, fruto de uma cooperação entre a BASF, a
GTZ (agência do governo alemão para a cooperação internacional), com adesão da UNIDO (Organização para
Desenvolvimento Industrial da ONU) e apoio da Prefeitura de São Bernardo do Campo, SENAI e SESI.
As obras para a construção da Fundação foram iniciadas em setembro deste ano e será um centro de excelência em desenvolvimento sustentável, disponibilizando
o primeiro centro de Ecoeficiência Aplicada da América Latina. Abrigará projetos de educação ambiental e
reflorestamento de uma área que faz parte do cinturão
verde da cidade de São Paulo e é considerada pela
UNESCO patrimônio ambiental mundial.
Até 2009, serão investidos cerca de R$ 4 milhões
para a conclusão do projeto. A previsão é de que as atividades da Fundação sejam iniciadas no início do próximo ano.
As análises que serão realizadas pelo Centro Regional de Ecoeficiência comparam produtos e processos a
fim de avaliar qual é o mais ecoeficiente, ou seja, aquele que mais satisfaz aos requisitos econômicos, sociais
e ambientais. Essa análise tem como base a metodologia
de avaliação do ciclo de vida dos produtos e processos,
de acordo com conceitos que combinam requisitos
ambientais, avanços econômicos e necessidades sociais. A inovadora ferramenta é certificada por institutos
independentes e foi desenvolvida e aperfeiçoada na
BASF AG, Alemanha.
Com a criação da Fundação, a análise de
ecoeficiência será colocada à disposição de empresas
interessadas em utilizar a metodologia para avaliar a
ecoeficiência de seus produtos e de seus processos, cujos
resultados podem ser publicados e levados ao conhecimento do consumidor final de diversas formas. Em outras palavras, a análise possibilita agregar vantagem
competitiva ao produto e às empresas que a usam.
Corantes dispersos estabelecem novos
padrões para a estamparia digital
A DyStar está lançando os quarto primeiros corantes
dispersos para jato de tinta - Jettex D (CMYK) para estamparia digital em poliéster. Essa linha estabelece novos padrões: ao contrário dos corantes para sublimação
(corantes para transfer) eles garantem ótima intensidade de cor e brilho, boa cobertura do espectro de cores,
alta solidez e ótima fixação, utilizando-se de todos os
métodos comuns de fixação.
Jettext D são corantes dispersos a base de água que
utiliza em sua fabricação uma nova tecnologia de formulação para garantir uma alta estabilidade. São idênticos aos corantes dispersos utilizados na estamparia convencional em poliéster, o que garante uma maior
confiabilidade no processo, transferência laboratórioprodução e reprodutibilidade de cores.
Esses corantes são particularmente adequados para
estamparia digital de bandeiras, banners, materiais de
propaganda e roupas femininas. Alta solidez à luz. Em
tecidos com anti-chama tipo Trevira® CS, há redução
desta propriedade.
Novos corantes estão sendo desenvolvidos para completar as quatro tonalidades básicas lançadas. O novo
Jettex D complementa a linha de corantes reativos Jettex R e a de corantes ácidos - Jettex A, já disponíveis
no mercado.
Rhodia lança projeto para valorizar
indústria de calçados
A Rhodia, uma das empresas pioneiras do desenvolvimento industrial do país, está lançando o projeto
“Rhodia Footwear Technology” para valorizar a indústria de calçados brasileira, um dos setores mais importantes da pauta de exportações do país. O objetivo é colocar nesse segmento toda a sua competência no desenvolvimento de novas tecnologias, a partir dos seus laboratórios instalados no país e com parcerias com empresas do setor.
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“O que queremos com esse projeto é transferir para
toda a cadeia produtiva o conhecimento do mercado e o
expertise em tecnologia que desenvolvemos ao longo
de 85 anos de atividades no país”, afirma José Luiz Redondo, gerente geral da Rhodia Sílica Systems e coordenador do grupo de trabalho da empresa voltado para
o segmento de calçados.
Segundo ele, o projeto é inspirado no projeto de desenvolvimento que a empresa realizou no setor têxtil
desde meados dos anos 50, quando introduziu no Brasil
a produção de fios têxteis sintéticos. O trabalho integrado entre a Rhodia, a indústria de calçados, a indústria de
componentes para calçados e os estilistas visa responder às necessidades e os desejos dos consumidores finais, sejam brasileiros ou estrangeiros, com um produto
de qualidade, confortável, que incorpore novos materiais e que sejam bonitos, ou seja, tenham um apelo de
moda importante.
A Rhodia também é um dos principais apoiadores
do projeto de realização do livro “O calçado e a moda
no Brasil - Um olhar histórico”, uma iniciativa da
Assintecal - Associação Brasileira de Empresas de Componentes para Couro, Calçados e Artefatos - que resgata a história do setor desde os tempos do Brasil Colônia
até o final do século XX e aponta as tendências para as
próximas décadas.
Indústria química realiza 80% de suas
compras via comércio eletrônico
A indústria química transaciona 80% dos 27 mil pedidos de compras anuais por meio do mercado eletrônico. Foi em uma das reuniões do Grupo Gesup (Gestores
de Suprimentos) da Abiquim, há três anos, que a BASF
iniciou os estudos referentes ao comércio eletrônico em
compras. Certa das vantagens que as ferramentas poderiam proporcionar aos negócios da companhia, a indústria química foi a campo conhecer como as empresas de
business to business disponíveis no mercado trabalhavam. Experiência e know how fizeram do Mercado Eletrônico (www.me.com.br) o marketplace escolhido pela
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BASF, tornando-a pioneira em B2B no segmento. Hoje,
dois anos e meio após o início da utilização do Mercado
Eletrônico, dos 27 mil pedidos de compras anuais feitos
pela BASF, cerca de 80% são feitos eletronicamente.
No início de sua utilização este número chegava a apenas 5%. Com o sucesso da implementação a empresa
no Brasil tornou-se modelo e já está estudando a possibilidade de expandir os serviços para as unidades da
América do Sul.
DyStar está adquirindo o Grupo Rotta
A DyStar, empresa líder mundial em corantes têxteis, assinou um contrato para adquirir as atividades do
Grupo Rotta, fabricante de produtos químicos auxiliares para as indústrias têxteis, couros e papel. A aquisição compreende os negócios da Rotta na Alemanha e
suas subsidiárias no Brasil, China, França, Itália e Turquia. A empresa tem 200 empregados e atende a 1.300
clientes em 80 países.
"A aquisição da Rotta é o primeiro passo em direção
ao futuro. Os produtos comercializados por nossas duas
companhias encaixam-se de maneira excelente, habilitando-nos a oferecer aos nossos clientes tanto os corantes
têxteis quanto os auxiliares. Dessa forma, a DyStar está
iniciando a adaptação de sua estrutura - reflexo das dramáticas alterações das condições do mercado", explicou o CEO da DyStar Dr. Clemens Willée. Detalhes financeiros da negociação não serão divulgadas.
Alfred Mittelmann, Diretor Administrativo da Rotta,
que será responsável pelo negócio de auxiliares na
DyStar no futuro, está otimista com a transação. Da mesma forma que a DyStar em corantes, a Rotta é o maior
fornecedor de auxiliares para a indústria têxtil. Seu
portfolio compreende produtos para pré-tratamento,
auxiliares para tingimento, produtos para acabamento
de resinas, coating, tratamento de lã e acabamento de
fios. Outra linha forte da empresa é a de produtos para
acabamentos de couro para a indústria automobilística,
de móveis e calçados. A Rotta também comercializa
auxiliares para a indústria de papel.
CONTROLE DE QUALIDADE TÊXTIL
Procedimento de Ensaio IPT DQ-LPTex-PE 19.0.11
IPT
Laboratório de produtos têxteis
Exposição à luz fluorescente, radiação UV-B 313 nm,
para materiais não metálicos
Parte integrante da revista Química Têxtil n° 77/dez..2004
1. OBJETIVO
Este procedimento prescreve o modo pelo
qual se avalia a resistência de materiais, a solidez da cor ou qualquer outra alteração física ou
visual que se deseja avaliar, à radiação
ultravioleta destinada a reproduzir aceleradamente os efeitos do intemperismo que ocorrem quando são expostos à luz solar, no uso real, sob a
ação de chuva ou orvalho.
Neste procedimento usa-se a lâmpada fluorescente UVB-313, cuja radiação primária origina-se de um arco de mercúrio de baixa pressão,
que é transformada em elevado comprimento de
onda através de fosfato fluorescente.
A radiação ultravioleta é aquela energia radiante na qual os comprimentos de onda dos componentes monocromáticos, são inferiores àque-
les da radiação visível e superiores a 100 nm.
Os limites dos espectros de radiação ultravioleta
se situam entre 400 e 100 nm e se dividem em
três tipos:
UV-A, no campo espectral de (315-400) nm; (lâmpada fluorescente UV tipo I)
UV-B, no campo espectral de (280-315) nm; (lâmpada fluorescente UV tipo II)
UV-C, no campo espectral de (100-280) nm.
A Figura 1 apresenta os comprimentos de onda
da luz solar e a irradiância nas regiões visível e
ultravioleta e os da luz UV-B do aparelho C-UV.
A Figura 2 apresenta a irradiância da lâmpada UV-B 313, com pico de irradiância da ordem
de 313 nm, com e sem filtro do vidro de janela, e
a luz solar com filtro do vidro de janela(2)
Quanto à ação da radiação UV, apresentamos
a Tabela 1(1).
Apesar do fato da radiação UV-B representar só aproximadamente 1,7%
da energia solar, há muitos casos de
sua predominância na degradação de
materiais devido a ação sinérgica com
o intemperismo, isto é, sob a ação da
luz (comprimento de onda da radiação),
umidade e temperatura.
Embora as lâmpadas UV-A permitam uma conclusão mais próxima do
intemperismo real, as lâmpadas UV-B
são usadas mais amplamente que as
UV-A, porque, para a maioria dos materiais de revestimentos, a lâmpada
UV-B produz resultados aceitáveis,
principalmente àqueles materiais mais
sensíveis à umidade.
Para ilustração, apresentamos na Tabela 2 os
espectros de ativação de polímeros.
2. CAMPO DE APLICAÇÃO
Este procedimento é aplicável aos materiais não
metálicos, dos quais deseja-se avaliar o espectro
de ativação dos polímeros que normalmente apresentam comprimentos de onda de ativação máxima, na faixa da radiação, como mostra a Tabela 2.
Para a maioria dos materiais de revestimentos, a radiação UV-B acelera
sua deterioração duas vezes mais rápido que a
radiação UV-A. Por isso, no caso de se ensaiar
uma amostra com as lâmpadas que emitem radiações UV-B e UV-A e observar-se como única
diferença a velocidade e não o tipo de deterioração, perceber-se-á a vantagem do ensaio com a
lâmpada UV-B.
Como o vidro de janela usado como filtro de
luz elimina a maioria dos comprimentos de onda
da região de 310 nm, as lâmpadas UV-B 313
não são recomendadas para simulações da luz
solar através do vidro de janela ( "indoor" ). Por
isso, o equipamento CUV não é recomendado
para materiais onde vidro ou plástico transparente façam parte da superfície a ser exposta do
corpo-de-prova, a não ser que se queira.
3. REFERÊNCIA
ISO 4892.3-1994
Plásticos - Métodos de exposição a fontes de luz de laboratório Parte 3: Lâmpadas fluorescentes UV.
4. NORMAS COMPLEMENTARES
4.1. DQ-LPTex-PE 10.0.15 - 2002
Escala
cinza para a avaliação da alteração da cor
nos ensaios de solidez da cor de têxteis.
4.2. ISO 4582 - 1998 Plásticos - Determinação
da alteração da cor e variações em propriedades após exposição à luz do dia sob
vidro, intemperismo natural ou luz artificial.
5. EQUIPAMENTOS E MATERIAIS
5.1. Aparelho CUV, Ultravioleta "B"/Condensação,
código CUV-01, marca Comexim, Sistema Acelerado de Envelhecimento para Não Metálicos, usando um grupo de quatro lâmpadas fluorescentes no
painel dianteiro e outro grupo também de quatro
lâmpadas fluorescentes no painel posterior;
5.1.1. Lâmpadas UV-B 313, substituídas a cada
1600 h de uso, conforme Figura 3 - Reposição
escalonada de lâmpadas. Essas lâmpadas tipo
II têm uma distribuição espectral de radiação com
picos próximos à linha do mercúrio, de 313 nm.
Elas emitem teores significantes de radiação
abaixo de 300 nm, comprimento de corte nominal da radiação solar, que poderá resultar em
processos de envelhecimentos que não ocorrem
ao ar livre.
rações da cor e aspectos superficiais, ensaia-se
somente um corpo-de-prova;
7.3. Quando, após o ensaio no aparelho CUV deseja-se determinar alterações mecânicas, verificar
no ensaio mecânico correspondente o número
mínimo de corpos-de-prova e suas dimensões;
7.4. Para corpos-de-prova de materiais isolantes, como madeira, plástico, laminados porosos,
etc., a espessura máxima deve ser de 20 mm;
7.5. Identificar cada corpo-de-prova com tinta indelével, em área que não será usada nos ensaios mecânicos, visuais e outros.
5.1.2. Os suportes dos corpos-de-prova podem
ser de materiais resistentes à corrosão que não
afetam os resultados como ligas de alumínio e
aço inox resistentes à corrosão. Bronze, aço ou
cobre não devem ser utilizados próximos aos
corpos-de-prova.
6. ATMOSFERA PADRÃO DE ENSAIO
Neste procedimento as amostras e os corposde-prova não precisam ser condicionados e ensaiados na atmosfera padrão de ensaio (conforme ISO 139-73).
7. PREPARAÇÃO DOS CORPOS-DE-PROVA
7.1. As dimensões dos corpos-de-prova podem ser variáveis, desde que caibam nos suportes do aparelho, de acordo com o ensaio
que se deseja efetuar. É recomendado um
corpo-de-prova quadrado de dimensões mínimas de (100 ± 5) mm;
7.2. Quando se deseja avaliar somente as alte-
8. PROCEDIMENTO E APRESENTAÇÃO
DOS RESULTADOS
8.1. Antes de expor os corpos-de-prova à radiação ultravioleta, verificar se ensaios mecânicos
serão posteriormente efetuados. Se o ensaio for
destrutivo, usar dois corpos-de-prova excedentes da quantidade mínima especificada no ensaio mecânico;
8.2. Montar os corpos-de-prova nos suportes do
aparelho CUV de modo que não estejam sujeitos à tensão. Verificar se as condições de exposição são uniformes, preenchendo, se preciso,
todos os espaços vazios dos suportes, com painéis de material resistente à corrosão;
8.3. As avaliações de alteração da cor e da aparência e propriedades superficiais (vide itens 8.8 e
9.1) são efetuadas baseando-se na comparação
com corpos-de-prova não expostos, armazenados
no escuro. Não é recomendado o uso de anteparos opacos cobrindo parte da superfície dos corpos-de-prova durante a exposição para depois
comparar-se a parte exposta e não exposta às ra-
diações. Esse sistema é passível de fornecer resultados imprecisos, porque a parte coberta dos
corpos-de-prova permanece exposta à temperatura e à umidade, que poderão afetar o material;
8.4. Quaisquer condições de ensaio podem ser
usadas desde que detalhadas com exatidão no
Relatório de Ensaio. A Tabela 3 indica algumas
condições de exposição representativas, obtidas
da norma ASTM G 154-2000. Essas condições
não são necessariamente as recomendadas. Elas
são somente condições de referência.
Observações:
1) O ciclo 1 tem sido largamente utilizado para
revestimentos espalmados; o ciclo 2 tem sido
usado para materiais de exterior automotivo; o
ciclo 3 tem sido usado para materiais de coberturas (telhados);
2) Ao selecionar programas de exposição UV
seguido por condensação é preciso lembrar que
o aparelho leva até 2 h para elevar a temperatura da água, da temperatura ambiente até a ebulição. Portanto, quando se indica que se está
usando 4 h de condensação, na verdade obtémse somente 2 h de condensação efetiva em regime contínuo. Não se pode efetuar ciclos de ex-
posição com menos de 4 h de condensação.
Suponhamos que um cliente solicite ciclos de
exposição com somente 1 h ou 2 h de condensação, isso é inviável porque, nesses ciclos, ainda não houve formação de vapor ou, no mínimo,
está se iniciando a condensação do vapor no corpo-de-prova. Qualquer ensaio feito nessas condições apresentará resultados iguais a ciclos sem
condensação. Portanto, para se obter resultados corretos, independentemente das características do corpo-de-prova, é indispensável utilizar no mínimo 4 h de condensação. O emprego
de tempos de condensação superiores a 4 h talvez venha a ser necessário, em amostras especiais de difícil umectação.
3) A temperatura superficial dos corpos-de-prova é um item de ensaio essencial. Geralmente
os processos de degradação são acelerados com
o aumento da temperatura. O aumento da temperatura em 10ºC provoca uma aceleração de
até 100% do efeito degradante. A temperatura
do ensaio deve ser registrada na metade do tempo do ciclo de luz e quinze minutos antes do término do ciclo de condensação.
4) As lâmpadas fluorescentes UV emitem relativamente pouca radiação no infravermelho, com-
paradas com as fontes de arco de xenônio e de
carbono. Nos equipamentos com lâmpadas fluorescentes UV o aquecimento primário da superfície dos corpos-de-prova é por convecção do
ar aquecido, passado diante do painel com os
corpos-de-prova. Por isso há uma diferença mínima entre: termômetros isolados ou não, de painel branco ou negro; da superfície do corpo-deprova; do ar na câmara do aparelho; ou em amostras de diferentes cores.
8.5. Programar o aparelho para os ciclos prédeterminados, a fim de operar continuamente durante todo o período de exposição do ensaio. As
interrupções para a manutenção do equipamento ou para a inspeção dos corpos-de-prova devem ser as menores possíveis;
8.6. Como a irradiância nos painéis frontal e pos-
terior variam ao longo do comprimento do painel, para a exposição de até três corpos-de-prova deve-se utilizar a região central dos painéis,
não havendo a necessidade de efetuar-se o rodízio dos mesmos. Para a exposição de quatro
a mais corpos-de-prova deve-se efetuar o rodízio como segue, (Figura 4):
8.6.1. Para até treze corpos-de-prova de (29,0 X
7,5) cm:
a) Numerá-los de 1 a 13, da esquerda para direita;
b) Retiram-se dos painéis os corpos-de-prova da
posição 1 e 13;
c) Deslocam-se os corpos-de-prova das posições
2 até 7, de uma posição à esquerda; e os corpos-de-prova das posições 8 até 12, de uma posição à direita;
d) Recoloca-se o corpo-de-prova que estava na
posição 1 para a posição 7, e o corpo-de-prova
que estava na posição 13 para a posição 8, conforme a Figura 4.
OS), efetuar os ensaios de acordo com seus respectivos procedimentos de ensaio;
8.6.2. Para até vinte e seis corpos-de-prova de
(15,0 X 7,5) cm:
Nesse caso, além do rodízio indicado no item
8.6.1, é necessário alterar a cada parada, também, as posições "A"/"B" (vide Figura - 4) dos corpos-de-prova, girando-os, dentro dos suportes,
num ângulo de 180°, de modo que a posição "A"
que se encontrava na parte superior fique agora
na parte inferior, e assim sucessivamente durante todo o rodízio girando-se os corpos-de-prova.
8.10. Apresentar no Relatório de Ensaio:
· O tipo de lâmpadas fluorescentes UVB usadas;
· O número de corpos-de-prova submetidos às
radiações UVB;
· Especificar o ciclo de exposição e o número
total de horas de exposição;
· A temperatura da câmara durante o ensaio no
ciclo de luz e no ciclo de condensação;
8.6.3. A periodicidade do rodízio dos corpos-deprova deve ser da seguinte ordem:
a) Para ensaios até 200 h de exposição, efetuar o
rodízio na metade do tempo total de exposição.
b) Para ensaios superiores a 200 h de exposição, efetuar o rodízio a cada quatro dias.
8.7. Se for necessária a remoção dos corpos-deprova para inspeção periódica, cuidar para não tocar ou desarranjar a sua superfície. Após a inspeção, o corpo-de-prova é recolocado na câmara com
sua superfície na mesma orientação em que estava anteriormente, a não ser no caso de retirada
para rotação do corpo-de-prova, vide item 8.6.
8.8. Concluída a exposição, após a secagem do
corpo-de-prova ao ar, avaliar a solidez da cor
quanto a sua alteração, de acordo com o Procedimento de Ensaio DQ-LPTex-PE 10.0.15 - 2002
- Emprego da escala cinza para a avaliação da
alteração da cor em materiais têxteis;
8.9 Quando se deseja quantificar outras propriedades do corpo-de-prova exposto à radiação
UVB, como suas propriedades superficiais, mecânicas ou outras (vide item 9 - COMENTÁRI-
· Qual face da câmara o ensaio foi realizado e a
sua irradiância média central em W/m2 pela banda de 300 a 312 nm;
. Especificar o processo de reposicionamento (rodízio) dos corpos-de-prova adotado;
· O resultado numérico da alteração da cor dos
corpos-de-prova;
· A aparência / propriedades superficiais do corpo-de-prova após o ensaio, (item 9.1);
· Se solicitado, a variação das características
mecânicas e outras (itens 9.2 e 9.3).
9. COMENTÁRIOS
As variações na aparência e propriedades superficiais são estimadas qualitativamente podendo ser expressas numa escala registrada entre
as partes. Recomenda-se a seguinte estimativa:
·
·
·
·
Nenhuma variação
Variação mal perceptível
Variação moderada
Variação substancial
(NV)
(VMP)
(VM)
(VS)
Esta escala é arbitrária e embora de muito uso
ao se avaliar simultaneamente muitos corposde-prova, é preciso muito cuidado na interpretação dos resultados de diferentes observadores.
Os efeitos destrutivos do intemperismo acelera-
do, compreendem normalmente:
9.1. Aparência e propriedades superficiais;
9.1.1. Alteração da cor;
9.1.2. Perda de brilho ("gloss lost") pela ação da
umidade, luz e calor;
9.1.3. Transparência ou fosqueamento ("Haze"
ou "Hazing") perda ou migração de componentes da amostra;
9.1.4. Exudação, afloramento ("Blooming");
9.1.5. Formação de fina camada de pó na superfície do corpo-de-prova ("Chalking") ou
calcinação;
alongamento à ruptura;
9.2.2. Propriedades de flexão;
9.2.3. Resistência ao impacto;
9.2.4. Resistência ao rasgamento;
9.1.6. Ataque biológico pelo desenvolvimento de
microorganismos;
10. NORMAS TECNICAMENTE
EQUIVALENTE
9.1.7. Aparência de teia de aranha ("Crazing");
9.1.8. Aparecimento de bolhas ("Blistering") em
revestimentos secos, pela ação da falta de aderência ao substrato;
9.1.9. Aparecimento de pequenas bolhas, tipo
fervura ("Embrittlement") pela ação de umidade
e calor;
9.1.10. Curvatura do urdume ("Warping");
9.1.11. Delaminação;
9.2. Propriedades mecânicas;
9.2.1. Propriedades de tração, principalmente
9.3. Outras propriedades;
9.3.1. Variações de comprimento, largura e espessura;
9.3.2. Variação de massa;
9.3.3. Variações de densidade, e outras propriedades (Ver ISO 4582-1998, Anexo A.3)
ASTM G 154 - 2000 Standard Pactice for
Operating Fluorescent Light Apparatus for
UV Exposure of Nonmetallic Materials.
ASTM G 151 - 2000 Standard Pactice for
Exposing Nonmetallic Materials in
Accelerated Test Devices that Use
Laboratory Light Sources.
Eraldo Maluf - Laboratório de Produtos Têxteis - IPT
tel. (11) 3767.4664 / e-mail: [email protected] - www.ipt.br
O PODER DO ENTUSIASMO
A palavra entusiasmo vem do grego e significa “ter Deus dentro de si”.
Os gregos eram politeistas. A pessoa entusiasmada era aquela possuída por um
dos deuses e, por causa disso, poderia transformar a natureza e fazer coisas
acontecerem. Assim, se você fosse entusiasmado por Ceres, Deusa da
Agricultura, seria capaz de fazer acontecer a melhor colheita e assim por diante.
Só pessoas entusiasmadas eram capazes de vencer os desafios do cotidiano.
Era preciso, portanto, entusiasmar-se.
O entusiasmo é diferente do otimismo.
Otimismo significa acreditar que uma coisa vai dar certo. Talvez até torcer para
que ela dê certo. Muita gente confunde otimismo com entusiasmo. No mundo de
hoje é preciso ser entusiasmado.
A pessoa entusiasmada é aquela que acredita na sua capacidade de
transformar as coisas, de fazer dar certo. Entusiasmada é a pessoa que acredita
em si. Acredita nos outros. Acredita na força que as pessoas têm de transformar
o mundo e a própria realidade.
Só há uma maneira de ser entusiasmado. É agir entusiasticamente!
Se formos esperar ter as condições ideais primeiro para depois nos
entusiasmarmos, jamais nos entusiasmaremos com coisa alguma, pois sempre
teremos razões para isso.
Não é sucesso que faz o entusiasmo. É o entusiasmo que traz o sucesso.
Há pessoas que ficam esperando as condições melhorarem, a vida melhorar, o
sucesso chegar para depois se entusiasmarem.
A verdade é que jamais se entusiasmarão com coisa alguma. O entusiasmo é
que traz a nova visão da vida.
Como vai o seu entusiasmo pelo Brasil, por sua empresa, por seu emprego, por
sua família, por seus filhos, por seus estudos, pelo sucesso dos seus amigos?
Se você é daqueles que acham impossível entusiasmar-se com as condições
atuais, acredite: jamais sairá desta situação.
É preciso acreditar em você. Acreditar na sua capacidade de vencer, de construir o sucesso, de transformar a realidade.
Deixe de lado todo o negativismo. Abandone a descrença e seja entusiasmado
com sua vida e principalmente entusiasmado com VOCÊ.
Você verá a diferença. SUCESSO!!
Um feliz Natal a todos e um
Ano Novo entusiasmado.

edit orial

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