Desenvolvimento de nãotecido a partir de fibras virgens e recicladas de poliéster para aplicação em isolamento térmico

Abstract

Visando a conservação dos recursos naturais e a proteção do meio ambiente, a economia de energia tornou-se um objetivo estratégico em todo o mundo. Um dos segmentos que mais contribui com o consumo de energia é o das edificações residenciais e comerciais, como resultado do uso de aquecimento e resfriamento para garantir um ambiente termicamente confortável. Portanto, há uma busca contínua por encontrar as alternativas adequadas para reduzir este consumo por meio de sistemas de isolamento térmico. Dentre as alternativas, a utilização de nãotecidos constituídos por fibras sintéticas tem recebido crescente atenção. Diante disso, o objetivo desse estudo foi desenvolver nãotecidos para isolamento térmico constituídos de fibras de poliéster virgens e fibras recicladas de garrafa PET. Foi avaliada a influência da substituição das fibras virgens ocas em uma formulação padrão por fibras sólidas recicladas em distintas proporções (20-60 %). Foi também avaliada a utilização de uma fibra comercial contendo silicone em sua formulação (20 e 40 %). As fibras utilizadas foram caracterizadas em relação à morfologia e composição química por espectroscopia no infravermelho por Transformada de Fourier. As amostras de nãotecido foram avaliadas quanto à condutividade térmica, permeabilidade ao ar, cristalinidade e comportamento térmico por termogravimetria (TGA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). A análise da composição química das fibras evidenciou que as fibras virgens e recicladas apresentam os grupos característicos do poliéster, sem indícios da presença de outros polímeros. Foi evidenciado que a utilização de 20 % de fibra reciclada não comprometeu as propriedades térmicas do nãotecido e reduziu significativamente a permeabilidade ao ar, sendo que a diferença de título direto não influenciou o processo de produção e as propriedades. A utilização de proporções de 40 e 60 % de fibra reciclada reduziu significativamente a condutividade térmica e a permeabilidade ao ar das amostras. A estabilidade térmica das amostras não foi alterada pela utilização da fibra reciclada, já a cristalinidade aumentou ligeiramente. O uso da fibra siliconada prejudicou a consolidação da estrutura e, embora tenha reduzido a condutividade térmica e a permeabilidade ao ar, apresentou comportamento de queima com elevado derretimento da amostra. De forma geral, o presente estudo demonstrou que a utilização de até 40 % de fibra reciclada de PET contribuiu para a melhoria do isolamento térmico de amostras de não tecido e é promissora para uma aplicação têxtil mais sustentável.

Abstract: Aiming at conserving natural resources and protecting the environment, energy-saving has become a strategic objective all over the world. One of the segments that most contributes to energy consumption is residential and commercial buildings, as a result of the use of heating and cooling to ensure a thermally comfortable environment. Therefore, there is a continuous search to find suitable alternatives to reduce this consumption through thermal insulation systems. Among the options, using nonwovens made of synthetic fibers has received increasing attention. Therefore, this study aims to develop nonwovens for thermal insulation made of virgin polyester fibers and recycled fibers from PET bottles. The influence of replacing hollow virgin fibers in a standard formulation with solid recycled fibers in different proportions (20-60%) was evaluated. The use of a commercial fiber containing silicone (20 and 40%) was also evaluated. The fibers were characterized in terms of morphology and chemical composition by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The nonwoven samples were evaluated regarding thermal conductivity, air permeability, crystallinity, and thermal behavior by thermogravimetry (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). The analysis of the fibers chemical composition showed that the virgin and recycled fibers present the characteristic groups of polyester, without evidence of the presence of other polymers. It was evidenced that the use of 20% of recycled fiber did not compromise the thermal properties of the nonwoven and significantly reduced the air permeability, and the difference in title did not influence the production process and properties. The use of proportions of 40 and 60% significantly reduced the thermal conductivity and air permeability of the samples. The thermal stability of the samples was not altered by the use of recycled fiber, but the crystallinity slightly increased. The use of siliconized fiber impaired the consolidation of the structure and. Although they reduced the thermal conductivity and air permeability, they showed a burning behavior with high melting of the sample. In general, the present study demonstrated that the use of up to 40% of recycled PET fiber contributed to the improvement of the thermal insulation of nonwoven samples and is promising for a more sustainable textile application.