Desenvolvimento de têxteis multifuncionais para a elaboração equipamentos de proteção pessoal: o efeito sinérgico entre as estruturas fibrosas e os nanomateriais

Abstract

Atualmente os equipamentos de proteção pessoal, apenas permitem a repelência dos agentes nocivos, sendo para tal necessário a obtenção de equipamentos com uma proteção ativa. A nanotecnologia foi considerada uma revolução científica, visto que promoveu o aparecimento de novos produtos, tais como os têxteis multifuncionais, quando incorporados com esta tecnologia. Desse modo, os têxteis multifuncionais evidenciam distintas propriedades nomeadamente, proteção ultravioleta (UV), atividade antibacteriana, atividade foto catalítica, repelência a óleos/água, condutividade elétrica e aumento das propriedades mecânicas. As nanopartículas são muito utilizadas na multifuncionalização dos materiais têxteis devido às suas características inerentes, como elevada área superficial, a dimensão à nanoescala e a propriedade de não aumentar o peso dos têxteis. Posto isto, o objetivo deste trabalho focou-se primeiramente na funcionalização de fitas de 100% poliéster (PES) e 100% algodão (CO) com nanopartículas (NPs) de prata (Ag), dióxido de titânio (TiO2), e nanoplatelets de grafeno (GNPs) de forma a promover as seguintes funcionalidades: atividade antibacteriana e condutividade elétrica. Posteriormente às impregnações, os ensaios de caracterização dos materiais que foram efetuados, utilizando as técnicas de caraterização disponíveis, nomeadamente: espetroscopia de infravermelho com transformada de Fourier com reflexão total atenuada (ATR-FTIR), microscopia eletrónica de varrimento (FESEM), espectroscopia de refletância difusa do estado fundamental (GSDR) e técnicas termogravimétricas (TGA). Após várias reuniões com a empresa, decidiu-se que o principal foco do trabalho seria a funcionalização de fitas têxteis de 100% PES e 100% polipropileno (PP) com as nanoplatelets de grafeno (GNPs) e as formulações fornecidas pela empresa, nomeadamente o Pernamul (P) e o Tecnivil (T). Deste modo, foram efetuados os mesmos ensaios de caraterização, sendo que as propriedades avaliadas nestas amostras desenvolvidas foram atividade antimicrobiana, a e propriedades elétricas. Neste caso foi avaliado a durabilidade destes nanomateriais nas fitas têxteis de poliéster visto que se pretende que este produto seja comercializado, sendo a resistência à lavagem um fator preponderante para avaliar a eficácia das GNPs.

Nowadays, personal protective equipments only allow the repelling effect of harmful agents, making it necessary to develop equipment with active protection. Nanotechnology was considered a pioneer development within textile engineering as it promoted the creation of new products, such as multifunctional textiles with distinct functions. Thereby the nanoparticles are widely used in textile materials due to their multifunctional uses due to their inherent properties, like high surface area, nanoscale dimension, and lightweight materials. These properties, confer to textiles many functionalities such as, ultraviolet protection, antibacterial activity, photocatalytic activity, oil and water repellence, electrical conductivity and an increased on the mechanical properties. Therefore, the focus of this project is the development of multifunctional tapes of 100% cotton and 100% polyester by the incorporation of NPs Ag, TiO2 and GNPs making it possible to improve several functionalities, for example: antibacterial properties and electrical conductivity. The next step will be the analysis of samples using techniques such as Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR), field emission scanning electronic microscopy (FESEM), ground-state diffuse reflectance (GSDR) and thermogravimetric analysis (TGA). After several meetings with the company, the main goal of the project was to functionalize only tapes of 100% polyester and 100% polypropylene with the GNPs, and with the products supplied by the company such as Pernamul and Tecnivil. Thereby the techniques of analysis used were the same, and the properties evaluated were antibacterial activity and electrical properties. The polyester tapes functionalized with the GNPs, will be commercialized in the future and it is important to evaluate the durability of the GNPs to predict their effectiveness.