Estudo do efeito do tratamento por laser de CO2 nas propriedades superficiais de fibras sintéticas

Abstract

Os polímeros sintéticos são largamente usados em diferentes sectores industriais, tal como o sector têxtil, dadas as suas excelentes propriedades físicas e químicas. A natureza do polímero influencia fortemente as suas propriedades, tais como a absorção da água e de corantes. As exigências em termos de qualidade tem vindo a crescer continuamente, promovendo o aparecimento de uma grande variedade de tratamentos de superfície para modificação de polímeros, podendo considerar-se métodos físicos e químicos. Métodos por tratamento químico são os mais usados actualmente; no entanto estes métodos são geralmente nocivos para o ambiente. Assim sendo, novas tecnologias têm vindo a ser consideradas, especialmente de tratamento físico. Nesta categoria incluem-se as tecnologias laser. Laser de infravermelho, tal como os laser de CO2 parecem ter vantagens dada a sua largura de feixe, alta eficiência, facilidade de operação, utilização de gases não tóxicos e baixo custo. No entanto, este tipo de laser tem vindo a ser menos utilizado do que outros tipos, para o tratamento superficial de polímeros, devido à danificação térmica causada pela radiação infravermelha. Os lasers de impulso de CO2 podem ser considerados como técnicas de tratamento de não contacto e amigos do ambiente para a modificação superficial de polímeros. As modificações morfológicas podem resultar em alterações das propriedades físicas e químicas dos materiais, tal como a absorção da água e de corantes. Neste trabalho foram tratados tecidos de poliéster e poliamida com laser de impulso de CO2, que posteriormente foram tingidos com diferentes corantes disponíveis comercialmente. Foram avaliadas as propriedades tintoriais, dado que se esperavam alterações no resultado do tingimento causadas pelo tratamento laser, nomeadamente um melhoramento dessas propriedades. As alterações morfológicas da superfície da fibra e a cristalinidade foram avaliadas por SEM (microscopia de varrimento de electrões) e DSC (calorimetria diferencial de varrimento).

Synthetic polymers are widely used in different industrial sectors, like textile, due to their excellent physical and chemical properties. The nature of a polymer surface strongly influences its properties, such as water absorption and dyeing. Requirements for high-quality performance products are continually increasing and these promote a variety of surface treatments for polymer modification. Chemical and physical methods can be considered. Chemical treatment methods are most often used in the present; however, these methods are frequently “environmentally unfriendly”. So, new technologies are now considered, especially in physical treatment methods. This is the case of laser technologies. Infrared lasers, like CO2, appear to be advantageous due to their large beam size, high efficiency, easy operation, use of non-toxic gases and low cost. However, they have been less used than others for the surface treatment of polymers, due to the thermal damage effects caused by infrared radiation. CO2 pulsed laser can be considered as a non-contact and environmentally friendly treatment technique for modification of surface of polymers. Morphological modifications can result in changes on physical and chemical properties of the materials, such as water absorption and dyeing. In this work, polyester and polyamide fabrics were treated with a CO2 pulsed laser and then dyed with different commercially available dyes. Dyeing properties were investigated, as changes in the dye ability of laser treated are expected, namely an improvement in those properties. Morphological modification of surface and crystallinity were investigated by SEM (scanning electron microscopy) and DSC (differential scanning calorimetry).