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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/83737| Tipo: | TCC |
| Título: | Estruturação com partículas de sílica e silanização binária no desenvolvimento de revestimento para tecido de algodão |
| Título em inglês: | Structuring with silica particles and binary silanization in the development of coating for cotton fabric |
| Autor(es): | Maia, Marcella Torres |
| Orientador: | Paula, Amauri Jardim de |
| Coorientador: | Martinez, Diego Stéfani Teodoro |
| Palavras-chave em português: | Hidrofobicidade;Organosilanos;Partículas de sílica;Deposição eletrostática;Durabilidade |
| Palavras-chave em inglês: | Hydrophobicity;Organosilanes;Silica particles;Electrostatic deposition;Durability |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS |
| Data do documento: | 2021 |
| Citação: | MAIA, Marcella Torres. Estruturação com partículas de sílica e silanização binária no desenvolvimento de revestimento para tecido de algodão. 2025. 56 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Biotecnologia) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021. |
| Resumo: | A melhoria das propriedades de tecidos de algodão com o intuito de torná-los hidrofóbicos e duráveis tem sido realizada principalmente por meio da adição de compostos fluorados, o que implica na formação de substâncias danosas ao ser humano e ao meio ambiente. Desse modo, este trabalho propôs a funcionalização dos tecidos de algodão por deposição eletrostática de partículas de sílica fluorescentes modelo core-shell (SiPs) com dois distintos tamanhos (150 nm e 600 nm) e cargas superficiais (positiva e negativa), bem como por silanização binária, usando uma mistura de dois organosilanos hidrofóbicos. As partículas foram caracterizadas quanto a distribuição de tamanho, índice de polidispersividade (PDI) e potencial zeta (ζ). A técnica de espalhamento dinâmico de luz (DLS) foi utilizada para determinar o diâmetro hidrodinâmico (HD) e PDI, e a mobilidade eletroforética, para o obter o ζ. Diferentes tratamentos aplicados no tecido foram avaliados sistematicamente, considerando três parâmetros: revestimento de partículas, ligação covalente com silanos e processo de cura. As SiPs produzidas foram consideradas monodispersas e estáveis em meio aquoso. Para avaliar a hidrofobicidade e durabilidade, o material foi analisado quanto à sua molhabilidade pelas medidas de ângulo de contato da água (WCA), o grau de repelência (GR), capacidade de absorção da água (CA). Análises de microscopia confocal de varredura a laser (LSCM) permitiram verificar a distribuição das partículas de sílica ao longo das fibras de algodão e constatar sua natureza fluorescente. Imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura (SEM) mostraram o estado das fibras e a presença das nanoestruturas. A impregnação de partículas e a montagem eletrostática não foram suficientes para garantir uma hidrofobicidade duradoura. Entretanto, a funcionalização com organosilanos hidrofóbicos e deposição eletrostática das SiPs proporcionaram um revestimento eficaz e duradouro (10 lavagens), mantendo o WCA acima de 130º, GR de 3 e baixa CA (165%) em relação ao algodão puro (600%) e silanizado (340%). A presença das SiPs auxiliou na retenção da camada de silanização e, de forma complementar, essa camada incrementou a adesão das partículas no tecido. Assim, um desempenho superior foi observado quando a superfície dos tecidos foi tratada com partículas de sílica e uma mistura binária de silanos. Nesse sentido, a metodologia desenvolvida neste estudo consiste em uma alternativa ecologicamente sustentável eficaz em comparação aos processos de funcionalização convencionalmente utilizados. |
| Abstract: | The improvement on the properties of cotton fabrics to make them hydrophobic and durable, has been carried out mainly through the addition of fluorinated compounds, which implies on the formation of substances harmful to humans and the environment. Thus, this work proposed the functionalization of cotton by electrostatic deposition of core-shell fluorescent silica particles (SiPs) with two different sizes (150 nm and 600 nm) and surface charges (positive and negative), and binary silanization, using a mixture of two hydrophobic organosilanes. The particles were characterized in terms of size distribution, polydispersity index (PDI), and zeta potential (ζ). The dynamic light scattering (DLS) technique was used to determine the hydrodynamic diameter (HD) and PDI, and electrophoretic mobility to obtain ζ. Different treatments applied to the fabric were systematically evaluated, considering three parameters: particles’ coating, covalent bond with silanes, and curing process. The produced SiPs were considered monodisperse and stable in aqueous media. To assess hydrophobicity and durability, the material was analyzed for its wettability by measuring the water contact angle (WCA), repellency grade (GR), and water uptake (CA). Laser scanning confocal microscopy (LSCM) analysis verified the distribution of the silica particles along the cotton fibers and proved their fluorescent nature. Images obtained by scanning electron microscopy (SEM) enabled to assess the state of the fibers and the presence of the nanostructures. Particle impregnation and electrostatic assembly were not enough to guarantee lasting hydrophobicity. However, the functionalization with hydrophobic organosilanes and the electrostatic deposition of SiPs provided an effective and long-lasting coating (10 washes), maintaining the WCA above 130º, GR of 3 and lower CA (165%) compared to pure (600%) and silanized cotton (340%). The presence of SiPs helped to retain the silanization layer and, in a complementary way, this layer increased the adhesion of particles in the textile. Thus, a superior performance was observed when the fabric surface was treated with silica particles and a binary mixture of silanes. In this sense, the methodology developed in this study consists of an effective ecologically sustainable alternative in comparison to the conventionally used functionalization processes. |
| URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/83737 |
| Currículo Lattes do(s) Autor(es): | http://lattes.cnpq.br/0706822877186567 |
| Currículo Lattes do Orientador: | http://lattes.cnpq.br/3912955675367941 |
| ORCID do Coorientador: | https://orcid.org/0000-0002-0086-3055 |
| Currículo Lattes do Coorientador: | http://lattes.cnpq.br/4898006494427762 |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| Aparece nas coleções: | BIOTECNOLOGIA - Monografias |
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