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ABSORÇÃO DE CORANTES DA INDÚSTRIA TÊXTIL POR FIBRAS DE CÔCO

M.M. Silva, M .S. Silva, D. Andrade, N. B. Costa Jr, L.S.Barreto* Universidade Federal de Sergipe – CCET – Departamento de Química

Av. Marechal Rondon, S/N, Bairro Rosa Elze, São Cristóvão/SE, CEP: 49000 –100 *ledjane@ufs.br

RESUMO O estudo da capacidade de absorção de corantes por fibras de coco pode expandir sua

aplicação na produção de bens de consumo e ainda um possível uso das fibras na remoção de corantes orgânicos de efluentes produzidos no segmento têxtil e outros setores industriais. As fibras foram quimicamente tratadas e caracterizadas por técnicas de espectroscopia Raman, espectroscopia UV-Vis. Microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi utilizada para acompanhar modificações morfológicas. Os resultados da caracterização das fibras mostraram a presença da banda característica do estiramento vibracional da ligação N=N em 1576 cm-1 na região do espectro Raman, típica de compostos azo. Os espectros UV -Vis mostraram que as fibras não tratadas não absorvem corante mesmo após várias horas, enquanto em fibras tratadas a absorção é imediata.

Palavras-Chaves: corantes, fibras de coco, efluentes tóxicos, indústria têxtil

INTRODUÇÃO Em função das implicações ambientais é crescente o investimento na busca por materiais que

compatibilizem as propriedades desejadas com a problemática ambiental. Uma das alternativas interessantes é o emprego de fibras naturais. A fibra de coco merece destaque por apresentar excelente tenacidade, ser resistente à água salgada, dureza elevada e apresentar boa resistência mecânica(1). As fibras são constituídas de 64-91% de celulose (incluindo hemicelulose), 0-12% de água e ainda 0-25% de lignina e pectina(2)

O estudo da capacidade de absorção de corantes por fibras de coco pode expandir sua

aplicação na produção de bens de consumo e ainda a possibilidade de utilização das fibras na remoção de corantes orgânicos de efluentes produzidos no segmento têxtil e outros setores industriais.

MATERIAIS E MÉTODOS

Tratamento Químico e Incorporação de Corantes nas Fibras de Coco: No tratamento químico foram misturadas fibras de coco e hipoclorito de sódio. As amostras

retiradas da solução de hipoclorito de sódio (2,5 – 4,0%) passavam por secagem e a seguir eram mergulhadas na solução de corante.

Medidas de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV): As micrografias foram obtidas utilizando um microscópio eletrônico de varredura JEOL, modelo

JMS T-3000, com aceleração de 20 kV. As amostras foram fixadas em porta -amostra com fita adesiva de carbono, metalizadas com ouro.

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Ensaios de Absorção de Corantes pelas Fibras: As medidas foram realizadas em um espectrofotômetro UV -VIS Femto 412 C, usando cubetas

de quartzo. Os espectros de absorção foram obtidos fazendo uma varredura na faixa de 400 - 800 nm.

Medidas de Espectroscopia Raman com Resolução Espacial: As medidas foram realizadas em um espectrômetro Renishaw Raman Imaging Microscope,

system 3000. O microscópio óptico tem resolução de 1,5 µm e laser de He-Ne (λ = 633 nm). Os espectros foram obtidos com potência 0,07 mW de acordo com a intensidade de espalhamento. Todas as amostras apresentaram uma forte fluorescência residual. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados iniciais deste trabalho mostraram que a incorporação dos corantes em fibras de

coco in natura era ineficiente. As fibras de coco são constituídas de 64-91% de celulose (incluindo hemicelulose), 0-12% de água e ainda 0-25% de lignina e pectina(2) . Estudos térmicos das fibras de coco in natura e tratadas com hipoclorito de sódio mostraram que a maior parte da lignina é eliminada durante o tratamento químico3 .

Os resultados de MEV, Figura 1a e 1b, mostraram que na superfície da fibra in natura havia

uma espessa camada de recobrimento e a presença de af loramentos de cristais brancos. Após o tratamento a camada superficial da fibra é removida e na maior parte dos poros os cristais são eliminados. Análise por ED-X indicou a presença de silício, sódio, potássio e outros. Na figura 1a pode-se observar os poros expostos na fibra tratada, enquanto que na figura 1b a superfície é compacta, os protuberâncias de cor branca nos poros são os cristais. Estes resultados validam os estudos térmicos e indicam que a camada superfícial é constituída de lignina, eliminada durante o tratamento químico.

(a) (b)

Figura 1. (a) MEV da fibra tratada; (b) MEV da fibra sem tratamento A incorporação de corante à fibra depende basicamente da possibilidade de uma interação

eficiente do corante com a fibra. Isto está diretamente relacionado à natureza química da fibra e do corante. É conhecido que fibras celulósicas absorvem corantes, no caso da fibra de coco os componentes celulósicos ficam protegidos pela camada de lignina na fibra in natura, o tratamento químico expõe estes componentes e ativa a superfície da fibra.

Os corantes, por sua vez, podem ser classificados de acordo com o tipo de cromóforo

responsável por sua cor ou pela natureza da interação do corante com a fibra têxtil (ligação iônica, ligação de hidrogênio, covalente ou interações de van der Waals)4. Genericamente, os corantes são classificados como: corantes reativos; corantes diretos; corantes ácidos; corantes dispersos; corantes sulfurosos. Nos últimos anos houve um crescimento do uso de fibras celulósicas aumentando o

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consumo de corantes reativos, sulfurosos e diretos (originalmente corantes aniônicos) que são utilizados no tingimento e também compõe seus rejeitos.

O estudo da interação do corante com a fibra foi realizado através de espectroscopia UV -Vis e

espectroscopia Raman. Apesar da intensa fluorescência das amostras de fibra in natura e mais ainda na presença de corante, o resultado obtido por espectroscopia RAMAN permitiu verificar a presença da banda característica do estiramento vibracional da ligação N=N em 1576 cm-1, típica dos compostos azo dos corantes reativos, Figura 2.

Figura 2 . Espectro RAMAN da amostra tratada e com corante

Os estudos de espectroscopia UV-Vis, Figura 3, mostram que a fibra sem tratamento não

absorve corante. Após cinco dias de contato entre fibra não tratada e corante não ocorre diminuição significativa da concentração do corante em relação a concentração da solução de corante onde as fibras estavam imersas.

Figura 3. Espectro de absorção de (a) solução de corante e fibra sem tratamento por 6 dias, (b) 5 dias, (c)3 dias, (d) tempo zero, (e) solução de corante 3 x 10-5 mol/L

No caso das fibras tratadas a a absorção do corante é imediata, Figura 4. A diminuição na intensidade da banda de absorção do corante em amostras recolhidas em diferentes tempos de contato fibra tratada-corante indicam que a fibra torna-se saturada de corante imediatamente após a imersão. Estudos de adsorção estão em andamento para elaborar um modelo de interação fibra corante.

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Figura 4. Espectro de absorção de (a) solução de corante e fibra tratada com hipoclorito por 6

dias, (b) por 5 dias, (c) por 3 dias, (d) tempo zero, (e) solução de corante 3 x 10-5 mol/L Os resultados obtidos mostram que a remoção da camada superficial da fibra com o

tratamento com hipoclorito de sódio promove o clareamento e favorece a absorção do corante reativo, Figura 5.

(a) (b) Figura 5. (a). Fibra tratada quimicamente com hipoclorito, (b) Fibra tratada quimicamente com

hipoclorito e incorporada com corante reativo azul Estudos de descoramento da fibra mostraram que a remoção total do corante da fibra não é

possível por lavagem usual da fibra.

CONCLUSÕES

- O tratamento com hipoclorito de sódio elimina lignina, mantém a polaridade da superfície da fibra e por esta razão a absorção dos corantes reativos é favorecida.

- A absorção dos corantes em fibras tratadas é imediata, e a lavagem usual não remove totalmente o corante, indicando um forte interação do corante com a fibra tratada.

- Apesar dos efeitos de fluorescência foi possível verificar o ancoramento do corante na superfície da fibra através dos estudos de espectroscopia Raman.

- A incorporação dos corantes permite o uso das fibras de coco em diferentes setores,desde o artesanato até a confecção de móveis e roupas, por exemplo.

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AGRADECIMENTOS

Agradecimentos ao Laboratório de Química do Estado Sólido do Instituto de Química da

Universidade Estadual de Campinas, Laboratório de Termoquímica e Materiais da Universidade Federal da Paraíba e ao Laboratório de Espectroscopia Molecular do Instituto de Química da USP.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. Hermann, A. S., Nickel, J., Riedel, U. Polymer Degradation and Stability, 59(1997) 251-261. 2. Edwards H. G. M. et al, Spechtrochimica Acta Part A, 53 (1997) 2383-2392. 3. M.M. Silva, M .S. Silva, D. Andrade, A. G. Souza, L..S.Barreto, Anais do XV CBECIMAT, TC 201-

058, 2002. 4. Ferreira, O.D. Desenvolvimento de Materiais Porosos Bidimensionais à Base de Al(III) e M(II) (Zn,

Mg) para uso na Remediação de efluentes de Indústrias Têxteis. Dissertação de Mestrado, IQ-UNICAMP, 2001.

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DYES ABSORTION ON COIR FIBER

M.M. Silva, M .S. Silva, D. Andrade, N. B. Costa Jr, L.S.Barreto* Universidade Federal de Sergipe – Departamento de Química

Av. Marechal Rondon, S/N, Bairro Rosa Elze, São Cristóvão/SE, CEP: 49000 –100 * ledjane@ufs.br

ABSTRACT To study dye absorption on coir fiber can expand it application to produce goods and also to be

useful to remove organic dyes from industrial effluents. The fibers were treated chemically and characterized by Raman spectroscopy, UV-Vis spectroscopy and scanning electronic microscopy. The Raman spectra shows a stretching band on 1576 cm-1 attributed to –N=N- bond of the dye, and characteristic of azo compounds. The UV-Vis spectra showed that untreated fiber does not absorb dye compounds after several hours, while the treated fiber absorb immediately.

Key words: dyes, coir fiber, and textile industry