Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:11:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327866.pdf: 24351732 bytes, checksum: d97cececcbe355501c127d8649cd75ea (MD5) Previous issue date: 2014 / A fotocatálise é um processo oxidativo avançado capaz de degradarsubstâncias orgânicas e inorgânicas, usando um semicondutor (ex:dióxido de titânio) que atua como fotocatalisador das reações.Atualmente, é empregada em diversos setores de interesse, como naprodução de bens de consumo, geração de energia e preservaçãoambiental. Na área ambiental, a tecnologia tem ganhado destaque notratamento de poluentes atmosféricos, tais como NOx, COV, NH4 e H2S.Por trabalhar com baixas taxas de remoção, a fotocatálise é adequada aotratamento do ar de ambientes internos, onde a atenção é voltada àpresença de poluentes em baixíssimas concentrações. Na indústria têxtil,os fotocatalisadores são aplicados a tecidos para conferir propriedadesautolimpante, biocida e de proteção UV. Este trabalho objetivou avaliara aplicação de tecidos de algodão impregnados com nanopartículas dedióxido de titânio no tratamento de misturas gasosas contendo gássulfídrico. Os objetivos específicos foram: (1) caracterizar a morfologiado recobrimento de TiO2 formado sobre tecidos de algodão; (2) verificara capacidade autolimpante e hidrofílica de tecidos de algodãoimpregnados com nanopartículas de TiO2; (3) avaliar a degradaçãofotocatalítica do gás sulfídrico em um reator anular revestido com tecidode algodão impregnado com nanopartículas de TiO2; e (4) aplicar omodelo cinético de Langmuir-Hinshelwood. Foram utilizados trêsmétodos diferentes para a modificação dos tecidos de algodão: prétratamentocom ativação por irradiação UVC, pré-tratamento comativação por espaçadores químicos, e nenhum pré-tratamento, todosseguidos da deposição de nanopartículas de TiO2 Degussa P25 pelométodo ?dip-pad-dry?. O recobrimento de TiO2 formado sobre as fibrasfoi caracterizado por métodos microscópicos, MEV-EDS e TEM, etermogravimétricos. A observação das características morfológicasapontou superfícies fotocatalíticas formadas por aglomerados de cristais,constituindo um recobrimento irregular e de aspecto poroso. Assuperfícies apresentavam espessuras muito variáveis e intercalavamperfil contínuo e fracionado. A análise termogravimétrica (TGA)mostrou que a amostra preparada pelo método UVC+TiO2 resulta emmaior carga de TiO2 nas fibras. A confirmação da existência decaracterísticas hidrofílicas e autolimpantes indicam que a superfície deTiO2 formada fornece propriedades fotocatalíticas aos tecidos. Naavaliação da degradação fotocatalítica do H2S, para concentrações deH2S variando entre 5 e 20 ppm, a conversão de H2S variou de 80% a697%, onde a vazão do fluxo gasoso era 57 L.h-1 e o tempo de residência53 segundos. Os resultados obtidos da degradação do H2S em tecidos dealgodão impregnados com nanopartículas de TiO2 apresentaram boaaderência à regressão linear do modelo de reator de fluxo pistãoproposto, apresentando coeficientes de determinação, R2, entre 0,9055 e0,9946. Destaca-se a existência de um processo de inativação dasuperfície fotocatalítica, cujo mecanismo não pôde ser compreendidopela metodologia proposta. A possível desativação dos fotocatalisadorese a forma de regenerá-los devem ser exploradas a fim de viabilizar aaplicação da tecnologia para a degradação do gás sulfídrico.<br> / Photocatalysis is an oxidative process capable of degrading organic andinorganic substances. The photocatalytic reactions occur at the surfaceof a semiconductor (i.e., titanium dioxide), acting as the reactioncatalyst. Photocatalysis is currently employed in different sectors ofinterest, as in production of consumer goods, power generation andenvironmental preservation. In air pollution field, the technology hasattracted attention by promoting the degradation of low concentrationpollutants, characteristic condition of indoor air pollution. In textileindustry, the photocatalysts are applied on fabric to provide selfcleaning, biocide and UV protection properties. This study aims toevaluate the application of titanium dioxide impregnated cotton fabricson the treatment of hydrogen sulfide gas mixtures. The specificobjectives are: (1) characterize the morphology of the TiO2 coating,formed on cotton fabrics, obtained by different methods; (2) verify thehydrophilic and self-cleaning properties of TiO2 impregnated cottonfabrics, obtained by different methodologies; (3) evaluate thephotocatalytic degradation of hydrogen sulfide gas in an annular reactorcoated by titanium dioxide impregnated cotton fabrics; (4) applyLangmuir-Hinshelwood kinetic model. Three different methods havebeen used for impregnating TiO2 on the fabrics: UVC irradiationprevious activation; chemical spacers previous activation; and noprevious activation. The three methods were followed with Degussa P25TiO2 deposition by "dip-pad-dry?. The TiO2 coating formed on thefibers was characterized by microscopic methods, SEM-EDS and TEM,and thermogravimetric analysis. The observation of morphologicalcharacteristics reveals photocatalytic surfaces formed by clusters ofcrystals, forming an irregular and porous coating appearance. Thesurfaces showed highly variable thicknesses and intervalate continuousand fractional aspect. Thermogravimetric analysis (TGA) showed higherloading of TiO2 for the previous UVC irradiated sample. Theconfirmation of hydrophilic and self-cleaning properties indicates thatthe TiO2 surface provides the fabric photocatalytic properties. In theevaluation of photocatalytic degradation of H2S, in concentrationsranging from 5 to 20 ppm, the efficiency of the reactor fluctuated in therange between 80% and 97%, where the flow of the gaseous stream was57 L.h-1. The results of the H2S degradation by cotton TiO2 impregnatedfabrics, showed good adherence to the plug flow reactor linearregression model, with determination coefficients (R2) between 0.9055and 0.9946. Noteworthy, it was observed the presence of an inactivationprocess, which mechanism could not be understood by the methodology8presented in this paperwork. In order to propitiate the application ofphotocatalysis on the degradation of hydrogen sulfide gas, the possiblephotocatalysts deactivation and the regeneration solution should beexplored.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2012. / Made available in DSpace on 2015-03-18T20:40:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327669.pdf: 2369697 bytes, checksum: 22e77b861551d370de83dfdf10f957a2 (MD5) Previous issue date: 2012 / Buscando atingir novos consumidores no setor têxtil, diversos processos vêm sendo estudados visando dar novas funcionalidades aos tecidos, como por exemplo, o encapsulamento de substâncias ativas. Este trabalho tem por objetivo avaliar a utilização da enzima papaína imobilizada em microcápsulas, de gelatina e goma arábica, aplicadas em tecido de algodão, para liberação controlada do óleo de hortelã ou óleo de jojoba. A imobilização da papaína nas microcápsulas possibilita a liberação do óleo, uma vez que, sob determinadas condições, a enzima é ativada e hidrolisa as microcápsulas liberando o encapsulado. As microcápsulas foram obtidas por coacervação complexa, sendo que na etapa de reticulação ocorreu a imobilização da enzima papaína. Foram avaliadas as aplicações das microcápsulas em tecido 100% algodão por impregnação utilizando o equipamento Foulard. Foi avaliada também a influência da temperatura de secagem do tecido tratado através da secagem em forno termofixador-rama e pela secagem natural. A liberação do óleo encapsulado foi avaliada por cromatografia gasosa por dez dias consecutivos. A ativação da enzima ocorre pelo contato com o suor humano a 37 °C e pH 5,5 ou 8,0, resultando na hidrólise da microcápsula e na liberação da substância ativa. As microcápsulas contendo óleo de hortelã mostraram-se resistentes a ambos os tipos de secagem, enquanto que não ocorreu o mesmo para as microcápsulas contendo óleo de jojoba, as quais não resistiram ao processo de aplicação e secagem do tecido. A liberação do óleo de hortelã ocorreu com uma taxa maior no período inicial tornando-se praticamente constante nos demais dias monitorados. O tempo de liberação do óleo de hortelã, microencapsulado, foi superior quando comparado a aplicação do mesmo na forma livre no tecido de algodão. Foi testada a ativação da enzima por onze vezes consecutivas, até que houvesse a perda da fragrância de 95 a 98%, durante o período avaliado. O princípio de liberação utilizando a enzima papaína mostrou-se efetivo para a liberação do óleo de hortelã encapsulado no sistema estudado.<br> / Abstract : Seeking to reach new customers in the textile sector, several processes have been studied aiming to give new features to the fabrics, such as the encapsulation of active substances. This study aims to evaluate the use of the enzyme papain supported in microcapsules of gelatin and gum Arabic, applied to cotton fabric, to the controlled release of spearmint or jojoba oil. The immobilized papain in the microcapsules provides the release of oil, since under certain conditions, the enzyme is active and hydrolyzes the microcapsules and releasing the encapsulated. Microcapsules were obtained by complex coacervation, and in step of crosslinking occurred the immobilization of the enzyme papain. Different application methods have been tested, impregnation versus bath exhaustion. Was also evaluated the influence of drying temperature of the fabrics treated by drying in an oven term linker and natural drying. The release of the encapsulated oil was evaluated by gas chromatography for ten consecutive days. The activation of the enzyme occurs by contact with human sweat, ie at 37 °C and pH 5,5 or 8,0 resulting in the microcapsule hydrolysis and the release of active substance. Microcapsules containing spearmint oil were resistant to both types of drying, while the same did not occur for the microcapsules containing jojoba oil, which did not resist the drying process of the fabric. The release of peppermint oil occurred at a higher rate in the initial period became almost constant in the remaining days monitored. The release time of the microencapsulated peppermint oil was higher when compared to the application of free oil in the cotton fabric. The activation of the enzyme for eleven consecutive times, until there was loss of fragrance 95-98% was tested in the period of study.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:19:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012 / Os acabamentos retardantes de chama são substâncias aplicadas nos substratos têxteis com intuito de dificultar a ignição e tornar demorada a propagação da chama, reduzindo os riscos de incêndios. Neste trabalho foi investigada a incorporação de argila no tratamento retardante de chama em tecido de algodão utilizando bentonita sódica juntamente com aditivos fosfatados, a fim de conferir retardância à chama ao substrato têxtil. Estes componentes foram misturados a uma dispersão de copolímeros de acetato de vinila/etileno, formando uma pasta homogênea. O método de recobrimento de faca sobre rolo mostrou-se mais promissor para aplicação do tratamento no tecido do que a impregnação por foulard. A aplicação do recobrimento retardante de chama nas amostras de tecido resultou na extinção do fogo antes da remoção da fonte de ignição, ao submetê-las ao teste de resistência à chama vertical. O uso da bentonita sódica conferiu retardância à chama ao substrato têxtil graças ao efeito sinérgico entre esta e os aditivos fosfatados. A argila provocou a redução substancial no uso dos retardantes de chama, na ordem de 40 a 60%, tornando o método atrativo no aspecto econômico e ambiental. A análise termogravimétrica evidenciou que a camada de recobrimento atua como uma barreira protetora no tecido, tornando a degradação térmica do algodão lenta e gradual. As análises de difração de raio X e de microscopia eletrônica de transmissão mostraram que a estrutura formada pela argila e a matriz polimérica está na fronteira entre compósito e nanocompósito. O tratamento proposto é eficiente e os tecidos foram classificados como auto-extinguíveis pela norma ISO 6941. A utilização de bentonita sódica no recobrimento retardante de chama apresenta potencial tecnológico no segmento têxtil. Flame retardant finishes are chemicals added to textile substrates to render them into a more resistant ignition process in order to prevent the fire from spreading. By doing so, the risk of fire damage in the textile is minimized. Having this in mind, this study investigated the incorporation of clay in the flame retardant treatment of cotton fabric by using sodium bentonite with phosphorous additives, in order to impart flame retardancy to the textile substrate. These compounds were blended with vinyl acetate-ethylene copolymer dispersion to form a homogeneous coating paste. The knife over roll coating method proved to be more promising than the padding technique for the application of the chemical formulations on textile. When the back coating fabrics were put through vertical flame testing, the flame extinguished itself from the samples before the ignition source was removed. The use of sodium bentonite attributed flame retardancy to cotton textile due to the synergic effect between clay and phosphorus based additives. Furthermore, the clay resulted in 40 to 60% of reduction in the utilization of phosphorus containing flame retardants, which transforms the method into an economic and environmental attractive one. The thermogravimetric analysis served as evidence to show that back coating works as a protective barrier in the textile and which makes the thermal degradation of the cotton fabric slow and gradual. The x-ray diffraction and the transmission electron microscopy showed that the interaction between clay and polymer matrix formed structures in the border line of composite and nanocomposite. As a conclusion, it is possible to perceive that the proposal treatment is efficient and the back coating fabrics can be classified as self-extinguishing according to ISO 6941. Hence, there are high potential applications of sodium bentonite in flame retardant coating in the textile industry.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-22T05:35:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 204528.pdf: 2200898 bytes, checksum: 18283a33d2ef479cbf8c961493bf3cf4 (MD5) / Na produção de um artigo têxtil, as fibras são convertidas em fios e estes em tecido de malha que segue para o processo de beneficiamento (alvejamento e tingimento) e acabamento. Nestes processos várias modificações acabam ocorrendo nas fibras em conseqüência da atuação de forças resultantes dos processos de paralelização, torção e estiramentos, mas também, devido a forças resultantes dos processos físico-químicos que ocorrem no contato das fibras com a água e reagentes químicos (inchamento, cristalização, hidrólise, oxidação, etc.) e a secagem dos produtos têxteis nas diversas etapas do processo produtivo. Com estas resultantes de força o artigo têxtil pode ter uma alteração dimensional (encolhimento, distensão ou torção) fazendo com que o produto final não tenha os padrões de qualidade das dimensões requeridas e seja rejeitado. O algodão é uma fibra de origem vegetal muito utilizada na fabricação de tecidos de malhas para a fabricação de artigos a serem usados diretamente sobre a pele, por possuir propriedades físicas que conferem um alto conforto ao usuário. Contudo, em contraste com esta excelente propriedade, os tecidos de malha de algodão são suscetíveis a alterações dimensionais ou baixa estabilidade dimensional. Neste trabalho busca-se a compreensão do fenômeno físico e mecânico que ocorre no processo de relaxamento do tecido de malha em algodão, através de ensaios realizados em 2 (duas) importantes empresas têxteis de Santa Catarina, para daí traçar um paralelo sobre trabalhos até então já realizados nesta área e propor um modelo para a predição da alteração dimensional dos tecidos de malha em algodão. Este aspecto é de grande importância na Indústria Têxtil sendo a obtenção de correlações para predizer a alteração dimensional em função das variáveis do processo e dos equipamentos utilizados no processamento do artigo têxtil uma importante contribuição deste trabalho.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:29:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 325146.pdf: 1714956 bytes, checksum: 64a85de0a188f90fde9d8433da14ba4c (MD5) Previous issue date: 2013 / Na área têxtil os padrões de qualidade dos produtos passam a ser cada vez mais abrangentes. O controle de resíduos químicos no produto final, especialmente resíduos de agrotóxicos no algodão é um dos quesitos já exigido no mercado internacional. Neste trabalho foi desenvolvida e testada uma metodologia adequada à determinação de multirresíduos de agrotóxicos em fibra de algodão, cujo diferencial em relação aos métodos tradicionais, além de ser um método multirresíduos, no qual, em uma só análise são determinados múltiplos compostos em um GC/MS, é aplicado ultrassom como método de extração e o método QuEChERS como um método de limpeza. Foram selecionados 30 agrotóxicos para validação da metodologia desenvolvida, sendo os seguintes grupos: organofosforados, organoclorados, piretróides, ciclodienoclorados, carbamatos e dinitroanilinas. Foram testadas as metodologias soxhlet e ultrassom com solventes de polaridades variadas. Para a limpeza do extrato foram testados os adsorventes florisil®, alumina, zeólita, sílica e o método QuEChERS. Para a validação do método analítico foi testado à seletividade, linearidade, exatidão, precisão, robustez, limite de detecção (LD) e limite de quantificação (LQ). As fortificações das amostras foram realizadas em 3 níveis de concentração, 30 ng/mL, 100 ng/mL e 200 ng/mL. Dos 30 agrotóxicos 24 apresentaram recuperação de 70% a 120%, com coeficiente de variação percentual (CV) inferior a 3%. A metodologia desenvolvida foi utilizada para análise dos mesmos agrotóxicos em 6 amostras de pluma de algodão, procedente dos EUA, Argentina, Regiões Sul e Nordeste do Matogrosso, Piauí, Bahia e amostras de tecidos procedentes da indústria têxtil dos setores de matéria-prima crua, estamparia, tingimento e acabamento. Em 03 (três) amostras analisadas, foi encontrado resíduo acima dos limites estabelecidos pela Norma Eco Tex 100. Devido ao efeito matriz (contaminação) nenhum dos métodos apresentados na literatura foi eficiente na análise de agrotóxicos em pluma de algodão, já o método desenvolvido demonstra ser rápido, eficiente e robusto para ser aplicado na determinação de resíduos de agrotóxicos em pluma de algodão.<br> / Abstract : In the textile quality standards of products become increasingly comprehensive. The control of chemical residues in the final product, especially for pesticide residues in cotton is one of the requirements already required in the International market. We have developed and tested a methodology suitable for multiresidue determination of pesticides in cotton fiber, which differentiates from traditional methods, besides being a multiresidue method, in which, in one analysis are determined multiple compounds in a GC/MS/SIS. Ultrasound is used as an extraction method and QuEChERS method as a procedure of cleaning and not as an extraction method. We selected thirty (30) pesticides the following groups to validate the methodology: organophosphates, organochlorines, pyrethroids, ciclodienoclorados, carbamates and dinitroanilines. Were tested methodologies and Soxhlet, Ultrasound with varying polarity solvents. For cleaning of the extract was tested adsorbents Florisil®, Alumina, Zeolite, Silica and QuEChERS method. The analytical parameters for validation of the method were: selectivity, linearity, accuracy, precision, robustness, limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ). Samples were fortified at 3 levels of concentration: 30 ng/mL, 100 ng/mL and 200 ng/mL. Of the 30 pesticides 24 showed recovery 70% - 120%, with a coefficient of variation (CV) less than 3%. The methodology was used for analysis of these pesticides in samples of 6 raw cotton coming from the USA, Argentina, region south end northeast Mato Grosso, Piauí, Bahia. Textile Fabrics samples coming from the sectors of textile industry raw material, stamping, dyeing and finishing. Four samples showed concentrations of residues above the limits established by the Eco Tex Standard 100. Due to matrix effects (contamination) none of the methods presented in the literature was efficient for the analysis of pesticides in cotton plume, as the developed method proves to be faster, less expensive and efficient for application in the determination of pesticide residues in cotton plume.