O TINGIMENTO DE ALGODÃO COM CORANTES NATURAIS UTILIZANDO A QUITOSANA COMO AGENTE CATIONIZANTE

TINGIMENTO DE ALGODÃO COM CORANTES NATURAIS UTILIZANDO A QUITOSANA COMO AGENTE CATIONIZANTE

Leirielli O. B. Fraile1, Márcia G. Silva2(*)., Alexandre J. S. Ferreira3, António P. G. V. Souto4, Fernando R. Oliveira5, Nivea T. Vila6

1,2,6 Departamento de Engenharia Têxtil, Universidade Estadual de Maringá, Goioerê, Brasil

3,5 Departamento de Engenharia Têxtil, Universidade Federal de Santa Catarina, Blumenau, Brasil

4 Departamento de Engenharia Têxtil, Universidade do Minho, Guimarães, Portugal

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Resumo

O tingimento convencional de algodão envolve a utilização de grande quantidade de água e o emprego de altas concentrações de eletrólitos visando aumentar a absorção do corante pela fibra. No entanto os eletrólitos adicionados ao tingimento não são totalmente eliminados durante o tratamento dos efluentes residuais o que gera grande impacto ambiental. O presente trabalho buscou avaliar a efetividade do tratamento catiônico com quitosana no tingimento de tecidos de algodão utilizando extratos de corantes naturais de erva-mate (Ilex paraguariensis) e hibisco (Hibiscus sabdariffa L.) como uma alternativa à utilização de eletrólito. As amostras tingidas foram submetidas a uma avaliação do rendimento tintorial e das coordenadas colorimétricas através do espectrofotômetro.  Os parâmetros de solidez à lavagem, à fricção e ao suor também foram investigados. Os extratos corantes de erva-mate e de hibisco mostraram-se efetivos para o tingimento das fibras de algodão e a cationização com quitosana demonstrou ser um processo eficiente na substituição dos eletrólitos no tingimento do algodão.

Palavras-chave: Tingimento natural, quitosana, algodão, agente cationizante. 

1. INTRODUÇÃO

O algodão é uma fibra de origem natural composta quase por completo de celulose, utilizada em todo o mundo e em grande escala. Para agregar seu valor na comercialização de produtos, o algodão recebe o tratamento de tingimento.

Os corantes sintéticos que são utilizados nos tingimentos atualmente consomem grande quantidade de eletrólitos (NaCl), para que ocorra melhor absorção do corante no tecido (SHU et al., 2004).

As fibras celulósicas ao entrar em contato com o banho de tingimento produzem cargas moderadamente negativas, devido à ionização dos grupos de hidroxila existentes em sua fórmula química, ao mesmo tempo que os corantes adequados para o algodão também possuem cargas aniônicas fazendo assim corante e fibra se repelirem. Sendo assim, é necessária a utilização de grandes quantidades de eletrólitos para diminuir a repulsão entre eles visando obter a exaustão do corante na fibra. Entretanto esses eletrólitos adicionados não são totalmente removidos durante o tratamento dos efluentes residuais, causando grande impacto ambiental (CHATLOPADHYAY, 2001).

Especificamente no caso dos corantes naturais, o tingimento do algodão na maioria dos casos não apresenta boas propriedades de solidez. Visando colmatar esta questão são utilizados mordentes que são substâncias que contribuem para fixar o corante na fibra. Os mordentes podem ser divididos em metálicos, taninos e óleos mordentes (SAMANTA; KONAR, 2011). Contudo, a maioria dos mordentes metálicos são tóxicos para o ecossistema (PRABHU; BHUTE, 2012).

Considerando os efeitos nocivos da descarga de corantes sintéticos, mordentes metálicos e sal no meio ambiente, a preocupação vem aumentando a nível mundial e cada vez mais discutem-se formas de diminuir esse impacto. Uma das alternativas é utilizar corantes naturais, tais como a erva-mate e o hibisco, sem adição de eletrólitos e mordentes e empregar um agente cationizante biocompatível no tecido, objetivando a fixação dos corantes na fibra.

A erva-mate (Ilex paraguariensis) é uma planta nativa da região subtropical da América do Sul. Suas folhas e caules são amplamente consumidos como chás e bebidas quentes e frias. O mate é considerado um estimulante do sistema nervoso central, com propriedades tônicas, diuréticas e antioxidantes. Estudos revelaram importantes compostos químicos em sua composição, possibilitando seu uso em novos produtos, como medicamentos, corantes, conservantes de alimentos, produtos de higiene e cosméticos. As substâncias conhecidas, responsáveis pelo tingimento, como flavonoides rutina e quercetina, estão presentes na composição da erva-mate em teores que variam de 0,006% a 1,3% e de 0,003% a 0,4% em folhas secas respectivamente (GIACOMINI et al., 2016).

O hibisco (Hibiscus sabdariffa L.) é uma planta tropical nativa da Índia e da Malásia, pertencente à família das Malváceas. Trata-se de uma planta amplamente encontrada nos trópicos e subtrópicos de ambos os hemisférios e tornou-se naturalizada em muitas áreas da América, onde a planta tem sido utilizada. Seus extratos são empregados na medicina popular, que inclui remédios para pressão alta, doenças do fígado e febre. A composição química de H. sabdariffa tem sido amplamente divulgada há muito tempo. A verificação química usando análise de cromatografia em camada fina (TLC) e cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) revelou a presença de flavonóides (quercetina, luteolina e seus glicosídeos), bem como ácido clorogênico (RODRÍGUEZ-MEDINA et al., 2009).

Dentre os agentes cationizantes de maior interesse e que podem ser aplicados em fibras de algodão está a quitosana, um biopolímero não tóxico, biodegradável e biocompatível. No processo de cationização, a quitosana é empregada aplicando-se uma solução aquosa com ácido acético e em forma de pré-tratamento, ou seja, aplicada no tecido antes do processo de tingimento.

A cationização é um processo onde são introduzidos grupos catiônicos na superfície da fibra e deste modo obtém-se um aumento da fixação de corantes aniônicos na fibra, pois formam interações iônicas entre a fibra, com seus grupos catiônicos formados pelo pré-tratamento com o agente cationizante, e os corantes com seus grupos aniônicos. Neste caso, o algodão cationizado passa a ter capacidade de ser tinto através de banhos em condições neutras ou ácidas, sem a adição de eletrólitos. Além de que, a cationização faz com que seja necessário menor quantidade de corante, pois estes tem sua substantividade estendida (CHATLOPADHYAY, 2001; CHOUDHURY, 2006, 2014).