Extração e caracterização de fibra vegetal de folha de palmeira Tucum (Bactris setosa Mart.)

Abstract

O aumento do uso de fibras sintéticas na indústria têxtil gera preocupações ambientais e demanda alternativas sustentáveis. Entre essas alternativas, as fibras naturais, como as obtidas do Tucum (Bactris setosa Mart.), apresentam um potencial promissor, embora ainda sejam pouco exploradas. Desta forma, o presente trabalho teve como objetivo extrair e caracterizar essas fibras e avaliar suas propriedades para composição de produtos têxteis. Através de dois diferentes métodos de extração, o primeiro totalmente manual e o segundo utilizando ácido sulfúrico, analisou-se as propriedades físicas, químicas e mecânicas da fibra, buscando identificar seus pontos fortes e fracos. Foram realizados ensaios para verificar o comprimento, regain e comportamento frente a um pré-alvejamento oxidativo e tingimento, além de análises de MEV, FTIR, TGA, resistência mecânica e potencial Zeta. O comprimento médio da fibra extraída manualmente foi de 25,8±6,5 cm, enquanto as fibras extraídas com auxílio de ácido tiveram um comprimento menor de 15,9±4,3 cm. O regain encontrado para ambas as fibras foi de 9,45%±0,67%. Os processos de pré-alvejamento e tingimento se mostraram eficientes, com mecanismo de tingimento similar às demais fibras celulósicas. Já as análises realizadas através de MEV mostram que a fibra possui um formato delgado com um diâmetro médio de 28,3 µm. Além disso foram identificadas estruturas de sílica com diâmetro de 3,9 µm distribuídas ao longo da fibra. Por meio do FTIR, verificou-se características típicas de matérias vegetais, tais como celulose, hemiceluloses e lignina, observando também alterações nas fibras tratadas. Já a partir do TGA foi possível estimar que a fibra in natura é constituída de aproximadamente 66,2% de celulose e hemicelulose e 22,7% de lignina, apresentando leves alterações na estabilidade térmica das fibras previamente tratadas. A resistência mecânica da fibra apresentou um módulo de elasticidade de 0,56 GPa e resistência a tração de 949 MPa, superando fibras convencionais, como o algodão e o sisal. E por fim, o potencial Zeta foi negativo nas análises de pH ácido e alcalino devido à ionização de grupos funcionais. Diante dos resultados, conclui-se que as características da fibra de Tucum, como boa resistência à tração, tingibilidade com corantes diretos e propriedades adequadas para processamento têxtil, a colocam como uma alternativa sustentável e promissora para a indústria têxtil, abrindo um leque de oportunidades para o desenvolvimento de novos produtos.

The increased use of synthetic fibers in the textile industry raises environmental concerns and demands sustainable alternatives. Among these alternatives, natural fibers, such as those obtained from Tucum (Bactris setosa Mart.), show promising potential, although they are still underexplored. Therefore, this study aimed to extract and characterize these fibers and evaluate their properties for textile product composition. Using two different extraction methods, the first entirely manual and the second utilizing sulfuric acid, the physical, chemical, and mechanical properties of the fiber were analyzed to identify its strengths and weaknesses. Tests were conducted to verify the length, regain, and behavior under oxidative pre-bleaching and dyeing, in addition to SEM, FTIR, TGA, mechanical strength, and Zeta potential analyses. The average length of the manually extracted fiber was 25.8±6.5 cm, while the acid-assisted extracted fibers had a shorter length of 15.9±4.3 cm. The regain for both fibers was 9.45%±0.67%. The pre-bleaching and dyeing processes proved efficient, with dyeing mechanisms similar to other cellulosic fibers. SEM analyses showed that the fiber has a slender shape with an average diameter of 28.3 µm. Additionally, silica structures with a diameter of 3.9 µm were identified along the fiber. FTIR indicated typical characteristics of plant materials, such as cellulose, hemicellulose, and lignin, also noting changes in the treated fibers. From the TGA, it was possible to estimate that the raw fiber is composed of approximately 66.2% cellulose and hemicellulose and 22.7% lignin, showing slight changes in the thermal stability of the pre-treated fibers. The mechanical strength of the fiber showed a modulus of elasticity of 0.56 GPa and tensile strength of 949 MPa, surpassing conventional fibers like cotton and sisal. Lastly, the Zeta potential was negative in both acidic and alkaline pH analyses due to the ionization of functional groups. In light of these results, it is concluded that the characteristics of Tucum fiber, such as good tensile strength, dyeability with direct dyes, and suitable properties for textile processing, position it as a sustainable and promising alternative for the textile industry, opening up a range of opportunities for the development of new products.