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Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Sudeste de
Minas Gerais - Campus Barbacena
RENATA ALVES DOS SANTOS
JOSÉ RICARDO LOIOLA DE OLIVEIRA
MINICURSO SOBRE TINGIMENTO DE FIBRAS DE POLIAMIDA E POLIÉSTER:
UMA CONTRIBUIÇÃO PARA A FORMAÇÃO DO TÉCNICO EM QUÍMICA
BARBACENA– MG
2014
RENATA ALVES DOS SANTOS
JOSÉ RICARDO LOIOLA DE OLIVEIRA
MINICURSO SOBRE TINGIMENTO DE FIBRAS DE POLIAMIDA E POLIÉSTER: UMA
CONTRIBUIÇÃO PARA FORMAÇÃO DO TÉCNICO EM QUÍMICA
Trabalho de conclusão de curso apresentado ao Curso de
Licenciatura em Química do Instituto Federal de
Educação, Ciência e Tecnologia do Sudeste de Minas
Gerais – Campus Barbacena, como requisito parcial para
obtenção do título de Licenciado em Química.
Orientadora: Profa. Dra. Leandra de Oliveira Cruz da
Silva
Coorientadora: Profa. MSc. Lilian Guiduci de Melo
BARBACENA– MG
2014
Renata Alves dos Santos
José Ricardo Loiola de Oliveira
MINICURSO SOBRE TINGIMENTO DE FIBRAS DE POLIAMIDA E POLIÉSTER: UMA
CONTRIBUIÇÃO PARA FORMAÇÃO DO TÉCNICO EM QUÍMICA
Trabalho de conclusão de curso apresentado ao
Curso de Licenciatura em Química do Instituto
Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do
Sudeste de Minas Gerais – Campus Barbacena,
como requisito parcial para obtenção do título de
Licenciado em Química.
BANCA EXAMINADORA
___________________________________________________________________
Profa. Dra. Leandra de Oliveira Cruz da Silva
Orientadora
IFSEMG – CAMPUS BARBACENA
___________________________________________________________________
Profa. MSc. Lilian Guiduci de Melo
IFSEMG – CAMPUS BARBACENA
___________________________________________________________________
Profa. Dra. Elisabeth do Carmo Mendes Casagrande
IFSEMG – CAMPUS BARBACENA
Barbacena, 24 de julho de 2014.
“A todos aqueles que de alguma forma estiveram е estão próximos de
nós, principalmente às nossas famílias, fazendo esta vida valer cada
vez mais a pena ser vivida e louvada a Deus.”
AGRADECIMENTOS
Agradecemos às nossas professoras orientadora e coorientadora, que tiveram paciência е que
nos ajudaram bastante a concluir este trabalho. Agradecemos também aos nossos professores
que durante muito tempo nos ensinaram е que nos mostraram о quanto é bom estudar e
ensinar.
“Ninguém ignora tudo. Ninguém sabe tudo. Todos nós sabemos
alguma coisa. Todos nós ignoramos alguma coisa. Por isso
aprendemos sempre.”
(Paulo Freire)
RESUMO
O ensino médio com a atividade do Programa Nacional de Acesso ao Ensino Técnico
e Emprego (PRONATEC) é um grande incremento na vida do estudante, pois o mesmo tem
oportunidade de estar se especializando como técnico precocemente. Algumas instituições de
ensino oferecem o curso integrado ao ensino médio e outras oferecem o curso do PRONATEC
concomitante ao ensino médio regular, buscando proporcionar conhecimento para introdução
na vida profissional. Dentre vários ramos que a química abrange, escolheu-se como tema
central a introdução aos alunos do curso Técnico em Química na modalidade PRONATEC,
aos processos de tingimentos de artigos têxteis em fibras de poliamida e poliéster. Um
diferencial de conteúdo, que contribui para a formação e amplia oportunidades de
conhecimento técnico. O trabalho constituiu na aplicação de aulas expositivas, questionários
avaliativos, práticas de laboratório, estudo de caso, exibição de vídeos sobre o assunto e
discussões gerais. Ao final pode-se avaliar o rendimento do aprendizado dos alunos e
constatar a eficiência da aplicação do projeto como instrumento auxiliador na formação
técnica.
Palavras-chave: Minicurso. Tingimento. Ensino de Química.
ABSTRACT
High school integrated with the “Programa Nacional de Acesso ao Ensino Técnico e
Emprego” (PRONATEC) (National Access Program to Technical Education and
Employment) is a large increase in students’ life because they have the same opportunity to be
specializing early as a technician . Some educational institutions offer the in-progress and
other high schools offer the course PRONATEC concomitant to the regular high school,
seeking to provide knowledge for entry into professional life. Among various branches that
chemistry covers, it was chosen as the central theme to introduce students to Technical
Chemistry course in the PRONATEC modality, in polyamide and polyester fibers. A
differential content, which contributes to training opportunities and expands technical
knowledge. The work consisted of the application of lectures, assessment questionnaires,
laboratory practice, case study, show videos about the topic and general discussions. At the
end one can evaluate the performance of student learning and ascertain the effectiveness of
the implementation of the project as a supportive tool in technical training.
Keywords: Workshop. Dyeing. Chemistry Teaching.
LISTA DE APÊNDICE
Apêndice A - Planejamento de ensino: Tingimento das fibras de poliamida e
poliéster....................................................................................................
38
Apêndice B - Questionário Avaliativo........................................................................... 41
Apêndice C - Exercícios de Aprendizagem................................................................... 43
Apêndice D - Estudo de caso – A borra e o pó acinzentado – e agora, o que vamos
fazer?.......................................................................................................
45
Apêndice E - Aula Prática – Tingimento da fibra de poliamida na presença da fibra
de poliéster...............................................................................................
47
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Mecanismo de tingimento de poliamida com corantes ácidos................. 18
Figura 2 - Exemplos de estruturas de corantes ácidos.............................................. 19
Figura 3 - Representações das ancoragens do corante ácido com a fibra de
poliamida..................................................................................................
19
Figura 4 - Gráfico do processo do tingimento da fibra de poliamida com corante
ácido.........................................................................................................
20
Figura 5 - Representação da reação de polimerização da fibra de poliéster............. 21
Figura 6 - Exemplos de estruturas de corantes dispersos......................................... 21
Figura 7 - Estruturas de corantes dispersos em relação à energia de montagem...... 23
Figura 8 - Mecanismo do tingimento do corante disperso na fibra de poliéster....... 23
Figura 9 - Gráfico do processo de tingimento da fibra de poliéster com corante
disperso.....................................................................................................
24
Figura 10 - Gráfico do percentual de acertos obtidos através do questionário:
inicial e final.............................................................................................
30
SUMÁRIO
1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ....................................................................................... 12
1.1 O ACESSO A CURSOS PROFISSIONALIZANTES .................................................. 12
1.2 PROCESSOS DE TINGIMENTOS............................................................................. 15
1.2.1. Tingimento de fibra de poliamida com corante ácido .................................... 17
1.2.2 Tingimento de fibra de poliéster com corante disperso .................................. 21
1.3 MÉTODO DO ESTUDO DE CASO NO ENSINO DE QUÍMICA ............................... 24
2 OBJETIVOS ................................................................................................................... 27
2.1 OBJETIVOS GERAIS ................................................................................................ 27
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS..................................... ....................................................27
3 METODOLOGIA ........................................................................................................... 28
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ..................................................................................... 30
5 CONCLUSÃO. ................................................................................................................ 35
REFERÊNCIAS ........................................................................................................ 36
APÊNDICE A – PLANEJAMENTO DE ENSINO: TINGIMENTO DAS FIBRAS
DE POLIAMIDA E POLIÉSTER ............................................................................ 38
APÊNDICE B – QUESTIONÁRIO AVALIATIVO ................................................. 41
APÊNDICE C - EXERCÍCIO DE APRENDIZAGEM ........................................... 43
APÊNDICE D – ESTUDO DE CASO – A BORRA E O PÓ ACINZENTADO - E
AGORA, O QUE VAMOS FAZER? ....................................................................... 45
APÊNDICE E – AULA PRÁTICA - TINGIMENTO DA FIBRA DE POLIAMIDA
NA PRESENÇA DA FIBRA DE POLIÉSTER ........................................................ 47
12
1. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Atualmente, no Brasil, algumas instituições de ensino ofertam cursos do Programa
Nacional de Acesso ao Ensino Técnico e Emprego (PRONATEC), criado em 2011, pelo
Governo Federal e que visa aumentar a oferta de cursos profissionalizantes e ampliar as
oportunidades de ensino e trabalho aos cidadãos através dos cursos disponibilizados por esse
programa1.
Dentre vários cursos ofertados pelo PRONATEC, o Técnico em Química é
disponibilizado por algumas instituições de ensino, como o Instituto Federal de Educação
Ciência e Tecnologia do Sudeste de Minas Gerais - Campus Barbacena (IFSudesteMG),
visando preparar profissionais com conhecimento na área e que possam ser introduzidos na
vida profissional.
Com relação os ramos que a química abrange, escolheu-se como tema central desse
trabalho de conclusão de curso, a introdução aos alunos do 4º período do curso Técnico em
Química do programa PRONATEC, aulas teóricas e experimentais sobre os processos de
tingimentos de artigos têxteis em fibras de poliamida e poliéster. O trabalho foi desenvolvido
na forma de minicurso com duração de 12 horas, e o tema escolhido devido à existência de
empresas do setor na região do Campus Barbacena e também pela experiência profissional na
indústria têxtil de um membro da equipe executora deste trabalho.
Ao longo dos anos, educadores em química verificam que o aprendizado por meio de
observações, experimentos, estudos de casos e modelos visuais contribui para boa formação
do aluno e ajudam a entender que a Química não deve ser vista como uma disciplina difícil e
meramente teórica, mas totalmente relacionada com a prática e presente em suas vidas
(BRAGA, 2010). Buscou-se trabalhar o desenvolvimento de estratégias modernas e simples,
como laboratórios, sistemas multimídia e outros recursos didáticos no minicurso visando
dinamizar o processo de ensino e aprendizagem.
1.1. O ACESSO A CURSOS PROFISSIONALIZANTES
O Ensino Médio no Brasil, no decorrer de sua história se constituiu como um espaço
indefinido, em busca do desenvolvimento de sua identidade, tendo um papel de destaque nas
1 Informação retirada da página do Programa Nacional de Acesso ao Ensino Técnico e Emprego
(PRONATEC). Disponível em: < http://pronatec.mec.gov.br>. Acesso em: 20 mai. 2014.
13
discussões sobre a educação do Brasil. Contudo, nos últimos anos tem-se associado a ele um
caráter nitidamente propedêutico. Nesse âmbito algumas mudanças desse papel surgiram na
década de 1930 com a implantação do ensino técnico destinados aos grupos sociais menos
favorecidos. Deste modo, a partir de 1931 o antigo Ensino Secundário, começou a ser
organizado com base nos cursos profissionalizantes que buscava preparar mão de obra, devido
ao início da industrialização no país (MOEHLECKE, 2012).
Conforme, ainda, citado por Moehlecke (2012), esse nível de ensino foi consolidado
em 1942, com a Lei Orgânica do Ensino Secundário (decreto–lei n. 4.244/42), que foi
fragmentada em dois níveis de etapa: no primeiro o ginásio de quatro anos e o colegial com
três anos, permanecendo os exames de admissão na aprovação seletiva. Com a expansão do
ensino secundário, modelo destinado “às massas”, nesse primeiro momento foi o
profissionalizante, que objetivava obter mão-de-obra para as indústrias, e paralelamente com
o ensino propedêutico, destinado ao preparo do estudante para o ensino superior. Dessa forma
a igualdade entre esses dois modelos, permite ao ingresso ao ensino superior e também a
realização de um curso profissionalizante, sendo construída (Leis n. 1.076/50 e n. 1.821/53),
mas só foi estabelecida na primeira LDB, em 1961 (lei n. 4.024/61).
Mas em 1971, ocorreu outra mudança no segundo ciclo do ensino secundário,
denominado 2º grau, com a profissionalização obrigatória, estabelecida através da Lei n.
5.692/71, que também uniu o primeiro ciclo do ensino secundário, o antigo ginásio, com o
primário, criando o 1º grau, termos que foram abolidos em 1982. Porém foi em 1988, com a
aprovação da Constituição Federal, que houve alterações importantes no caráter do Ensino
Médio, propiciando o desenvolvimento do cidadão, além do preparo e qualificação para o
trabalho. Assegurou-se ainda como dever do Estado a obrigatoriedade e gratuidade desse
ensino, com enfoque de sua ampliação e oferta para a população (MOEHLECKE, 2012).
Contribuindo ainda mais para essas mudanças, com o propósito de dar uma maior
ênfase na formação básica, a Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (LDB) de 1996
(Lei 9394/06), e em vigor até hoje, consagra o Ensino Médio como etapa final da Educação
Básica, com duração de três anos, preparando o estudante para o exercício da cidadania e para
o aprendizado contínuo, tanto para dar seguimento aos estudos ou para o próprio mercado de
trabalho, tendo como finalidades segundo o artigo 35:
I - a consolidação e o aprofundamento dos conhecimentos adquiridos no
ensino fundamental, possibilitando o prosseguimento de estudos;
14
II - a preparação básica para o trabalho e a cidadania do educando, para
continuar aprendendo, de modo a ser capaz de se adaptar com flexibilidade a
novas condições de ocupação ou aperfeiçoamento posteriores;
III - o aprimoramento do educando como pessoa humana, incluindo a
formação ética e o desenvolvimento da autonomia intelectual e do
pensamento crítico;
IV - a compreensão dos fundamentos científico-tecnológicos dos processos
produtivos, relacionando a teoria com a prática, no ensino de cada disciplina (BRASIL, 1996, p.15).
Assim, nesse momento o Ensino Médio passou a ser aceito como uma identidade
própria associada à formação básica que garante a população uma formação geral e até
mesmo, uma integração com um curso profissional, preparando para profissões técnicas
(BRASIL, 2011a).
Mas, em direção contrária no ano seguinte, em 1997, com a aprovação do decreto
n.2208/97, o governo brasileiro gerou uma desconstrução do ensino técnico de nível médio
criado no país, promovendo uma estrutura curricular própria mantendo a separação entre a
formação geral e profissionalizante permitindo a preparação para o ingresso ao ensino
superior e a formação técnica voltada ao mercado de trabalho. No entanto, esse decreto foi
revogado em 2004, sendo substituído pelo decreto n. 5.154 e depois pela Lei n. 11.741/08,
que buscou uma maior integração entre ambos (COELHO, 2012)
É importante mencionar também que, no dia 26 de outubro de 2011, a presidenta
Dilma Rousseff sancionou a Lei 12.513/2011, que estabeleceu o Programa Nacional de
Acesso ao Ensino Técnico e Emprego (PRONATEC), considerado pelo Governo Federal uma
iniciativa proporcionada à educação profissional e tecnológica. O PRONATEC, desenvolvido
pelo Ministério da Educação (MEC), oferecido por várias instituições federais no Brasil, tem
como principal objetivo ampliar o acesso à educação profissional por meio da oferta de bolsas
de estudo à população, beneficiando cerca de oito milhões de brasileiros até 2014 (CORRÊA,
2012). Além disso, de acordo com a Lei n. 12.513/2011, em seu artigo 1º (BRASIL, 2011b) o
curso também visa:
I - Expandir, interiorizar e democratizar a oferta de cursos de educação
profissional técnica de nível médio e de cursos de formação inicial
continuada ou qualificação profissional presencial e a distância; II - Construir, reformar e ampliar as escolas que ofertam educação
profissional e tecnológica nas redes estaduais;
15
III - Aumentar as oportunidades educacionais aos trabalhadores por meio de
cursos de formação inicial e continuada ou qualificação profissional;
IV - Aumentar a quantidade de recursos pedagógicos para apoiar a oferta de
educação profissional e tecnológica;
V - Melhorar a qualidade do ensino médio.
Assim, o Ensino Médio vinculado à educação profissional considera a realidade
brasileira e a necessidade de milhões de jovens brasileiros em se profissionalizarem durante a
sua vida escolar. Para esses jovens a formação mais completa implica em uma formação
geral, mediante a compreensão de conhecimentos científicos, tecnológicos e socioculturais
para a realização de uma leitura crítica do mundo, integrada a uma formação profissional que
lhes permita garantir sua sobrevivência (SALDANHA, 2012). Dessa forma, o curso
possibilita reunir os conhecimentos básicos necessários às competências da educação
profissional, dando oportunidade do estudante estar se especializando como técnico
precocemente.
O IFSudesteMG, dentre os vários cursos que o PRONATEC oferece, disponibiliza
vagas para o curso Técnico em Química, onde procura ampliar a oferta de cursos de educação
profissional e estabelecer um conhecimento vasto às bases tecnológicas2. Assim, pretende-se
que o profissional formado na instituição construa um conhecimento científico, ético, crítico e
empreendedor, a fim de contribuir para o desenvolvimento sustentável em uma sociedade
mais justa e solidária.
Portanto, o profissional formado deve estar preparado para atuar em empresas,
indústrias ou organizações que exerçam qualquer atividade própria da área de formação. Um
tema útil à formação profissional do técnico em química está relacionado ao setor das
indústrias têxteis. Sendo esse um setor que possui empresas na região do Campo das
Vertentes em Minas Gerais, onde está inserido o referido campus.
1.2. PROCESSOS DE TINGIMENTOS
O tingimento é usado desde os primórdios e em várias formas de decoração, como
exemplo, temos as pinturas coloridas nas paredes de cavernas na França, datada de 30.000
anos atrás (LANGE, 2004).
2 Informação retirada da página do IF Sudeste de MG – Campus Barbacena. Disponível
em:<http://www.barbacena.ifsudestemg.edu.br/tecquimica_integrado>. Acesso em: 20 mai. 2014.
16
Conforme Lange (2004 apud WELHAM, 2003), por vários anos depois, os corantes
e pigmentos naturais ainda foram usados para tingir materiais de barro e materiais têxteis.
Entre os mais conhecidos corantes vegetais encontrava-se o anil, o açafrão, o garança e o
índigo; e de origem animal os cochinilhas ou Púrpura Tyrian.
Mas foi no século XVIII na França que as portas para o desenvolvimento da teoria do
tingimento se fortaleceu. Charles François du Fay de Cisternay foi o precursor a considerar o
tingimento como um fenômeno químico e não somente físico. Entre outros, William Henry
Perkin, por acaso, descobriu o primeiro corante sintético (violeta-claro) e sua descoberta
alterou a história, e nas décadas seguintes, vários outros corantes foram sintetizados (LANGE,
2004).
As principais classes de corantes usadas nas indústrias para conferir cor aos
substratos têxteis são os: reativos, diretos, sulfurosos, à tina, básico (ou catiônico), dispersos e
ácidos. Cada uma dessas classes é usada especificamente para cada tipo de material têxtil
(SALEM, 1998b).
No presente trabalho abordaram-se de forma geral os corantes e suas respectivas
fibras e mais detalhadamente o tingimento de fibras sintéticas com os corantes ácidos e
dispersos.
Os corantes classificados como direto, também conhecidos como substantivos, são
denominados assim, devido sua grande substantividade com as fibras celulósicas, tingindo-as
diretamente, o que não ocorria antes de 1884, quando as fibras celulósicas eram tingidas
somente com corantes básicos pré-mordentados ou com índigo vegetal. São usados
principalmente para o tingimento de fibras celulósicas, como por exemplo, o algodão, o rayon
viscose, a juta, entre outras. Sua solidez à luz pode variar de boa à ruim, mas não atribui uma
solidez a úmido perfeita ao material, seu tingimento é bem simples e sua montagem depende
dos seguintes fatores: efeito dos eletrólitos (cloreto de sódio ou sulfato de sódio); pH;
temperatura e relação do banho (quantidade de banho em relação à quantidade de material a
ser tinto) (SALEM, 1998b).
A maioria dos corantes diretos é constituída de compostos azóicos sulfonados, muito
semelhantes aos ácidos, porém, em cadeias mais longas. Devido a essa característica, alguns
diretos também tingem a lã, seda e poliamida (SALEM, 1998b).
Outra classe ideal para o tingimento das fibras celulósicas (algodão, rayon viscose,
juta e outras), é o reativo. Esse grupo é caracterizado pela parte reativa em sua fórmula
(GUARATINI, ZANONI, 2000).
Conforme Salem (1998b), outra classe com possibilidade de tingir as fibras
17
celulósicas são os sulfurosos, sendo que os primeiros foram produzidos por fusão de resíduos
sólidos orgânicos, tais como serragem, casca de trigo ou farelo com sulfeto ou polisulfetos de
sódio. Em 1893, foi produzido o primeiro Preto ao Enxofre por aquecimento do p-aminofenol
com enxofre. Atualmente, esse é fabricado por aquecimento do 2,4-dinitrofenol com enxofre e
sulfetos alcalinos. Entre 1897 a 1902 foram examinados muitos intermediários, a partir dos
quais foi desenvolvido um considerável número de espécies ao enxofre.
Os sulfurosos são insolúveis em água, mediante a redutores como sulfeto de sódio e
atualmente, com redutores ecológicos a base de dextrose, são solubilizados, e esta fase é
denominada ¨leuco¨ ou ¨leuco derivado¨ (SALEM, 1998b).
Outro tipo capaz de tingir as fibras celulósicas são os corantes à tina, que são
insolúveis em água, porém, pela redução alcalina, convertem-se nos chamados leuco-
derivados, que são hidrossolúveis e tem substantividade às fibras celulósicas (SALEM,
1998b).
As fibras sintéticas são fabricadas a partir de matérias primas da indústria
petroquímica (ALCANTARA; DALTIN, 1995). Para o tingimento dessas fibras, em especial
as poliamídicas e poliésteres, pode-se destacar os corantes ácidos e os dispersos,
respectivamente.
A expressão corante ácido corresponde ao grupo aniônico portadores de um a três
grupos sulfônicos, e estes grupos substituintes ionizáveis tornam-no solúvel em água, no
processo de tingimento, esse previamente neutralizado se liga à fibra através de uma troca
iônica envolvendo o par de elétrons livres dos grupos amínicos e carboxilatos das fibras, na
forma não-protonada (GUARATINI, ZANONI, 2000).
O corante responsável pelo tingimento das fibras de poliésteres, conforme Guaratini
e Zanoni (2000), é o disperso, que constitui uma classe insolúvel em água, e durante o
processo de tingimento, sofre hidrólise e sua forma original insolúvel é lentamente precipitada
na forma dispersa e é difundido pela fibra devido ao efeito da temperatura.
1.2.1 Tingimento de fibra de poliamida com corante ácido
A primeira fibra de poliamida foi criada na década de 30, com o nome de Nylon pela
Du Pont, e era do tipo poliamida 6.6. Adquiriu maior importância durante a 2ª guerra mundial
quando foi usada na fabricação de paraquedas (SALEM, 1998b).
Há alguns tipos de poliamida, como por exemplo: poliamida 6.6 (produto da reação
de condensação do ácido adípico com o hexametilenodiamino), poliamida 6 (produto da
18
reação de polimerização do ε caprolactama), poliamida 11 (derivada da reação de
condensação do ácido amino undecanóico). Porém as mais usadas no ramo têxtil são a
poliamida 6 e a 6.6 (SALEM, 1998b).
O mecanismo da reação das fibras de poliamida com o corante ácido está relacionado
com dois fatores fundamentais: conteúdo dos grupos amínicos terminais da fibra e ao
conteúdo de grupos sulfônicos do corante. Em condições de concentração normais, a reação
ocorre em meio ácido orgânico (4 ≥ pH ≤ 6,5), conforme a reação observada na figura 1:
Conforme Salem (1998a), o tingimento da poliamida possui três variáveis
importantíssimas: pH, temperatura e índice de saturação da fibra (grupos terminais amínicos).
Para obter um equilíbrio entre as propriedades dos corantes e as da fibra, para
resultados ótimos de igualização, deve-se conhecer muito bem os corantes que compõem a
formulação e utilizar técnicas adequadas de faixas de pH e temperatura. Uma fórmula para
bons resultados é aumentar a temperatura gradativamente e empregar produtos químicos
doadores de próton.
Com relação à estrutura dos corantes ácidos (Figura 2) têm-se as seguintes
características:
Figura 1: Mecanismo de tingimento de poliamida com corantes ácidos
19
São estruturas cromogênicas que possuem grupos sulfônicos salificados e que na
maioria dos casos são aplicados em banhos ácidos por acidez orgânica ou mineral.
São essencialmente de natureza azóica e antraquinônica, pois são derivados da
sulfonação de trifenilmetano de azida e de xanteno. São geralmente solúveis em água
quente, essencialmente são grupos sulfônicos ligados a moléculas dos corantes,
assim representados.
Pela representação apresenta na Figura 3, conclui-se que uma molécula do corante
liga-se a uma molécula de poliamida, através do grupo terminal amínico e assim
sequentemente (SALEM, 1998b).
SO3
SO3
H3N
H3N
HN
HN
COOH
COOHcorante
monosulfonado
+-
+-
SO3
SO3
H3N
H3N
HN
HN
COOH
COOH
corante
bisulfonado +-
+-
SO3
SO3
H3N
H3N
HN
HN
COOH
COOHcorante
trisulfonado
+-
+-
(cromóforo)
(cromóforo)
(cromóforo)
O processo de tingimento da fibra de poliamida com o corante ácido se dá através de
uma curva de montagem envolvendo tempo e temperatura, juntamente com os produtos
Acid red 1 Acid red 26
Figura 2: Exemplos de estruturas de corantes ácidos.
Figura 3: Representações das ancoragens do corante ácido com a fibra de poliamida.
20
auxiliares. Após o tingimento das cores escuras realiza-se um processo de fixação do corante,
conforme o gráfico apresentado na figura 4:
Alguns produtos auxiliares usados no processo de tingimento da poliamida (SALEM,
1998a) consistem em:
Igualizante A – é um produto aniônico com afinidade à fibra de poliamida,
agindo como um corante sem cor, sendo indicado como agente anti
barramento químico. Empregado no mesmo banho ou em tratamento prévio.
Inicialmente bloqueia os grupos amínicos terminais (AEG) e em seguida é
deslocado pelo corante durante o processo, conforme a subida da temperatura,
sem ação permanente de bloqueio, é usado na faixa de pH 4 – 5.
Retardante e igualizante B – Produto ligeiramente catiônico, com afinidade aos
corantes e não precipita na presença desses ou de produtos.
Ácidos – Produto usado para melhorar a afinidade do corante com fibra.
Sequestrante – Produto usado para retirar o cálcio e magnésio da água usada
para o tingimento.
Fixadores aniônicos – Produto usado no tratamento posterior, em banho ácido,
para melhorar a solidez úmida dos tingimentos.
Figura 4: Gráfico do processo do tingimento da fibra de poliamida com corante ácido.
T(oC)
t (min.)
21
1.2.2 Tingimento de fibra de poliéster com corante disperso
Outra fibra sintética que tem grande valor de mercado é o poliéster, cujo processo de
tingimento é realizado com o corante disperso. Ela consiste de uma macromolécula
caracterizada por inúmeras funções multiéster, onde se baseia a sua produção em reação de
condensação de um ácido dicarboxílico com um glicol. Usa-se normalmente o ácido
tereftálico com o etileno glicol (Figura 5) (SALEM, 1998a):
Diferentemente de outras fibras, o poliéster não tem grupos polares e por esse motivo
não pode ser tinto por mecanismo iônico, sendo somente possível tingir com corantes
dispersos, não iônicos e praticamente insolúveis em água fria (SALEM, 1998a).
Assim esse tingimento ocorre por difusão dos corantes, com o aumento da
temperatura e uso de produtos específicos denominados carriers, que fazem com que a
velocidade de difusão aumente e faça a fibra temporariamente dilatar os espaços
intermoleculares, respectivamente (SALEM, 1998a).
De acordo com Salem (1998a), os corantes dispersos devido à sua pobre natureza
iônica, sofrem pouca influência por eletrólitos, de modo que o esgotamento não depende da
adição de sais ou ácidos, mas unicamente da temperatura. Os corantes dispersos são
empregados nos setores que não requerem uma elevada solidez ao tratamento a úmido. Eles
possuem as seguintes configurações químicas (Figura 6) (SALEM, 1998a):
Figura 5: Representação da reação de polimerização da fibra de poliéster.
Figura 6: Exemplos de estruturas de corantes dispersos.
22
Os corantes dispersos possuem estruturas que podem ser classificados conforme a
sua energia – baixa, média e alta energia (SALEM, 1998a), e também podem ser classificados
de acordo com sua massa molecular, a qual favorece o uso de alguns em processos de
esgotamento, outros em processos contínuos e outros para estamparia, conforme a quadro 1
(UTZIG, 2012).
Corantes-Grupo:
PROPRIEDADESB C D
Energia baixa média alta
Molécula pequena média grande
Solidez sublimação baixa/média média/boa muito boa
Migração boa moderada baixa
Difusão na fibra rápida média lenta
Sensibilidade a variação
de afinidade da fibrabaixa média média/alta
APLICAÇÃO
Esgotamento fervura c/ carrier/HT fervura c/ carrier/HT HT
Intensidade clara/média média/escura escura
Fixação após tingimento nãodepende da tonalidade e
exigênciassim
Processo termosol menos indicado indicado indicado
Fonte: SALEM, 1998b
O grau de solubilidade do corante não deve ser grande, mas definido e influencia
diretamente a qualidade do tingimento, que usualmente ocorrem em presença de dispersantes
com longas cadeias, com a função de estabilizar a suspensão do corante, facilitando o contato
deste com a fibra. Esses também são os únicos que possuem a propriedade de sublimação
(UTZIG, 2012).
Na figura 7 são apresentadas as estruturas dos corantes dispersos em função da sua
energia (SALEM, 1998a):
Quadro 1: Classificação em energia dos corantes dispersos
23
C
CH
CH
CH
CH
CH
N N CH
C
CH
CH
C
CH N N
C
CH
CH
CH
CH
C
OH
baixa energia
C
CH
C
C
C
CCHC
CHC
CHCH
CHCH
C
C
CNH
CH
CH2
CHCH2
O
O NH2
O
média energia
C
CH
C
CH
C
CCHC
CC
CHCH
CHCH
CCH
CH2 C
CH
CHCH2
CH
C
CH
O
O
alta energia
Pode-se notar na figura 8, o mecanismo de tingimento referente ao tingimento do
corante disperso na fibra de poliéster:
Corante disperso
corante dispersado
Adsorção
Difusão para o interior da fibra
fibra tingida
Difusão para a superfície da fibra
Deadsorção
Na figura 9, observa-se o processo de tingimento da fibra de poliéster com os
corantes dispersos e após o mesmo, em cores escuras realiza-se uma lavagem redutiva.
Figura 7: Estruturas de corantes dispersos em relação à energia de montagem.
Figura 8: Mecanismo do tingimento do corante disperso na fibra de poliéster.
24
Abaixo segue a descrição dos produtos auxiliares usados no processo de tingimento
do poliéster (SALEM, 1998a):
Dispersante – produto auxiliar responsável por manter a dispersão do corante,
garantindo a distribuição uniforme no banho.
Igualizante – produto auxiliar responsável por promover a adsorção uniforme do corante
pela fibra e aumento da afinidade corante/banho.
Ácido – evitar a redução ou hidrólise do corante.
Carrier – produto auxiliar responsável por aumentar a difusão do corante em
tingimentos com temperaturas menores que 130oC.
1.3. MÉTODO DO ESTUDO DE CASO NO ENSINO DE QUÍMICA
O Ensino de Química nas escolas de Ensino Fundamental e Médio está ligado a
diversas dificuldades, principalmente aceitação dessa disciplina por parte dos estudantes. Os
alunos acreditam que são forçados a estudar a matéria com intuito apenas de concluir o
Ensino Médio ou até mesmo para conseguir fazer um curso superior. Por isso, o professor da
área deve qualificar-se para possibilitar uma aprendizagem diferenciada da tradicional, onde
o professor expõe o conteúdo e o aluno atua apenas como receptor de informações, sem
participar ativamente do processo, buscando que a construção de conhecimento aconteça de
Figura 9: Gráfico do processo de tingimento da fibra de poliéster com corante
disperso.
T(oC)
t (min.)
25
maneira significativa (NASCIMENTO et al., 2010).
Nesse sentido, para que o Ensino de Química nas escolas seja desenvolvido com o
propósito de promoverem a aprendizagem, compreensão e interesse dos alunos pelo
conhecimento químico, é preciso pensar na formação do professor. A matriz curricular dos
cursos de licenciatura está sofrendo mudanças desde 2002, como a inserção de 400 horas
destinadas às práticas de ensino, a fim de proporcionar experiências de aplicação de
conhecimentos ou de desenvolvimento de procedimentos próprios ao exercício da docência.
Por meio dessas atividades, são colocadas em uso, no âmbito do ensino, os conhecimentos, as
competências e as habilidades adquiridas nas diversas atividades formativas que compõem o
currículo do curso (BRASIL, 2002). E essas mudanças têm como objetivo uma melhor
formação do futuro professor.
Uma proposta que vem sendo aplicada no desenvolvimento do processo de ensino-
aprendizagem é a utilização do método de Estudo de Caso que permite ao professor realizar
uma abordagem diferenciada da tradicional. A proposta é um aprimoramento do método de
Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP) iniciado há cerca de trinta anos na Escola de
Medicina da Universidade de Mc Master em Ontário com a finalidade de possibilitar aos
graduandos, o acesso a problemas reais e por muito tempo ficou restrito à formação de
profissionais da área da medicina (SÁ et al., 2007).
Esse estudo inicia-se a partir de uma situação ou problema trazendo para o indivíduo
um maior interesse e curiosidade dos assuntos abordados em sala de aula com os relacionados
com seu cotidiano, possibilitando dessa forma o desenvolvimento do pensamento crítico com
o tema tratado em sala de aula (NASCIMENTO et al., 2010). O mesmo tem se revelado
eficaz ao conferir autonomia aos estudantes e a oportunidade de direcionar a própria
aprendizagem enquanto exploram a ciência envolvida em situações relativamente complexas
(SILVA; SILVA, 2011).
Portanto, essa metodologia é caracterizada por histórias, onde as pessoas se
encontram com dilemas reais e precisam tomar decisões para solucionar o problema. É
contextualizado com o meio em que os alunos estão imersos e baseia-se em um ensino
participativo com um maior envolvimento dos mesmos. O processo de aprendizagem ocorre
quando os estudantes começam a criar hipóteses, conseguindo interagir com os personagens
dando um bom êxito na solução dos problemas (SÁ et al., 2007).
No contexto do Ensino de Química, o método de Estudo de Caso é recomendado no
sentido de permitir a formação do cidadão e sua importância não é apenas motivar o aluno ou
para aplicar somente o conhecimento químico, mas desenvolver atitudes e valores que
26
propiciem a discussão das questões ambientais, econômicas, éticas e sociais (SOUSA et al.,
2012).
Dessa forma, Sá et al. (2007), em sua pesquisa, traz um esquema de estratégias que
podem ser adotados pelos professores, com base no trabalho de Herreid, publicado em 1998,
mostrando que elas podem ser diversificadas:
De Tarefa individual: o caso tem o caráter de uma tarefa que o aluno deve
solucionar, que implica na elaboração posterior de uma explicação histórica
dos eventos que conduziram à sua resolução; De Aula expositiva: o caso tem a característica de uma história (caso)
contada pelo professor aos seus alunos, de maneira muito elaborada e com
objetivos específicos. [...]; De Discussão: o caso é apresentado pelo professor como um dilema. Os
alunos são questionados a respeito das suas perspectivas e sugestões com
relação à resolução do mesmo; De Atividades em pequenos grupos: os casos são histórias que devem ser
solucionadas e dizem respeito ao contexto social e/ou profissional em que os
alunos estão imersos. Uma característica essencial é que os casos são
analisados por grupos pequenos de estudantes, que trabalham em colaboração (SÁ et al., 2007, p.732).
Assim, a exposição desses aspectos auxilia o professor na elaboração de um bom
caso ajudando-o a explorar de forma extensa vários conhecimentos, por isso é importante
assegurar-se na literatura recomendada para que se consiga alcançar os objetivos desejados
(ALBA, 2010). Complementando, as autoras Sá e Queiroz (2010), afirmam que para a
aplicação de tal proposta no desenvolvimento educacional são necessários: introduzir
conteúdos específicos; estimular a capacidade de tomada de decisão; demonstrar a aplicação
de conceitos químicos na prática; desenvolver a habilidade em resolver problemas;
desenvolver a habilidade de comunicação oral e escrita; desenvolver a habilidade de trabalho
em grupo; e desenvolver o pensamento crítico.
De tal modo, os conteúdos de Química podem tornar-se mais interessante e
prazeroso, trazendo resultados almejados na aprendizagem do conhecimento químico, no qual
os alunos se depararão com respostas que despertarão curiosidade de seu mundo (ALBA,
2010). Com isso conclui-se, conforme afirma Nascimento et al. (2010), que a utilização de
casos no Ensino de Química possibilita uma maior aproximação do estudante ao assunto
abordado, pois o mesmo passa a enxergar a utilidade no que estuda e se interessar pelo
aprendizado. Assim, o que para muitos era tido como um assunto banal passa a ser visto de
forma interessante e extremamente importante.
27
2. OBJETIVOS
2.1. OBJETIVOS GERAIS
Elaborar e ofertar um curso de curta duração aos alunos do PRONATEC, modalidade
Técnico em Química do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Sudeste de
Minas – Campus Barbacena, sobre o tema “Tingimento de fibras de poliamida e poliéster”.
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Contribuir para a formação técnica dos alunos.
Fornecer informações sobre um tema útil à atuação profissional em setores da indústria
têxtil.
Usar de estratégias de ensino que auxiliem no processo de ensino e aprendizagem, como
por exemplo, a aplicação de um estudo de caso sobre o tema, prática de laboratório e
exibição de vídeo.
28
3. METODOLOGIA
Para execução deste trabalho ministraram-se aulas expositivas e práticas com carga
horária total de 12 horas (Apêndice A), para a turma do 4º período do curso Técnico em
Química, do programa PRONATEC, do IFSudesteMG - Campus Barbacena, com 17 alunos.
Durante as aulas foram abordados de modo geral, os processos de beneficiamento de
algumas fibras, com mais ênfase nas de poliamida e poliéster, demonstração de amostras
físicas das fibras e corantes, e promovidas discussões sobre o trabalho profissional da área
têxtil.
Inicialmente, aplicou-se um questionário avaliativo (Apêndice B), que teve como
objetivo verificar o conhecimento prévio dos alunos sobre o tema a ser trabalhado. No mesmo
encontravam-se perguntas de conhecimentos gerais relacionadas ao assunto.
Após iniciou-se a apresentação dos tópicos relacionados ao assunto, introduzindo-se
os processos relacionados à fibra celulósica, em especial o algodão, e ministrou-se mais
especificamente os processos de tingimento das fibras de poliamida e de poliéster. Foram
apresentados os processos de fabricação das fibras, os corantes usados, o mecanismos de
montagens no tingimento, funções dos produtos químicos auxiliares, os gráficos dos
processos e cálculos da receita.
Em seguida, foram realizados exercícios de aprendizagem (Apêndice C), com
questões mais específicas sobre o conteúdo do minicurso, a fim de proporcionar aos discentes
mais uma oportunidade de explorar o assunto abordado.
Além disso, de forma a favorecer o processo de ensino e aprendizado, despertar o
interesse e curiosidade nos discentes, e mostrar uma situação de problema real em uma
tinturaria, aplicou-se um estudo de caso (Apêndice D) abordando o problema “A borra e o pó
acinzentado - e agora, o que vamos fazer?”. Solicitou-se uma forma de solucionar o problema,
acreditando que o aluno poderia alcançar maior conhecimento com a pesquisa e familiarizá-lo
com o método. Os alunos tiveram sete dias para realizar a pesquisa, e realizou-se um debate
com a solução do caso.
Posteriormente, realizou-se uma prática em laboratório (Apêndice E), que consistiu
em um tingimento simultâneo de uma amostra de fibra de poliamida e de poliéster, com
corante ácido. O objetivo foi promover um contato físico e despertar a atenção dos alunos
para o processo de tingimento, além de compreender, em linguagem técnica os motivos que
levaram ao tingimento completo da fibra de poliamida e ao não tingimento da de poliéster nas
mesmas condições experimentais.
29
Para finalizar as atividades e com o intuito de mostrar a realidade de um ambiente da
área têxtil, exibiu-se o vídeo do Programa “Têxtil: Linha de Produção”, que relatava as etapas
de fabricação do acabamento do tecido de algodão, desde a fiação ao beneficiamento.
Ao término do minicurso, repetiu-se o mesmo questionário avaliativo, a fim de
avaliar o aprendizado do conteúdo.
30
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Através da análise realizada com as respostas iniciais e finais dos alunos ao
questionário avaliativo (Apêndice B), construiu-se o gráfico apresentado na figura 10:
Com finalidade de ilustrar os resultados obtidos, foram selecionadas respostas de
alunos aos questionários inicial e final.
Ao analisar a questão um, onde se questionava o que eles entendiam por tingimento,
ocorreu uma melhoria nas respostas em cerca de 42%. Como exemplo selecionaram-se as
respostas:
Exemplo de resposta inicial: “É a coloração de um objeto por aplicação de tinta”.
Exemplo de resposta final: “Tingimento é um processo onde se usa corantes para
tingir um tipo de tecido, para que este adquire a cor desejada”.
Na resposta inicial destacada usaram-se os termos objeto e tinta, inadequados para
conceituar o significado do tingimento e na resposta final, o conceito foi mais bem elaborado,
utilizando corretamente o termo tecido, para definir o substrato a ser tinto e o corante como a
substância responsável por dar cor a este substrato, demonstrando o aproveitamento na
aprendizagem.
Para a questão dois, onde indagou-se o conceito de indústria têxtil, alcançou-se 59%
de avanço na elaboração deste conceito, e para ilustrar destacam-se as respostas:
Figura 10 – Percentual de acertos obtidos através do questionário avaliativo: inicial e final.
31
- Exemplo de resposta inicial: “Indústria de roupas”.
- Exemplo de resposta final: “É uma indústria de fabricação de fibras, fios e tecidos,
e que também tingem esses tecidos formados”.
Pode-se observar o enriquecimento da resposta, demonstrando que o grau de
entendimento sobre as atribuições da indústria têxtil não se define apenas na confecção de
roupas, mas também desde a fabricação das fibras, fios e tecidos.
Na avaliação da questão três, que perguntava sobre os tipos de fibras conhecidas
pelos alunos, obteve-se um grau de melhoria de aproximadamente 47%, aperfeiçoando o
conhecimento prévio sobre o assunto. Através das respostas destacadas, pode-se demonstrar a
melhoria na correção deste conceito:
- Exemplo de resposta inicial: “Poliéster, nylon, algodão, poliamida, lã, jeans e
couro”.
- Exemplo de resposta final: “Poliamida, poliéster, algodão e fibras celulósicas”.
O aluno, ao responder: jeans e couro, como sendo um tipo de fibra, confundiu-se
com o conhecimento popular. E ao final do minicurso, foram obtidas respostas mais
consistentes com o conhecimento técnico, exemplificando alguns tipos de fibras têxteis.
Na questão quatro, abordavam-se as classes de corantes usadas no tingimento.
Obteve-se aproximadamente 83% de melhoria no conhecimento adquirido. Pode-se
exemplificar a resposta inicial descrito por um aluno, sendo que todos os outros discentes
deixaram em branco antes da exposição da aula teórica:
Exemplo de resposta inicial: “Acrílico”.
Exemplo de resposta final: “Corantes ácidos, reativos, diretos e dispersos”.
Constatou-se, nessa pergunta, que inicialmente, em sua maioria, os alunos não
possuíam conhecimento do assunto e deixaram a resposta em branco. A resposta “acrílico”
não foi coerente, pois trata-se de uma fibra e não uma classe de corante, ao final percebe-se o
aproveitamento no aprendizado, com respostas corretas ao questionamento.
Na questão cinco, indagou-se qual produto químico utilizado no processo de
tingimento. Observou-se aumento no aprendizado de cerca de 59%. Para exemplificar foram
selecionadas respostas de dois alunos, respectivamente:
32
- Exemplos de respostas iniciais:
- “HCl”
- “Tintas, tonalizantes”
- Exemplos de respostas finais:
- “Ácido cítrico”.
- “Anilina e ácido cítrico”.
Constatou-se que a princípio os alunos não tinham conhecimento específico.
Sugeriram alguns produtos erroneamente, pois o ácido clorídrico por ser um ácido forte e
solubilizante da fibra de poliamida, não poderia ser utilizado, e os termos “tintas,
tonalizantes”, são inadequados no meio têxtil, sendo as respostas corrigidas ao final do
minicurso.
Com a questão seis, verificou-se o conhecimento sobre quais matérias primas eram
fabricadas as fibras sintéticas de poliamida e poliéster. Notou-se que somente 29% dos alunos
souberam citar algumas. Mesmo sendo uma questão que exigiria mais tempo para fixação no
aprendizado, por envolver nomenclatura diferente da ensinada com mais ênfase no ensino
médio, obteve-se ao final melhora, em torno de 30%. Como exemplo, relatam-se as respostas:
Exemplos de respostas iniciais:
- “Náilon”.
- “Ésteres orgânicos, amida”.
Exemplos de respostas finais:
- “Poliamida, hexametileno, ácido adípico”.
- “Ácido adípico”
Nas respostas iniciais pode-se observar novamente a falta de conhecimento técnico,
pois ao responderem “náilon”, não associaram a palavra com a própria fibra de poliamida,
como é conhecida comercialmente, e ao responderem “ésteres orgânicos, amida”, foram
induzidos pelas palavras das fibras que descreveram as suas funções. Nas respostas finais
pode-se verificar a citação de substâncias adequadas.
Com relação às questões cinco e seis, um melhor índice de acerto poderia ter sido
alcançado com um tempo maior de estudo por parte dos discentes, pois tratavam de
nomenclaturas não convencionais das disciplinas curriculares, ocorrendo mais dificuldades na
fixação dos termos.
A última questão buscava verificar se os alunos tinham noção de qual seria a
temperatura ideal para tingir as fibras de poliamida e poliéster. Constatou-se inicialmente
desconhecimento deste parâmetro e ao final, todos conseguiram atingir o objetivo desejado,
33
respondendo corretamente a questão, gerando um índice de 100% de aproveitamento. Todos
responderam ao final:
Exemplo de resposta final: “Corantes ácidos = 98oC e corantes dispersos = 135oC”.
Através das respostas dos alunos, observou-se que ao longo das atividades realizadas
os mesmos adquiram gradativamente o conhecimento sobre processos industriais, com
oportunidade de conhecer melhor sobre as etapas de tingimento.
Os exercícios de aprendizagem (Apêndice C) foram corrigidos em sala de aula e
esclarecidas as dúvidas de questões como a natureza das ligações entre a fibra de poliamida e
do corante ácido, e difusão do corante disperso na fibra de poliéster.
No estudo de caso (Apêndice D), cujo o tema “A borra e o pó acinzentado - e agora,
o que vamos fazer?”, verificou-se que os discentes tiveram dificuldades em usar as
ferramentas de busca para a solução do problema apresentado. Apenas dois grupos
conseguiram alcançar completamente o objetivo da atividade proposta. Neste sentido,
realizou-se um debate mais detalhado e explicação sobre o assunto abordado. Esclareceu-se
que a borra e o pó acinzentado deviam-se ao surgimento de oligômeros, que são produtos
secundários indesejáveis da reação de polimerização na fabricação da fibra do poliéster. A
solução estaria na utilização de um auxiliar conhecido como anti-oligômero (composto de
quaternário de amônio e aditivos especiais) e um álcali forte (NaOH ou KOH) em um banho à
fervura. Isso resolveria a situação das incrustações no maquinário. Além disso,
preventivamente, poderiam ser usados esses mesmos produtos juntamente com um redutor
(dióxido de tiouréia) à 80°C, após os tingimentos de cores intensas.
Ao realizar a prática de laboratório, conforme o roteiro do apêndice E, todos os
alunos tiveram a oportunidade de visualizar o processo de tingimento da fibra de poliamida e
concomitante observação que não ocorrera o processo, nas mesmas condições, para a fibra de
poliéster, sendo esse fato debatido em sala de aula. Foram apresentados três justificativas para
o fenômeno.
O primeiro seria o sistema de montagem das fibras, pois para a fibra de poliamida
com corante ácido, o tingimento ocorre através de interações iônicas, onde o grupamento
sulfônico do corante é atraído eletrostaticamente para o grupamento amínico da fibra de
poliamida, numa reação de salinificação. Já para fibra de poliéster deve ser tingida com
corantes dispersos, o que, ocorre por um processo físico de dispersão e a adsorção do corante
na superfície da fibra, sendo necessário aumento do calor no banho do tingimento, para
provocar a dilatação dos espaços intermoleculares, e consequentemente promover a difusão
34
do corante para o interior da fibra. Ao final do processo com o resfriamento do banho, os
espaços intermoleculares se fecham, provocando a fixação do corante dentro da fibra.
A segunda justificativa consiste no controle da temperatura dos processos de
tingimento (figuras 4 e 9). A fibra de poliamida tinge à 98°C e a fibra de poliéster à 135°C, e
como a prática ocorreu à fervura, inviabilizaria a montagem do corante no poliéster.
A última justificativa seria a diferença nas próprias moléculas dos corantes, visto que
o corante ácido apresenta grupamentos sulfônicos solubilizantes e a molécula do corante
disperso não as têm, condicionando-o a dispersão e adsorção na superfície da fibra, e como se
usou o corante ácido inviabilizou seu mecanismo de montagem.
Com a exibição do vídeo “Têxtil – Linha de Produção” proporcionou aos alunos uma
visão geral do ambiente de uma indústria têxtil e as etapas de fabricação de seus produtos
finais.
De modo geral, percebeu-se uma boa evolução na compreensão do conteúdo para os
processos de tingimentos das fibras de poliamida e poliéster. Notou-se também grande
interesse nos discentes sobre os assuntos tratados, buscando o melhor aproveitamento nas
atividades propostas.
35
5. CONCLUSÃO
Concluiu-se que a aplicação do minicurso gerou resultados satisfatórios, alcançando
os objetivos do trabalho, ou seja, contribuir para a formação técnica dos alunos, fornecendo
informações sobre um tema útil à atuação profissional em setores da indústria têxtil. A
colaboração total dos alunos quanto à aceitabilidade, atenção e participação, favoreceu o bom
índice de aprendizagem alcançado. Além disso, a atividade realizada foi uma experiência
nova, diferenciada e que contribuiu significativamente não somente para a formação dos
alunos, mas também para a formação dos graduandos envolvidos na execução do projeto,
futuros professores de Química.
36
REFERÊNCIAS
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Ensino Médio. Trabalho de conclusão de curso – Universidade Federal do Rio grande do Sul
– Instituto de Química. Porto Alegre ,2010.
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______.República Federativa do Brasil. Lei nº 12.513. Brasília, 2011b.
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Educação Nacional. Brasília, 1996.
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2012. 160p. Dissertação (Mestrado em Educação) - Universidade do Estado de Santa
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37
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duas fibras têxteis distintas e tingidas com corantes em processos diferenciados. 2012. 69
p. Trabalho de conclusão de curso do grau de bacharel em engenharia industrial –
Universidade Feevale, Novo Hamburgo, 2012.
38
APÊNDICE A – PLANEJAMENTO DE ENSINO: TINGIMENTO DAS FIBRAS DE
POLIAMIDA E POLIÉSTER
DATAS:
12 e 19 de maio 2014
DURAÇÃO:
12 horas
DISCIPLINA/ÁREA:
Processos Químicos Industriais
1. Assunto: Processos de Tingimentos das fibras poliamida e poliéster.
2. Objetivos Gerais: Conhecer o ramo de atuação profissional nas indústrias têxteis com
seus conceitos e aplicações práticas embasado no conhecimento químico prévio.
2.1 Objetivos Específicos:
Entender a história da indústria têxtil química com suas descobertas e conceitos
básicos;
Compreender os fenômenos ocorridos nas transformações químicas efetuadas nos
substratos têxteis.
Conhecer as principais técnicas de tingimento das fibras de poliamida, poliéster e
suas aplicações.
3. Conteúdo Programático:
1º conjunto de aulas (4 horas/aula)
Introdução sobre principais fibras e corantes usados na indústria têxtil;
Abordagem técnica sobre detalhes do tingimento das fibras de poliamida e de
poliéster com corantes ácidos e dispersos, respectivamente;
Demonstração de alguns substratos têxteis e corantes usados nos tingimentos;
Cálculos de receitas de tingimentos.
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA
DO SUDESTE DE MINAS GERAIS – CAMPUS BARBACENA
PLANEJAMENTO DE ENSINO
PROFESSORES RENATA ALVES E JOSÉ RICARDO LOIOLA DE OLIVEIRA
39
2º conjunto de aulas (4 horas/aula)
Aplicação de Estudo de Caso – A borra e o pó acinzentado - e agora, o que vamos
fazer?;
Prática experimental – Tingimento de poliamida com corante ácido em presença do
poliéster;
Exercícios de aprendizagem;
3º conjunto de aulas (4 horas/aula)
Exibição do vídeo “Têxtil – Linha de produção”.
Apresentação da solução do Estudo de Caso;
Correção dos exercícios de aprendizagem;
Aplicação do questionário avaliativo.
4. Métodos e Técnicas de Ensino:
Aula expositiva estimulando o aluno a refletir sobre a relevância do tema abordado;
Relacionar o tema da aula aos assuntos já ensinados anteriormente;
Buscar uma correlação entre o tema e o cotidiano dos alunos;
Utilizar de artifícios experimentais para estimular a construção dos conceitos pelos
próprios alunos.
5. Recursos Didáticos:
Apostila;
Equipamentos de multimídia;
Vídeo;
Quadro e pincel.
6. Avaliação:
Questionário avaliativo inicial e final;
Participação nas atividades do minicurso.
Referências Bibliográficas:
GUARANTINI, C. C. I., ZANONI, M. V. B. Corantes Têxteis. Revista Química
Nova, v. 23, n. 1, p. 71–78, 2000.
LANGE C. R. Estudo das condições operacionais do processo de tingimento de
fibras mista acrílico/algodão em bobina cruzada. 2004. 135 p. Trabalho de
dissertação de mestrado em engenharia química – Centro Tecnológico da
Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2004.
SALEM, V. Curso de Tingimento Têxtil, In:_______ Apostila do curso Golden
Química do Brasil Ltda., 144 p, 1998a.
_______. Curso de Tingimento Têxtil, In:_______ Apostila do curso Golden
Química do Brasil Ltda., 101 p, 1998b.
UTZIG G. Avaliação das propriedades físico-mecânicas de tecidos planos
40
compostos com duas fibras têxteis distintas e tingidas com corantes em
processos diferenciados. 2012. 69 p. Trabalho de conclusão de curso do grau de
bacharel em engenharia industrial – Universidade Feevale, Novo Hamburgo, 2012.
Barbacena, 12 de maio de 2014.
______________________________________
Renata Alves dos Santos
______________________________________
José Ricardo Loiola de Oliveira
41
APÊNDICE B – QUESTIONÁRIO AVALIATIVO
Licenciandos: José Ricardo e Renata Alves
Questionário avaliativo aplicado em: _____/_______/________.
1. O que você entende por tingimento?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
2. O que é indústria têxtil?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
3. Quais tipos de fibras têxteis você conhece?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
4. Cite algumas classes de corantes usados nas indústrias para conferir cor aos substratos
têxteis.
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
42
5. Você conhece algum produto químico que é utilizado no processo de tingimento? Cite.
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
6. Você sabe de quais matérias primas são fabricadas as fibras sintéticas de poliamida e
poliéster? Cite.
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7. Qual é a melhor temperatura para tingir as fibras de poliamida e de poliéster?
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APÊNDICE C - EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM –
MINICURSO TINGIMENTO DE FIBRAS POLIAMIDA E POLIÉSTER.
TURMA: 4º PERÍODO PRONATEC – TÉCNICO EM QUÍMICA
1) Quais são os tipos de poliamida mais usados na indústria têxtil?
2) Quais são as temperaturas de patamar ideais para o tingimento das fibras de
poliamida e poliéster?
3) Quais são as classes dos corantes mais usados na indústria têxtil para o tingimento
das fibras de poliamida e poliéster?
4) Quais são os três fatores importantíssimos para o tingimento da poliamida?
5) Qual é a natureza da ligação entre a poliamida e corante ácido?
6) Como ocorre o tingimento da fibra de poliéster com os corantes dispersos?
7) Como são classificados os corantes dispersos quanto à energia de migração para a
fibra de poliéster?
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8) O que é fenômeno de sublimação e qual corante contem essa propriedade?
9) Qual é a função do carrier no tingimento do poliéster com o corante disperso?
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APÊNDICE D – ESTUDO DE CASO – A BORRA E O PÓ ACINZENTADO -
E AGORA, O QUE VAMOS FAZER?
Uma pequena indústria do ramo de tinturaria “ALQUIMIA LDTA” localizada no
município de Divinópolis-MG, fabrica tecidos de poliéster em várias padronagens e está
acostumado a adquirir o fio em vários títulos de uma empresa nacional, porém com os
constantes aumentos, os diretores resolveram importar um contêiner da China, nos títulos
usados.
Na tecelagem os fios não trouxeram qualquer problema na fabricação dos tecidos,
porém, após algumas semanas de tingimento dos tecidos, os colaboradores e responsáveis
(não técnicos) começaram a perceber que no interior das autoclaves de tingimentos estava
ocorrendo um acúmulo de um pó ou pasta acinzentada que só saia se esse interior fosse
raspado, processo que era inviável, visto que nas bombas de circulação, pressão e pequenas
tubulações estavam completamente impregnadas.
Apesar de avaliarem todas as possíveis causas, não conseguiram chegar a nenhuma
conclusão do ocorrido, com isso o gerente resolveu ligar para o dono da fábrica que está
viajando para comunicá-lo do ocorrido.
-Oi Sr. Arnaldo, como vai?
-Vou bem Ricardo e você? Como andam as coisas por aí?
-Então Sr. Arnaldo, estou te ligando para informar que aqui na fábrica está havendo
um problema nas autoclaves após o tingimento e com isso tivemos que parar a produção para
resolver e achei melhor te ligar para que possa nos ajudar a encontrar uma solução.
-Nossa, Ricardo, me explica melhor o que está acontecendo.
Assim o gerente Ricardo detalhou para o Sr. Arnaldo o que realmente estava
acontecendo nas autoclaves, até que de repente o Sr. Arnaldo teve uma ideia e disse:
-Já sei Ricardo, vou pedir ajuda a minha sobrinha Sophia que está estudando para
técnico têxtil no Rio de Janeiro, no CETIQT, tenho certeza que ela poderá nos ajudar.
-Boa ideia Sr Arnaldo, aguardamos sua resposta e abraços.
-Até breve Ricardo, agora vou entrar em contato com minha sobrinha.
O Sr. Arnaldo passa um e-mail para sua sobrinha:
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Vocês serão a sobrinha do tio Arnaldo, e terão que ajudá-lo a descobrir o que está
acontecendo nas autoclaves e propor soluções para o problema.
Olá Sophia,
Como vai?
Estou precisando da sua ajuda em um problema que está acontecendo aqui na fábrica.
É o seguinte: Após o processo de tingimento dos nossos tecidos de poliéster, com um fio que importei recentemente,
estamos percebendo que começou a acumular um pó e uma pasta acinzentada no interior das máquinas e que não
estamos conseguindo eliminá-los, pois a bomba de circulação, pressão e pequenas tubulações estão totalmente
impregnadas e com isso tivemos que parar a produção para averiguação.
Sendo assim, peço se você poderia conversar com os seus professores sobre o assunto, para identificar o possível
material depositado no interior das autoclaves, e quais poderiam ser as ações para solucionar o problema, pois se o
problema for realmente do fio novo, não tenho como devolvê-lo e preciso solucionar o problema o mais rápido
possível.
Obrigado,. Seu tio.
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APÊNDICE E – AULA PRÁTICA
TINGIMENTO DA FIBRA DE POLIAMIDA NA PRESENÇA DA FIBRA DE
POLIÉSTER
CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA - PRONATEC – 4º PERÍODO
DISCIPLINA: PROCESSOS INDUSTRIAIS
PROFESSORES: JOSÉ RICARDO/RENATA
AULA EXPERIMENTAL: TINGIMENTO DA FIBRA DE POLIAMIDA NA
PRESENÇA DA FIBRA DE POLIÉSTER
1 – Objetivos:
Conhecer o processo de tingimento com a observação na montagem do corante e
entender o mecanismo e fatores que ocorrem no tingimento da fibra de poliamida e o não
tingimento da fibra de poliéster nas condições experimentais propostas.
2 – Introdução Teórica
O tingimento é usado desde os primórdios e em várias formas de decoração, como
exemplo, temos as pinturas coloridas nas paredes de cavernas na França, datada de 30.000
anos atrás.
As fibras sintéticas são fabricadas a partir de matérias primas da indústria
petroquímica, onde o tingimento dessas fibras sintéticas, em especial as fibras poliamídicas e
poliésteres, podemos destacar os corantes ácidos e os dispersos respectivamente.
A expressão corante ácido corresponde ao grupo de corante aniônico portadores de
um a três grupos sulfônicos, e estes grupos substituintes ionizáveis tornam o corante solúvel
em água, no processo de tingimento, o corante previamente neutralizado se liga à fibra através
de uma troca iônica envolvendo o par de elétrons livres dos grupos amínicos e carboxilatos
das fibras, na forma não-protonada.
O corante responsável pelo tingimento das fibras de poliésteres é o corante disperso,
que constitui uma classe de corante insolúvel em água, e durante o processo de tingimento, o
corante sofre hidrólise e sua forma original insolúvel é lentamente precipitada na forma
dispersa e é difundido pela fibra devido ao efeito da temperatura.
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3 – Material:
Solução 0,5% corante ácido vermelho;
Compound auxiliares (mistura de igualizante, umectante e sequestrante em
proporções adequadas);
Ácido;
Amostra de fibra de poliamida;
Amostra de fibra de poliéster;
Aquecedor;
Bequer de vidro de 250 mL;
Bastão de vidro;
Pipeta graduada de 1 mL;
Conta-gota.
4 – Procedimento experimental:
1 – Selecionar uma amostra pequena de artigo de poliamida e poliéster.
2 – Preparar a solução do corante vermelho ácido: Pesar 0,5 g do corante, dissolver o pó do
corante com uma pequena quantidade de água fervente em um béquer de 100 mL, transferir
para um balão volumétrico de 100 mL, esperar esfriar e completar o volume.
3 – Em um béquer de 250 mL, adicionar 150 mL de água, 0,5 mL do compound e 10 gotas do
ácido.
4 – Adicionar 1 mL da solução do corante 0,5%, e adicionar as amostras de poliamida e de
poliéster e misturar.
5 – Levar o banho do tingimento à fervura, mexendo o material por 10 minutos.
6 – Retirar as amostras do banho, lavar e observar o que ocorreu.
7 – Relatar em um texto o resultado final do processo de tingimento.
Referências:
GUARANTINI, C. C. I., ZANONI, M. V. B. Corantes Têxteis. Revista Química Nova, v.
23, n. 1, p. 71–78, 2000.
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LANGE C. R. Estudo das condições operacionais do processo de tingimento de fibras
mista acrílico/algodão em bobina cruzada. 2004. 135 p. Trabalho de dissertação de
mestrado em engenharia química – Centro Tecnológico da Universidade Federal de Santa
Catarina, Florianópolis, 2004.
SALEM, V. Curso de Tingimento Têxtil, In:_______ Apostila do curso Golden Química
do Brasil Ltda., 144 p, 1998a.
_______.Curso de Tingimento Têxtil, In:_______ Apostila do curso Golden Química do
Brasil Ltda., 101 p, 1998b.
UTZIG G. Avaliação das propriedades físico-mecânicas de tecidos planos compostos
com duas fibras têxteis distintas e tingidas com corantes em processos diferenciados.
2012. 69 p. Trabalho de conclusão de curso do grau de bacharel em engenharia industrial –