Estudo sobre Fibras Têxteis: Caracterização.... (Técnico em Química)

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE LINGUAGEM, TECNOLOGIA, EDUCAÇÃO E CIÊNCIA — DALTEC
ALUNOS: CAMILA GUARNIERI, ÉRICA RENATA VEIGA, GABRIELA TISCHLER E HELENA TEIXEIRA.
TURMA: 814
ESTUDO SOBRE FIBRAS TEXTEIS: CARACTERIZAÇÃO, BENEFICIAMENTO E TECELAGEM
Florianópolis
Dezembro de 2016
1 INTRODUÇÃO
 
O tecido é umas das matérias mais antigas do mundo, surgiu como forma de proteção para o corpo. A história documenta que o linho e o algodão do campo vegetal e a lã e a seda do campo animal foram as primeiras fibras a serem cultivadas. De início a fabricação de tecidos era feita por pequenas empresas familiares, método que se manteve até o século XVII, período de industrialização. Com a chegada da indústria os artesãos familiares foram trabalhar como empregados nas grandes fábricas. ¹
O conhecimento básico das fibras, do tear e do tingir vem acompanhando a humanidade desde sua origem até os dias de hoje. No entanto, os incríveis avanços da tecnologia permitiram uma ampla diversificação da matéria prima, estudo e preparação muito mais rápido, diferente do que ocorria na antiguidade, mudanças que possibilitaram a criação de um produto com maior qualidade através de uma produção efetiva. ²
Entende-se por fibra têxtil, toda matéria natural, de origem vegetal, animal ou mineral, assim como toda matéria artificial ou sintética, que por sua alta relação entre seu comprimento e seu diâmetro, e ainda, por suas características de flexibilidade, suavidade, elasticidade, resistência, tenacidade e finura, está apta às aplicações têxteis. ³ 
As fibras têxteis podem ser divididas inicialmente em dois grupos, denominados fibras naturais e fibras manufaturadas. As fibras naturais são subdivididas de acordo com a sua origem, que pode ser vegetal, animal ou mineral, enquanto as fibras manufaturadas, também conhecidas como fibras químicas, podem ser subdivididas (artificiais ou sintéticas) onde as fibras manufaturadas artificiais são polímeros obtidos a partir de transformações da celulose, e as fibras manufaturadas sintéticas, são derivadas de subprodutos do petróleo, como o náilon, a poliamida e o poliéster. 4
Independentemente do tipo de fibra utilizado, é necessário que esta matéria-prima percorra diferentes processos da cadeia de produção têxtil. Esta cadeia começa, de maneira simplificada, no setor agropecuário (fibras naturais) ou na indústria química (fibras manufaturadas), passando pela fiação, tecelagem, beneficiamento, confecção e termina no consumidor final. 5
Fiação: etapa da obtenção dos fios a partir das fibras têxteis.
Tecelagem: etapa de elaboração de tecido com estrutura plana, caracterizada pelo entrelaçamento dos fios em estruturas lineares.
Malharia: formação de laçadas nos fios é princípio básico da elaboração dos tecidos de malha. O setor da malharia pode ser dividido em: malharia de trama e malharia de urdume.
Beneficiamento: etapa de preparação dos fios para seu uso final, envolvendo tingimento, engomagem, retorção e tratamentos especiais.
Confecção: etapa em que ocorre o desenvolvimento da peça de vestuário
O setor têxtil apresenta participação significativa dentro das indústrias brasileiras. Segundo dados de 2015 da Associação Brasileira da Indústria Têxtil e de Confecção (ABIT), o setor têxtil é o 2º maior empregador da indústria de transformação no Brasil, perdendo apenas para o setor de alimentos e bebidas. Possui 1,7 milhão de empregados diretos, dos quais 75% são de mão de obra feminina. Sendo assim, a indústria têxtil representa 16,4% dos empregos e 5,5% do faturamento da Indústria de Transformação Brasileira. 6
Neste relatório, será apresentada a realização de uma sequência de experimentos que visam simular práticas e etapas industriais da produção de um tecido, e também alguns testes de caracterização de uma amostra têxtil.
No experimento de caracterização de fibras têxteis utilizou-se de técnicas físicas, químicas e microscópicas com a finalidade de identificar e quantificar as fibras têxteis. No segundo experimento (beneficiamento primário) teve como objetivo simular os procedimentos envolvidos na etapa de alvejamento de um artigo têxtil, preparando-o para a etapa de tingimento. A terceira experimentação realizada (tingimento têxtil) simulou os procedimentos envolvidos no tingimento, desde o desenvolvimento da cor, preparação do corante e tingimento do tecido. No quarto e último experimento realizado (tecelagem) foram simulados os métodos envolvidos na etapa de tecelagem de um artigo têxtil.
2 MATERIAIS E MÉTODOS
2.1 Materiais
2.1.1 Materiais Caracterização de Fibras Têxteis
 a) Reagentes e soluções 
Diferentes tipos de tecido e fibras têxteis 	 
Solução 5% NaOH 
Solução 2% H2SO4 
Solução 2 M H2SO4 
Solução 1 M NH4OH
Solução de cloreto de zinco iodado
 (ZnCl2 15,0 g, KI 2,50 g, Água destilada
 7,00 mL)
HCl concentrado
Óleo mineral para microscopia
 b) Vidraria e instrumental
Microscópio óptico
Lâminas e lamínulas
Béqueres de 50 e 100 mL
Bico de Bunsen
2.1.2 Materiais Beneficiamento Primário
Tiras de malha 
Água sanitária (2-2,5% P/P) 
Peróxido de hidrogênio 
Béquer de 2 L
Béquer de 500 mL
Bastão de vidro
2.1.3 Materiais Tingimento Têxtil
Corantes de cores variadas 
NaCl 	 
Detergente para roupa 
Tiras de malha (algodão) brancas 
Béquer de 5 L
Béquer de 1 L
Placas de Petri
Expátulas
Bastão de vidro
2.1.4 Materiais Tecelagem
Tiras de malha e fios devidamente tingidos na aula prática de tingimento;
Chapa de madeira de 15 x 15 cm;
2 ripas de madeira de 15 cm;
30 pregos pequenos;
Martelo;
Tesoura.
2.2 Procedimentos
2.2.1 Procedimentos Caracterização de Fibras Têxteis
Submeter as 5 amostras de tecido ou fibras às técnicas de Microscopia, teste de queima e testes químicos, acima descritos.
Cada equipe deve realizar a análise de forma que julgar adequada.
2.2.2 Procedimentos Beneficiamento Primário
Alvejamento com hipoclorito de sódio
1. Corte as tiras de malha em uma espessura máxima de 2 cm;
2. Reserve metade das tiras;
3. Pese a outra metade das tiras de malha;
4. Lave-as com detergente para roupa, enxágüe bem e retire o excesso de água;
5. Prepare o banho para alvejamento (vide receita), a partir da solução de água sanitária 2,0 a 2,5% de cloro livre;
6. Mergulhe as tiras no banho de alvejamento e deixe por 30 a 45 minutos, mexendo constantemente;
7. Retire as tiras do banho eliminando o excesso de alvejante;
8. Lave as tiras no banho anticloro, de bissulfito de sódio 3 g/L a 30 ºC por 30 minutos, enxágüe bem, retire o excesso de água e deixe secar.
Alvejamento com peróxido de hidrogênio
1. Pese ½ das tiras que foram reservadas no primeiro procedimento;
2. Lave-as com detergente para roupa, enxágüe bem e retire o excesso de água;
3. Prepare o banho para alvejamento com H2O2 (vide receita);
4. Mergulhe as tiras no banho de alvejamento e deixe por 30 a 45 minutos, mexendo constantemente;
5. Retire as tiras do banho, eliminando o excesso de alvejante;
6. 	Lave as tiras em água corrente, enxágüe bem, retire o excesso de água e deixe secar.
2.2.3 Procedimentos Tingimento Têxtil
1. Corte as camisetas velhas em tiras de aproximadamente 2 cm. Não utilize as partes com estampas;
2. Pese as tiras de malha;
3. Retire pequenas porções do corante e misture sobre uma placa de Petri com gotas de água, para desenvolver a cor que deseja utilizar para o tingimento.Procure estabelecer a proporção entre os corantes para poder reproduzir a cor em grande quantidade depois.
4. Pese a quantidade de cada corante a ser utilizado para colorir as tiras. Use 45 g de corante para cada 300 g de tecido seco.
5. Pese NaCl suficiente para adicionar à solução de corante. Utilize 25 g de NaCl para cada 300 g de tecido seco.
6. Prepare solução de corante dissolvendo o pó devidamente pesado em 1 L de água fervendo.
7. Despeje a solução de corante em um recipiente contendo água fervendo suficiente para cobrir o tecido com folga, aproximadamente 5 L para cada 300 g de tecido. Mistura bem.
8. Acrescente o NaCl já pesado. Retire uma amostra de 10 mL desta solução e reserve dentro de um tubo de ensaio para posterior comparação;
9. Lave as tiras com detergente para roupa, enxágüe bem e retire o excesso de água;
10. Mergulhe as tiras no banho de tingimento deixando de 20 a 30 minutos à fervura, mexendo sempre com um bastão;
11. Após o tempo de tingimento, enxágüe o tecido eliminando o excesso do corante e coloque para secar na estufa a 50 ºC;
12. Retire uma amostra de 10 mL da solução de corante após o processo de tingimento e compare com a amostra inicial.
2.2.4 Procedimentos Tecelagem
1. Monte o tear de madeira pregando as duas ripas nas extremidades opostas da chapa de madeira;
2. Pregue os pregos das duas ripas a distância aproximada d 1 cm, de tal forma que eles fiquem frente a frente;
3. Amarre os fios de urdume, tingidos ou não, nos pregos. Um a um, deixando uma sobra pequena nas extremidades;
4. Estique as tiras de malha para que elas pareçam um fio, para fazer a trama;
5. Para fazer a agulha utilize um pedaço de arame dobrado com duas alças e cubra as pontas do arame com fita adesiva;
6. Comece a tecer, com a ajuda da agulha, seguindo um dos esquemas propostos pela professora;
7. Depois de cada fio tecido junte, estique e aperte bem as tramas;
8. Ao final da segunda linha de trama, amarre este fio com o início do primeiro, para segurar a trama e evitar que o tecido se desfaça;
9. Quando for necessário faça a emenda dos fios da trama com um nó duplo, bem apertado;
10. Ao final, amarre o fio da trama no último fio de urdume;
11. Solte os fios de urdume dos pregos e amarre-os dois a dois, para finalizar o tecido.
3 RESULTADOS E DISCUSSÕES
3.1 Caracterização de Fibras Têxteis
Teste de queima
O primeiro passo para a identificação das fibras foi o teste de queima. Esse teste constituía-se em dirigir lentamente a amostra sobre uma pequena chama, observando cuidadosamente o ocorrido. Depois observar a amostra colocada diretamente na chama para determinar a taxa de queima e as características, retirando-a da chama após isso. Foi observado características de incineração, além do odor da queima. Após o resfriamento, a cinza foi examinada pelas suas características tais como: quantidade, forma, dureza e cor. A possível fibra foi determinada através da Tabela 1, onde se analisou parâmetros do cheiro (C), comportamento aproximado da chama (AC), comportamento em contato com a chama (CC), comportamento retirando da chama (RC) e características dos resíduos (carac.)
 A primeira amostra analisada pode ser observada na Figura 1, um tecido com coloração amarela. Dirigindo o tecido próximo a chama (AC), ele não fundiu nem encolheu, porém quando se pôs em contato direto com a chama (CC), ardeu e se fundiu. Retirando-o da chama (RC), a fibra continuou a arder. O cheiro que apresentou ao queimar (C) foi algo próximo ao cheiro de plástico queimado. Após resfriar, o resíduo foi classificado como rebordo preto duro que não se decompõe.
FIGURA 1: Tecido de coloração amarela.
	A segunda amostra analisada constituía em um tecido de coloração esverdeada (Figura 2). O comportamento desse tecido foi muito próximo – se não igual – ao comportamento do tecido analisado anteriormente. Ao ser colocado próximo a chama (AC), não fundiu nem encolheu, permaneceu intacto. Já ao ser dirigido diretamente à chama (CC), ele ardeu e fundiu. Assim como o primeiro, ele continuou a arder ao ser retirado da chama (RC) e apresentou cheiro (C) de plástico. O resíduo também teve como característica ser rebordo preto duro que não se decompôs. 
FIGURA 2: Tecido de coloração esverdeada.
	A terceira fibra que foi submetida a análise é retratada na Figura 3a e 3b. O tecido apresentava cor branca e textura diferente nos dois lados do mesmo. A análise deste tecido apresentou as seguintes características:
C – papel queimado
AC – não fundo nem encolhe
CC – arde 
RC – continua queimando
Carac. residuais – rebordo preto que se decompõe
 
 FIGURA 3a: Tecido branco.	 FIGURA 3b: Tecido branco.
	A quarta, e última, fibra analisada pode ser observada na Figura 4. As características visuais e sensitivas eram totalmente diferentes das anteriores, tendo aspecto de pelo de animal. Analisando-a, ao ser colocado próximo a chama (AC) ela não fundiu nem encolheu, permaneceu intacto. Ao ser dirigida diretamente à chama (CC), ele ardeu. Ao ser retirado da chama (RC) parou de arder sozinho e apresentou cheiro (C) de cabelo/pelo queimado. O resíduo foi de farelos, cinzas.
FIGURA 4: Fibra.
TABELA 1: Parâmetros para análise
	
	
Fibras celulósicas
	Fibras celulósicas modificadas
	
Fibras proteicas
	
Fibras sintéticas
	
	
	Acetato
	Seda
	Lã
	Poliéster
	Acrílico
	Poliamida
	C
	Papel queimado
	Acre e picante
	Cabelo/ pelo queimado
	Cabelo/ pelo queimado
	Leite queimado
	Acre e picante
	Salsa verde, plástico queimado
	AC
	Não funde, nem encolhe
	Funde lentamente
	Funde enrola
	Funde enrola
	Funde e encolhe
	Funde lentamente
	Funde e encolhe
	CC
	Arde sem fundir
	Arde com fusão
	Arde devagar com pouco de fusão
	Arde devagar com pouco de fusão
	Arde devagar com fusão e exala fumaça preta
	Arde com fusão com chama amarela ou azul
	Arde devagar com fusão
	RC
	Continua a arder sem fundir
	Continua a arder
	Arde muito devagar, às vezes apaga por si
	Arde muito devagar, às vezes apaga por si
	Apaga sozinho
	Continua a arder
	Apaga sozinho
	Carac
	Não deixa rebordo, deixa cinzas
	Deixa rebordo duro de forma irregular
	Não deixa rebordo
	Deixa rebordo cinza e mole
	Deixa rebordo, preto, duro e tenaz, que não se decompõe
	Deixa rebordo duro, forma regular ao resfriar não se decompõe
	Deixa rebordo cinzento duro e tenaz
Visualização por microscópio
Esse teste consistia em separar a fibra em um fio mais fina possível para observar no microscópio. Esse teste é aplicável somente na identificação de fibras naturais. Foi comparado o visualizado no microscópio com figuras microscópicas de fibras e chegou-se a conclusão que as fibras analisadas eram parecidas com as seguintes fibras, onde a Figura 5 é uma foto do algodão cru aumentado 200 vezes, a Figura 6 é o algodão mercerizado aumentado 180 vezes e a Figura 7 é uma foto da seda aumentada 200 vezes.
 
FIGURA 5: Algodão cru - 200x. FIGURA 6: Algodão mercerizado – 180x.
 			FIGURA 7: Seda – 200x.
Observando no microscópio, obteve-se as seguintes imagens: A Figura 8 apresenta o tecido de coloração amarela sendo visualizado; a Figura 9 o tecido verde; a Figura 10 o tecido branco e a Figura 11 o tecido de aspecto diferente.
FIGURA 8: Tecido amarelo visualizado no microscópio.
FIGURA 9: Tecido verde visualizado no microscópio.
FIGURA 10: Tecido branco visualizado no microscópio.
FIGURA 11: Fibra.
Teste químico
Esse teste consistia em dirigir um pedaço da fibra para a distinção através da adição de ácido ou álcali.
Primeiro realizou-se os testes colocando um pedaço da fibra em um béquer com hidróxido de sódio, um álcali forte, que destrói fibras de origem animal, ou seja, fibras vegetais não são atacadas. Ao adicionar o tecido amarelo, nada ocorreu, sendo considerada de origem vegetal, assim como o tecido verde e o branco. Afibra da Figura 4 foi atacada, sendo de origem animal.
Após realizar esse teste com álcali, não se viu necessidade na realização com ácido, já que este iria indicar, do mesmo modo, se era uma fibra animal ou vegetal.
Conclusão final sobre cada fibra
Ao realizar todos os testes, chegou-se a conclusões:
TECIDO AMARELO: No teste químico, foi indicado que era um tecido de origem vegetal. Ao visualizar no microscópio, a imagem era muito próxima de algodão mercerizado
3.2 Beneficiamento Primário
Após a passagem das mechas de tecidos pelo beneficiamento primário com hipoclorito de sódio, apresentaram uma coloração amarelada em função da permanência de restos de cloro que não são retirados por uma simples lavagem (Figura 1a), enquanto as mechas de tecidos que passarão pelo beneficiamento primário com peróxido de hidrogênio apresentaram coloração mais esbranquiçada (Figura 1b), uma coloração bem parecida com as mechas de tecidos sem beneficiamento.
O resultado do beneficiamento primário só poderá ser discutido após o tingimento das mechas de tecidos. 
 
Figura 1a: Hipoclorito de sódio Figura 1b: Peróxido de hidrogênio Figura 1c: sem beneficiamento
3.3 Tingimento Têxtil
Inicialmente é necessário obter a quantidade de corante, de NaCl, e de água para produzir a solução de tingimento. Para a determinação de quantidades é utilizado um cálculo por regra de três, como mostram as equações abaixo:
Determinação de quantidade de corante:
300 g de tecido seco ---- 45 g de corante
115 g de tecidos seco --- W
W = 17,25 g de corante
Determinação de quantidade de NaCl:
300 g de tecido seco ---- 25 g de NaCl
115 g de tecidos seco --- X
X = 9,60 g de NaCl
Determinação de quantidade de água para diluição do corante:
300 g de tecido seco ---- 1000 ml de água
115 g de tecidos seco --- Y		
Y = 390 mL de água
390/3 = 130 mL para cada conjunto de mechas de tecido
Determinação de quantidade de água qsp para a solução:
300 g de tecido seco ---- 5000 ml de água
115 g de tecidos seco --- Z
Z = 650 mL de água
650-130 = 520 mL de água qsp para cada conjunto de mechas de tecido
Após a determinação das quantidades necessárias as mechas de tecido foram submergidas ao banho de tingimento, onde ficaram de 20 a 30 minutos à fervura, sobe agitação com a utilização de um bastão de vidro. Ao atingir o tempo de tingimento, o tecido foi enxaguado para eliminar o excesso do corante e foi deixado para secar.
O tingimento das mechas de tecidos beneficiadas com hipoclorito de sódio apresentaram uma coloração mais viva em relação as mechas de tecidos que passarão pelo beneficiamento primário com peróxido de hidrogênio isso mostra que o beneficiamento com hipoclorito de sódio (Figura 2) se mostrou mais eficiente em relação ao beneficiamento com peróxido de hidrogênio (Figura 3) pois os tecidos foram tingidos com a mesma coloração, assim, pode-se observar apenas a eficiência ou não dos beneficiamentos. 
 
Figura 2: Mechas de tecidos com beneficiamento de hipoclorito de sódio após tingimento.
 
Figura 3: Mechas de tecidos com beneficiamento de peróxido de hidrogênio após tingimento.
As mechas de tecidos sem o beneficiamento primário (Figura 4) demonstraram uma coloração bem próxima com as mechas de beneficiamento de peróxido de hidrogênio. A absorção da coloração foi praticamente a mesmas para as mechas com beneficiamentos e para as mechas sem beneficiamento (Figura 5).
 
Figura 4: Mechas de tecidos sem beneficiamento após tingimento.
Figura 5: Coloração da antes e após tingimento das mechas de tecido.
3.4 Tecelagem
O esquema proposto pela professora foi o de tecido plano: Sarja (Figura 6) onde o urdume começa passando por cima de duas tramas, depois por baixo de duas tramas. Para a produção do tecido é necessário essa intercalação dois em dois até completar o tear.
Figura 6: Tecido Plano Sarja.
O tear é um artefato destinado a produção de tecidos de diferentes tipos. Abaixo, um exemplo de tear utilizado em aula:
Figura 7: Tear.
Seguindo as instruções, foi produzido o tecido tipo Sarja (Figura 8) o qual não apresentou retorções ou estiramentos das tramas e dos urdumes mantendo as características do tipo de tecido. A finalização do tecido se deu pelo corte e amarração das extremidades (os fios de urdume) para a removê-lo do tear. 
Figura 8: Tecido plano Sarja produzido em aula.
4 CONCLUSÃO
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
PEZZOLO, D. B. Tecidos: histórias, tramas, tipos e usos. 4ª ed. São Paulo: Senac São Paulo, 2007.
INDÚSTRIA TÊXTIL E DO VESTIÁRIO. História dos Tecidos: Idade Antiga e Média. Disponível em: <http://textileindustry.ning.com/profiles/blogs/historia-dos-tecidos-idade> Acesso em: 4 dez. de 2016.
CONMETRO - Conselho Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial. Regulamento Técnico Mercosul Sobre Etiquetagem de Produtos Têxteis – Resolução Conmetro/MDIC nº 02, de 06 de mai. de 2008.
KON, A.; COAN, D. C. Transformações da Indústria Têxtil Brasileira: a Transição para a Modernização. Revista de Economia Mackenzie. Ano 3, n. 3, p. 11-34. São Paulo. 2005.
MALUF, E; KOLBE, W. Dados Técnicos para a Indústria Têxtil. Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) e Associação Brasileira da Indústria Têxtil e de Confecção (ABIT). 2ª ed. São Paulo: IPT, 2003.
ABIT – Associação Brasileira da Indústria Têxtil e de Confecção. Perfil do Setor Têxtil no Brasil. Disponível em: <http://www.abit.org.br/cont/perfil-do-setor> Acesso em: 4 dez. de 2016.