Desenvolvimento e caraterização de tintas funcionais naturais para aplicação têxtil

Dissertação de mestrado em Técnicas de Caracterização e Análise Química
A indústria têxtil é a segunda maior indústria poluente, sendo responsável por 10 % das emissões de carbono globais e por 20 % da água residual de todo o planeta. Esta água residual geralmente contém surfactantes, corantes, pigmentos, resinas, agentes quelantes, agentes dispersantes, sais inorgânicos, metais pesados, entre outros. Assim, um dos principais objetivos da indústria têxtil é a sua transição para uma produção mais sustentável e uma economia circular. Com este intuito, foi desenvolvida neste trabalho uma pasta de estampar de origem 100 % biológica, em que os únicos constituintes desta pasta são um biopolímero com propriedades de espessante e agente promotor de ligação, a substância corada proveniente de base natural ou resíduo natural e água como solvente. Numa fase inicial, e de forma a perceber a viabilidade da dupla função do biopolímero, foram adicionados corantes naturais já comercializados, que após estudo e otimização da pasta de estampar, foram substituídos por resíduos naturais, provenientes de diversas indústrias locais, de forma a promover a economia verde e circular. Durante a formulação da pasta, foram controlados diversos parâmetros: pH, viscosidade, tamanho de partícula e concentração dos constituintes da pasta. No que respeita à aplicação da pasta, esta foi aplicada por estamparia convencional em vários substratos têxteis: malha 100 % algodão, malha 100 % algodão pré-tratada e um tecido 97 % algodão/3 % elastano. Após as lavagens do processo, foram realizados testes de controlo de qualidade, que simulam as condições de conservação e limpeza dos têxteis, nomeadamente de solidez à luz e solidez à lavagem. Com base nos resultados obtidos nos testes de solidez foi possível otimizar a formulação da pasta de estampar, o processo estampagem e a opção por um pré-tratamento. Após essa otimização, a mesma formulação foi testada com diversos resíduos naturais: resíduo de bagaço, resíduo de mimosa, casca de pinheiro e casca de eucalipto. Estas amostras foram caraterizadas através dos testes de solidez à luz, solidez à lavagem e solidez à fricção a seco e a húmido. Os resultados obtidos permitem concluir que a formulação desenvolvida é viável, conseguindo-se obter resultados satisfatórios tanto em corantes naturais como resíduos naturais.
The textile industry is the second largest polluting industry, accounting for 10 % of global carbon emissions and 20 % of the planet's wastewater. This wastewater usually contains surfactants, dyes, pigments, resins, chelating agents, dispersants, inorganic salts, heavy metals, among others. Thus, one of the main objectives of the textile industry is its transition to a sustainable production and a circular economy. For this purpose, in this work a 100 % biological printing paste was developed, in which the only constituents of this paste are a biopolymer with thickening and binding agent properties, the colored substance from a natural base or natural residue and water as a solvent. In an initial phase, and in order to understand the feasibility of the dual function of the biopolymer, natural dyes that were already commercialized were added, which after studying and optimization of the printing paste, these dyes were replaced by natural residues, coming from various local industries in order to promote a green and circular economy. During the formulation of the paste, several parameters were controlled: pH, viscosity, particle size and concentration of the paste's constituents. Regarding the application of the paste, it was applied by conventional printing on various textile substrates: 100 % cotton knitted fabric, 100 % pre-treated cotton knitted fabric and a 97 % cotton /3 % elastane woven fabric. Quality control tests were carried out that simulate the conditions of conservation and cleaning of the textiles, namely light fastness and wash fastness. Based on the results obtained in the fastness tests, it was possible to optimize the formulation of the printing paste, the process of printing and the option for a pre-treatment. After this optimization, the same formulation was tested with several natural residues: grape pomace residue, mimosa residue, pine bark and eucalyptus bark. These samples were characterized through light fastness, washing fastness and dry and wet rubbing fastness tests. The results obtained allow us to conclude that the developed formulation is viable, achieving satisfactory results both in natural dyes and natural residues.