https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/226989 2026-04-30T23:15:58Z 2026-04-30T23:15:58Z Carvalho, Priscila Faiad https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/272737 2026-03-17T23:27:00Z 2026-01-01T00:00:00Z

Estratégias de substituição de fibras têxteis para redução das emissões de CO2e Carvalho, Priscila Faiad A indústria têxtil é um setor impactante em termos ambientais, responsável por cerca de 7 % das emissões globais das emissões de dióxido de carbono (CO2). Este estudo tem como objetivo quantificar e comparar as emissões associadas a diferentes fibras têxteis, propondo substituições estratégicas capazes de reduzir o impacto climático de produtos têxteis acabados. A pesquisa utilizou a ferramenta The 2030 Calculator sob a abordagem cradle-to-gate, avaliando onze camisetas com composições distintas, abrangendo algodão convencional, reciclado e orgânico, linho, cânhamo, seda, lã convencional e reciclada, poliéster convencional e reciclado, e por fim, poliamida. A metodologia, fundamentada nas diretrizes de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), busca oferecer dados acessíveis para mensuração de emissões e tomada de decisão sustentável no desenvolvimento de produtos têxteis. Os resultados apontaram reduções expressivas nas emissões quando analisadas as substituições isoladas de fibras têxteis, com destaque para as trocas do algodão convencional por algodão reciclado e orgânico, por linho e cânhamo, além da substituição do poliéster virgem pelo poliéster reciclado. Contudo, tais reduções mostraram-se insuficientes quando avaliadas no produto acabado, frente às metas de mitigação estabelecidas pelo Acordo de Paris, que preveem diminuições de 43 % até 2030 e de, no mínimo, 99 % até 2050. A única substituição que apresentou alinhamento parcial com as metas globais foi a da lã convencional pela lã reciclada, resultando em uma redução de 92,52 % nas emissões do produto acabado, sendo um valor compatível com a meta de 2030, porém ainda inferior à exigência projetada para 2050. Conclui-se, portanto, que embora a substituição de fibras, de forma isolada, não seja suficiente para alcançar integralmente as metas de descarbonização globais, ela representa um avanço significativo rumo à transição sustentável do setor têxtil, especialmente quando associada a estratégias complementares de eficiência energética, uso de fontes renováveis e implementação de modelos de circularidade produtiva.; Abstract: The textile industry is a highly impactful sector in environmental terms, accounting for approximately 7 % of global carbon dioxide (CO2) emissions. This study aims to quantify and compare the emissions associated with different textile fibers, proposing strategic substitutions capable of reducing the climate impact of finished textile products. The research employed The 2030 Calculator under a cradle-to-gate approach, evaluating eleven t-shirts with distinct compositions, including conventional, recycled, and organic cotton, linen, hemp, silk, conventional and recycled wool, conventional and recycled polyester, and polyamide. The methodology, grounded in Life Cycle Assessment (LCA) guidelines, seeks to provide accessible data to support emission measurement and sustainable decision-making in textile product development. The results indicated significant emission reductions when fiber substitutions were assessed individually, with notable decreases in the replacement of conventional cotton by recycled and organic cotton, linen, and hemp, as well as the substitution of virgin polyester by recycled polyester. However, these reductions proved insufficient when assessed in the finished product, in comparison with the mitigation targets established by the Paris Agreement, which call for reductions of 43% by 2030 and at least 99% by 2050. The only substitution that showed partial alignment with global targets was the replacement of conventional wool with recycled wool, resulting in a 92.52% reduction in the emissions of the finished product ? compatible with the 2030 target but still below the requirement projected for 2050. Therefore, although fiber substitution alone is not sufficient to fully achieve global decarbonization goals, it represents an important step toward the sustainable transition of the textile sector, especially when combined with complementary strategies such as energy efficiency, the use of renewable sources, and the implementation of circular production models. Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Blumenau, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Têxtil, Blumenau, 2026.

2026-01-01T00:00:00Z Cunha, Pollyane Cibely da https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/272598 2026-03-09T23:26:15Z 2025-01-01T00:00:00Z

Tingimento de algodão com corantes natural e sintético: estudo comparativo do desempenho técnico e ambiental em escala produtiva Cunha, Pollyane Cibely da A crescente preocupação com os impactos ambientais dos processos de tingimento têxtil tem impulsionado o uso de corantes naturais. Este trabalho compara o desempenho tintorial e ambiental do corante natural de tom violeta, obtido de bastões de Kerria lacca, com o de uma tricromia de corantes reativos sintéticos aplicada em fios de algodão, em escala laboratorial e produtiva. Foram avaliados rendimento tintorial, parâmetros colorimétricos (?E* e K/S), cinética e isotermas de tingimento, solidez e características dos efluentes gerados. O corante natural apresentou intensidade colorística intermediária (K/S ? 1,73), porém com dificuldade de reprodutibilidade de cor, refletida em valores de ?E* frequentemente superiores ao limite industrial de 1,5. A tricromia reativa demonstrou maior controle tonal e menor variação entre lotes. A cinética do tingimento reativo ajustou-se melhor ao modelo de pseudo-primeira ordem (R² = 0,863), indicando predominância de mecanismos difusivos nas condições avaliadas, enquanto o sistema natural apresentou ajuste apenas moderado ao mesmo modelo (R² = 0,8486) e muito baixo ao modelo de pseudo-segunda ordem (R² = 0,2245), evidenciando comportamento instável, adsorção superficial e ocorrência de dessorção ao longo do processo. As análises de solidez indicaram notas em torno de 4 na escala de cinza para ambos os sistemas, embora o tingimento natural tenha apresentado maior perda perceptível de intensidade após lavagem e fricção. Na etapa em escala piloto, os efluentes do tingimento reativo apresentaram elevada salinidade, com concentração de cloretos da ordem de 10³ mg·L?¹, enquanto o processo com corante natural resultou em menores teores de sais, porém em maior toxicidade aguda aquática, avaliada por ensaios com Daphnia magna (48 h), com CE50 = 2,21 % (v/v) e FT = 64, frente a CE50 = 35,36 % (v/v) e FT = 4 para o sistema reativo. Conclui-se que, nas condições estudadas, o corante natural tom violeta ainda não reúne desempenho técnico e ambiental suficiente para substituir diretamente a tricromia reativa, embora se mostre promissor mediante otimização de processo e tratamento específico de efluentes.; Abstract: The growing concern regarding the environmental impacts of textile dyeing processes has encouraged the investigation of natural dyes as alternative colorants. This study compares the technical and environmental performance of a violet natural dye extracted from Kerria lacca sticks with that of a synthetic reactive dye trichromy applied to 100% cotton yarn, at both laboratory and pilot scales. The evaluation included dyeing yield, colorimetric parameters (?E* and K/S), kinetic and isotherm behavior, color fastness properties, and effluent characterization. The natural dye exhibited intermediate color strength (K/S ? 1,7), but showed limited color reproducibility, reflected in ?E* values frequently exceeding the industrial acceptance threshold of 1.5. In contrast, the reactive trichromy demonstrated better tonal control and lower batch-to-batch variation. Kinetic analysis indicated that the reactive dyeing process showed a better fit to the pseudo-first-order model (R² = 0,863), suggesting predominance of diffusion-controlled mechanisms under the evaluated conditions. The natural dye system presented only moderate fitting to the same model (R² = 0.8486) and a very poor fit to the pseudo-second-order model (R² = 0.2245), indicating unstable adsorption behavior, weak surface interactions, and desorption over time. Color fastness results showed gray scale ratings around 4 for both systems; however, the natural dye exhibited more noticeable color loss after washing and rubbing. At pilot scale, effluent analysis revealed that the reactive dyeing process generated high salinity levels, with chloride concentrations on the order of 10³ mg·L?¹. In contrast, the natural dye process produced lower salt content but higher acute aquatic toxicity, as determined by 48-hour Daphnia magna bioassays, with CE50 = 2.21% (v/v) and Toxicity Factor (TF) = 64, compared to CE50 = 35.36% (v/v) and TF = 4 for the reactive system. It can be concluded that, under the conditions investigated, the violet natural dye does not yet demonstrate sufficient technical and environmental performance to directly replace reactive dye trichromy in cotton dyeing. Nevertheless, it shows potential as a complementary alternative, provided that process optimization and specific effluent treatment strategies are implemented. Dissertação (mestrado) ? Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Blumenau, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Têxtil, Blumenau, 2026.

2025-01-01T00:00:00Z Francisco, Isadora Bertini Martins https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/271730 2026-01-07T23:18:38Z 2024-01-01T00:00:00Z

Avaliação do potencial tintorial do extrato de urucum em tecidos de viscose e poliamida tratados com alúmen e leite de soja como mordentes Francisco, Isadora Bertini Martins Os efluentes da indústria têxtil, especialmente aqueles oriundos de processos de beneficiamento têxtil, são considerados como um dos mais poluentes da indústria em termos de volume e composição, o que contribui para a degradação do meio ambiente. Dessa forma, a busca por alternativas mais limpas e menos nocivas vem sendo cada vez mais estudadas. A semente de urucum é utilizada em diversas áreas, com elevado potencial tintorial. A soja é conhecida em diversas áreas, porém, com poucos estudos sobre seu uso como mordente para tingimento. Com isso, o presente trabalho tem como objetivo comparar o potencial tintorial do corante de extrato de semente de urucum em substratos de viscose e poliamida sob influência do mordente metálico alúmen de potássio e do mordente de leite de soja. Inicialmente, realizou-se a extração do corante de urucum em meio alcoólico, seguida da determinação da concentração do composto tintorial bixina, por meio de espectroscopia UV/Vis. Para o tingimento, foram testadas concentrações de corante a 100% s.p.m. em substratos preparados com os mordentes estudados e em substrato apenas purgado, em diferentes ajustes de pH (ácido, sem ajuste, neutro e básico) do extrato. As amostras após o tingimento foram avaliadas por colorimetria em termos de intensidade (K/S) e igualização de cor (?E). O alúmen de potássio, embora produza amostras com elevada intensidade colorística, apresentou os piores resultados em termos de igualização, sendo inviável industrialmente. A partir desse refinamento dos resultados, foram feitas análises de solidez à lavagem para alteração e transferência de cor para as amostras sem mordente e para as mordentadas com leite de soja. Os melhores resultados obtidos, considerando igualização e solidez a lavagem para alteração de cor, foram encontrados no tingimento de viscose com extrato em pH neutro, sem uso de mordente (K/S=10,19±0,95, ?E=0,73 e nota 5 para alteração de cor) e no tingimento de poliamida com o extrato em pH alcalino com pré-tratamento de mordente de leite de soja (K/S=39,29±1,33, ?E=0,77 e nota 5 para alteração de cor). A partir disso, foram conduzidos análises de cinética de tingimento, isotermas de adsorção, MEV, FTIR, solidez à fricção e uma breve caracterização do efluente final desses dois tingimentos. Diante dessas caracterizações e análises, foi determinado que um tingimento feito a partir de matérias-primas naturais produz resultados muito satisfatórios em termos de intensidade, igualização e solidez de cor quando é associado a um mordente adequado, embora ainda demande de algum tratamento do efluente final.; Abstract: Effluents from the textile industry, especially those originating from textile processing processes, are considered one of the most polluting in the industry in terms of volume and composition, which contributes to environmental degradation. Therefore, the search for cleaner alternatives is being increasingly studied. Annatto seed is used in several areas, with high dye potential. Soybean is known in several areas, however, there are few studies on its use as a natural mordant. Therefore, the present work aims to compare the dyeing potential of annatto seed extract dye on viscose and polyamide under the influence of potassium alum mordant and the soy milk mordant. Firstly, the annatto dye was extracted with ethyl alcohol, followed by the determination of the concentration of the dye compound bixin, using UV/Vis spectroscopy. For the dyeing process, dye concentrations of 100% o.w.f. were tested on substrates prepared with mordants and on substrates that were just purged. Also, was tested the annatto extract dye at different pH adjustments (acidic, unadjusted, neutral and basic). The samples after dyeing were evaluated by colorimetry in terms of intensity (K/S) and color equalization (?E). Potassium alum, although it produces samples with high coloristic intensity, presented the worst results in terms of equalization, being industrially unviable. From this refinement of the results, wash fastness analyzes were carried out for color change and color transfer for samples without mordants and for those mordanted with soy milk. The best results obtained, considering equalization and fastness to washing for color change, were found in dyeing viscose with extract at neutral pH, without using mordant (K/S=10.19±0.95, ?E=0.73 and grade 5 for color change) and in dyeing polyamide with the extract at alkaline pH with pre-treatment of soy milk mordant (K/S=39.29±1.33, ?E=0.77 and score 5 for color change). From this, analyzes of dyeing kinetics, adsorption isotherms, SEM, FTIR, rubbing fastness and a brief characterization of the final effluent of these two dyes were conducted. In view of these characterizations and analyses, it was determined that dyeing made from natural raw materials produces very satisfactory results in terms of intensity, equalization and color fastness when associated with a suitable mordant, although it still requires some treatment of the final effluent. Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Blumenau, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Têxtil, Blumenau, 2024.

2024-01-01T00:00:00Z Schuch, Amanda https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/271657 2025-12-29T23:30:37Z 2025-01-01T00:00:00Z

Materiais têxteis condutores baseados em malha spacer por trama revestida com polianilina para dispositivos wearables Schuch, Amanda Wearables são dispositivos vestíveis com capacidade de monitoramento e transmissão de dados fisiológicos e ambientais em tempo real, como sinais vitais, ritmo respiratório, contagem de passos e desempenho físico. O avanço dos wearables exige o desenvolvimento de materiais inovadores, capazes de interagir com o ambiente e responder a estímulos químicos, mecânicos, elétricos e térmicos. Entre os desafios técnicos, destacam-se a produção de estruturas leves, flexíveis, respiráveis e confortáveis ao uso prolongado, além de funcionarem sem a necessidade de cabos ou baterias rígidas. Além disso, esses sistemas podem integrar tecnologias digitais aos materiais têxteis, criando plataformas inteligentes para aplicação em áreas como saúde, esporte, segurança e moda, dando origem aos wearables têxteis. Os polímeros intrinsicamente condutores, como a polianilina (PANI), têm-se mostrado promissores pois combinam propriedades elétricas com relativa facilidade de síntese, além de serem economicamente viáveis e quimicamente estáveis. Portanto, este estudo tem como objetivo desenvolver um wearable condutor por meio da polimerização in situ da PANI sobre a superfície de uma malha spacer por trama, visando criar um substrato têxtil funcional para aplicações eletrônicas. Foram exploradas diferentes concentrações da solução de anilina (0,05 mol/L, 0,10 mol/L e 0,20 mol/L). Foram realizadas análises térmicas (DSC e TGA), ensaios de condutividade, com o objetivo de caracterizar o desempenho físico-químico e funcional do substrato têxtil polimerizado. Para avaliar a resposta piezoresistiva do material sob ciclos de compressão e descompressão foi realizado o ensaio eletromecânico. A simulação de usabilidade foi conduzida por meio de ensaios de solidez à lavagem, resistência à abrasão e tração e simulação do substrato quando em contato com o corpo humano por meio da resistência ao suor, tanto ácida como alcalina, buscando avaliar a durabilidade do material e seu desempenho de condutividade elétrica em condições reais de uso. A espectroscopia FTIR confirmou a presença da PANI, enquanto as análises térmicas (DSC e TGA) indicaram modificações na estabilidade térmica e menor perda de massa em altas temperaturas. A resistência à abrasão revelou falhas após 4.000 ciclos e queda na condutividade elétrica, atribuídas à remoção da camada condutora. O ensaio de solidez à lavagem mostrou redução da condutividade por desdopagem, embora com desempenho ainda satisfatório. Já a exposição ao suor ácido e alcalino causou leve perda de condutividade, sendo o suor alcalino mais agressivo. No conjunto, os resultados indicam que a PANI apresenta bom potencial para aplicações em têxteis inteligentes, com desempenho promissor frente aos desafios mecânicos, térmicos e químicos.; Abstract: Wearables are wearable devices capable of monitoring and transmitting physiological and environmental data in real time, such as vital signs, respiratory rate, step count, and physical performance. The advancement of wearables requires the development of innovative materials capable of interacting with the environment and responding to chemical, mechanical, electrical, and thermal stimuli. Among the technical challenges, we highlight the production of lightweight, flexible, breathable, and comfortable structures for prolonged use, in addition to operating without the need for cables or rigid batteries. Furthermore, these systems can integrate digital technologies with textile materials, creating smart platforms for application in areas such as healthcare, sports, security, and fashion, giving rise to textile wearables. Intrinsically conductive polymers, such as polyaniline (PANI), have shown promise because they combine electrical properties with relative ease of processing, in addition to being economically viable and chemically stable. Therefore, this study aims to develop a conductive wearable through the in situ polymerization of PANI on the surface of a woven spacer mesh, aiming to create a functional textile substrate for electronic applications. Different concentrations of the aniline solution (0.05 mol/L, 0.10 mol/L, and 0.20 mol/L) were explored. Thermal analyses (DSC and TGA) and conductivity tests were performed to characterize the physicochemical and functional performance of the polymerized textile substrate. To evaluate the piezoresistive response of the material under compression and decompression cycles, an electromechanical test was performed. Usability simulation was conducted through wash fastness, abrasion and tensile resistance tests, and simulation of the substrate when in contact with the human body through sweat resistance, both acidic and alkaline, to evaluate the durability of the material and its electrical conductivity performance under real-life conditions. The tests demonstrated that functionalization of the mesh with polyaniline (PANI) promotes relevant structural and functional changes. FTIR spectroscopy confirmed the presence of PANI, while thermal analyses (DSC and TGA) indicated changes in thermal stability and reduced mass loss at high temperatures. Abrasion resistance revealed failures after 4,000 cycles and a drop in electrical conductivity, attributed to the removal of the conductive layer. The wash fastness test showed a reduction in conductivity due to dedoping, although performance remained satisfactory. Exposure to acidic and alkaline sweat caused a slight loss of conductivity, with alkaline sweat being more aggressive. Overall, the results indicate that PANI has good potential for applications in smart textiles, with promising performance in the face of mechanical, thermal, and chemical challenges. Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Blumenau, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Têxtil, Blumenau, 2025.

2025-01-01T00:00:00Z