Produção de não tecidos de pet reciclado com incorporação de óleo essencial: comparação entre eletrofiação coaxial e eletroaspersão

Abstract

Tecidos não tecidos são empregados em diversas aplicações como vestuário e lençóis hospitalares, filtros, curativos, entre outros. A eletrofiação é um método que tem se tornado atrativo para a produção de não tecidos. Estes não tecidos podem ser utilizados para a fabricação de têxteis técnicos funcionalizados, com propriedades de liberação de substâncias ativas como óleos essenciais, para usos farmacológicos, clínicos, antimicrobianos, etc. Este trabalho visa à incorporação de óleo essencial de hortelã em fibras sintéticas, para obtenção de não tecidos uniformemente perfumados, através do processo de eletrofiação com uso de agulha coaxial ou eletrofiação e eletroaspersão simultâneos. O material utilizado para a fabricação das fibras foi o poli(tereftalato de etileno) (PET), proveniente de garrafas descartáveis, visando o estudo da incorporação e da liberação de óleo essencial de hortelã. As condições operacionais foram definidas quanto à taxa de infusão do polímero a eletrofiar, tensão aplicada ao polímero, distância entre placa coletora e capilar de infusão (agulha), bem como as concentrações de polímero e solventes. A caracterização dessas fibras foi realizada através de MEV, massa molar viscosimétrica, FTIR e medidas de diâmetro médio. Através de espectroscopia UV-VIS, foi quantificada a liberação do óleo de hortelã dos não tecidos eletrofiados. A melhor condição operacional para eletrofiar o PET foi definida através dos parâmetros: distância entre agulha e coletor de 17,5 cm, tensão de 20 KV e vazão da solução polimérica de 0,65 mL/h de composição 10% (m/v) PET, 20% (v/v) de TFA e 80% (v/v) de DCM. O diâmetro médio das fibras eletrofiadas foi de 303 nm. Através de imagens de MEV foi identificada a presença das gotas de óleo que ficaram retidas no não tecido produzido por eletrofiação e eletroaspersão simultâneos e, após 30 dias, a liberação acumulada alcançou um montante de 56%. Os ensaios de eletrofiação com agulha coaxial, produziram uma estrutura do tipo bainha-núcleo. As imagens de MEV apresentam um não tecido sem contas e sem a presença de óleo no exterior das fibras e, após 30 dias, a quantidade de óleo liberada pelo não tecido produzido com agulha coaxial foi de 33%. A produção de não tecidos eletrofiados de PET, com óleo essencial incorporado, é uma rota promissora na fabricação de têxteis técnicos.<br>

Abstract : Nonwovens are used in various industries, such as, clothing and hospital sheets, filters, bandages, among others. Electrospinning is a method that has become attractive for the production of nonwovens. These nonwovens can be used for the manufacture of technical textile functionalized with releasing properties of active substances such as essential oils, for pharmacological, clinical and antimicrobials uses, etc. This study aims to incorporate peppermint essential oil in synthetic fiber, to obtain uniformly scented nonwovens via electrospinning with coaxial needle or via electrospinning and electrospraying simultaneously. The material used to manufacture the fibers was poly(ethylene terephthalate) (PET) from disposable bottles. The operating conditions were defined as the polymer rate of infusion, voltage applied to the polymer, the distance between the collector plate and infusion capillary (needle) as well as the concentrations of polymer and solvents. The characterization of these fibers was performed using SEM, viscosimetric molecular weight, FTIR and diameter measurements. By UV-VIS spectroscopy, the release of peppermint oil was quantified from the electrospun nonwoven. The best operating condition for electrospinning PET was defined as: distance between the needle and collector of 17.5 cm, voltage applied of 20 kV and flow rate of 0.65 mL/h of the polymer solution composition of 10% (w/v) PET, 20% (v/v) TFA and 80% (v/v) DCM. The average diameter of the nanofibers was 303 nm. SEM images showed the presence of oil droplets retained in the nonwoven produced by electrospinning and electrospraying simultaneously. After 30 days of manufacture, the cumulative release of peppermint from the nonwoven reached an amount of 56%. The electrospinning trials with coaxial needle produced a structure of core-shell type. SEM images showed nonwovens without beads and without the presence of oil on the outside of the fibers. After 30 days of manufacture, the amount of oil released from the nonwoven produced with coaxial needle was 33%. The production of electrospun PET incorporating essential oil is a promising route for the manufacture of technical textile.