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As tecnologias repelentes à água evoluíram bastante desde que foram introduzidas na indústria têxtil. A base para obter propriedades repelentes à água para os têxteis é a 'hidrofobicidade', que significa 'medo da água' ou 'falta de afinidade com a água'. A repelência à água é alcançada diminuindo a energia da superfície do tecido, para que a água na superfície e não "molhe" o tecido (ou vestuário).

Neste ponto, é muito importante entender a diferença entre “repelente de água” e “à prova de água”. Enquanto o primeiro implica a propriedade de o fio / tecido não absorver água em sua matriz, o segundo significa que o tecido não dará lugar à água durante a construção. Em geral, um tecido “à prova de água” tem “repelência à água”, mas nem sempre o inverso é necessário.

 

HIDROFOBICIDADE

 

Como a palavra sugere, hidrofobicidade significa "medo" ou repulsa pela água. O ângulo de contato é o principal parâmetro para determinar a hidrofobicidade de qualquer superfície. O ângulo de contato é um ângulo no qual a interface líquido-vapor atende à interface sólido-líquido. Quanto maior o ângulo de contato, menor o contato da gota de água com a superfície, maior é a hidrofobicidade da superfície e, portanto, a superfície é 'repelente à água'.

 

 tec. agua

 

As superfícies com ângulo de contato superior a 90 graus são denominadas 'hidrofóbicas' e aquelas com menos de 90 graus são denominadas 'hidrofílicas'. Pode ser interessante saber que, no caso de folhas de lótus, o ângulo de contato é superior a 170 graus. Esse tipo de superfície é chamado de 'super-hidrofóbico'.

 

O EFEITO DA FOLHA DE LÓTUS
 

As folhas de lótus têm uma capacidade sem precedentes de rolar gotas de água de sua superfície em virtude da 'super-hidrofobicidade'. A arquitetura fina na superfície da folha, que resulta da coexistência de papilas de tamanho médio (10-20 µm de altura e 10-15 µm de largura), estruturas semelhantes a cabelos em nanoescala e uma cobertura cerosa hidrofóbica, minimiza fisicamente a adesão da gota a essa superfície.

 

tec. agua 2

 

Vários acabamentos de tecido foram desenvolvidos imitando o 'efeito de lótus' e alcançando alta repelência à água junto com os atributos de 'auto-limpeza'. À medida que a água cai, essas superfícies são altamente repelentes à água, as partículas de sujeira e outras impurezas na superfície são 'transportadas'.


ABORDAGEM PARA CONFERIR REPELÊNCIA À ÁGUA AOS TECIDOS
 
  • Produtos de pulverização e lavagem : Existem inúmeras soluções temporárias para a criação de soluções à prova d'água (ou 'à prova de derramamento') para roupas e tecidos com sprays ou aditivos nas lavanderias domésticas. Essas soluções, embora sejam eficazes para uso único, não são de longo prazo e tendem a diminuir em alguns ciclos de lavagem.
  • Acabamentos em tecido :Os acabamentos são a abordagem mais comum e utilizada para conferir repelência durável à água em tecidos e roupas. Esses acabamentos são realizados após a construção do tecido. Os acabamentos repelentes à água mais antigos começaram com revestimentos de parafina ou cera, mas acabavam sendo lavados. Atualmente, esses acabamentos envolvem principalmente químicas à base de fluorocarboneto. Os perfluorocarbonetos (PFCs) são capazes de repelir água, óleo e outros líquidos que causam manchas. No entanto, seus efeitos tóxicos e bioacumulativos têm sido uma grande preocupação ecológica. A indústria têxtil e de vestuário está fazendo um grande progresso para tornar-se mais ecologicamente correta, com diferentes abordagens minimizando a carga desses compostos no ecossistema, com o objetivo final de eliminar gradualmente esses produtos químicos.
  • Soluções baseadas em fios: As soluções baseadas em fios não se desviaram muito dos acabamentos dos tecidos, em termos de química, mas concentram-se mais no tratamento do fio em vez do tecido. Essa abordagem não apenas fornece melhor proteção contra manchas, mas também ajuda a manter a respirabilidade do tecido semelhante a sem o tratamento.
  • Membranas à prova de água: As membranas à prova de água são feitas de PTFE (poli-tetra-fluoroetileno), e compostos relacionados. Estes são os mesmos compostos fluorados encontrados em panelas antiaderentes, tintas e revestimentos. O mercado externo utiliza uma variedade de soluções que resistem à água para penetrar no tecido, mas mantêm a respirabilidade em um nível aceitável.

 

A QUÍMICA


Química C8 - A espinha dorsal desses compostos é composta por uma cadeia de 8 átomos de carbono. Dois métodos são usados ??para produzir dois produtos ligeiramente diferentes, a saber, a "eletro-fluorinação" (eletrólise para substituir átomos de hidrogênio em uma molécula por átomos de flúor para criar a cadeia de 8 unidades contendo apenas carbono e flúor) e "telomerização" (unindo unidades individuais para a cadeia crescente de polímeros). As moléculas PFOA (ácido perfluorooctanóico) e PFOS (sulfato perfluorooctanóico), assim as moléculas produzidas, foram encontradas acumuladas em vários animais e têm efeitos adversos, incluindo carcinogenicidade e toxicidade.

 

Química C6 - O PFHA (ácido perfluorohexanóico) com espinha dorsal de 6 átomos de carbono deve ser 40 vezes menos bioacumulável que o PFOA (o equivalente de 8 carbonos). Mas também é menos eficaz, portanto, mais produto químico deve ser utilizado para alcançar o mesmo resultado. Além disso, a receita também envolveu pequenos traços de moléculas C8. Atualmente, a tecnologia C6 é mais prevalente na indústria têxtil, embora um número crescente de marcas preocupadas com a sustentabilidade descontinue o uso de tais produtos químicos em seus produtos.

Químicas menores : Tentativas de usar segmentos menores de perfluorocarbonetos (por exemplo, C4) foram feitas por muitos fabricantes. Quanto menor o fluorocarbono, mais rapidamente ele se decompõe no ambiente (característica positiva), mas, infelizmente, o desempenho têxtil desejado diminui à medida que o tamanho do perfluorocarboneto diminui.

 

ABORDAGENS MAIS ECOLÓGICAS


Os efeitos adversos das químicas envolvendo fluoropolímeros são bem conhecidos na indústria têxtil e medidas estão sendo tomadas em direção a abordagens mais sustentáveis ??e mais ecológicas.

Químicas sem flúor : Embora produtos sem PFOA e PFOS afirmem ser produtos sem flúor, existem produtos disponíveis ou em teste que envolvem químicas completamente diferentes. Parafina (e outras soluções à base de hidrocarbonetos), nanopartículas de sílica, silanos (por exemplo, alquil trialcoxi silanos) e são alguns dos exemplos anteriores.

Deposição de Vapor Químico (CVD) : As vantagens da CVD incluem a eliminação do uso de solventes perigosos e prejudiciais ao meio ambiente, os requisitos químicos menores e a camada impermeável extremamente fina que tem menos efeito sobre a aparência natural do tecido. A matéria-prima pode voltar ao processamento para minimizar o desperdício de materiais.

DWR de origem renovável : Alguns produtos no mercado, livres de flúor ou não, afirmam ser de origem renovável ou reutilizados após o ciclo de vida dos tecidos. Essa abordagem marca pelo menos um dos critérios de ser 'verde', pois reduz a carga sobre o nosso ecossistema.

 

MÉTODOS DE TESTE
 

A repelência à água é uma propriedade que pode ser facilmente observada, mas para comparação e consistência de testes de desempenho específicos foram desenvolvidos para testar a repelência à água e os parâmetros de desempenho associados. Alguns dos principais testes:

Ângulo de contato : O ângulo de contato é uma medida direta da repelência à água de qualquer superfície. Quanto maior o ângulo de contato da água na superfície, mais repelente à água é.

 

Repelência à Água (Teste de Pulverização) [AATCC 22] : Este método de teste mede a resistência dos tecidos ao umedecimento pela água. O teste é adequado para medir a eficácia repelente de água de acabamentos aplicados aos tecidos. Neste teste, a água pulverizada contra a superfície esticada de uma amostra em condições controladas produz um padrão úmido cujo tamanho depende da repelência relativa do tecido. A avaliação é realizada comparando o padrão úmido com as figuras em um gráfico padrão. Os resultados obtidos com este método de teste dependem da repelência à água das fibras, fios e acabamentos do tecido e da construção do tecido.

 

Resistência à água (teste de chuva) [AATCC 35] : Esse teste mede a resistência à penetração da água por impacto e, portanto, pode ser usado para prever a provável resistência à penetração de chuva nos tecidos. Uma amostra de teste, apoiada por um filtro de papel pesado, é pulverizada com água por 5 minutos em condições controladas. O filtro de papel é então pesado novamente para determinar a quantidade de água que vazou pela amostra durante o teste.

 

Resistência à água (Teste de pressão hidrostática) [AATCC 127] : Este teste mede a resistência de um tecido à penetração de água sob pressão hidrostática. É aplicável a todos os tipos de tecidos, incluindo aqueles tratados com um acabamento resistente à água ou repelente à água. A resistência à água depende da repelência das fibras e fios, bem como da construção do tecido. Os resultados obtidos por este método podem não ser os mesmos que os obtidos pelos métodos de teste para resistência à chuva ou spray de água. Uma superfície do corpo de prova é submetida a uma pressão hidrostática, aumentando a uma taxa constante, até que três pontos de vazamento apareçam na sua outra superfície.

 

Repelência a Líquidos Aquosos (teste de água / álcool) [AATCC 193] : Este teste tem como objetivo determinar a eficácia de um acabamento protetor capaz de conferir uma superfície de baixa energia a todos os tipos de tecidos, avaliando a resistência do tecido à umectação por um tecido selecionado. Gotas de líquidos de teste padrão, consistindo em uma série selecionada de soluções de água / álcool, são colocadas na superfície do tecido e observadas quanto à umidade, absorção e ângulo de contato.

Dependendo da aplicação, os fabricantes ou marcas realizam o teste apropriado para testemunhar seu produto. Também é pertinente que mais de um teste seja realizado para verificar o desempenho superior de um produto de tecido / vestuário em relação a seus concorrentes.

 

CONCLUSÃO


A repelência à água é uma característica desejada em muitas aplicações têxteis e a tecnologia tem evoluído rapidamente para criar novas soluções. O foco principal das tecnologias tem sido reduzir o impacto no ecossistema, sem comprometer as funções e o desempenho. As abordagens mais ecológicas têm como objetivo atingir o objetivo comum de melhorar o desempenho com efeitos insignificantes ou sem efeitos adversos sobre a natureza.

 

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