Promoção de meios e interfaces de ligação de nanopartículas a materiais têxteis

Tese de Doutoramento Engenharia TêxtilNo presente trabalho desenvolveram-se técnicas para a dispersão homogénea e inclusão eficaz de nanopartículas em meios poliméricos com características não responsivas e responsivas, de forma a formar nanocompósitos com potencial de aplicação e ligação a substratos têxteis, quer de natureza natural como o algodão, quer de origem sintética como a poliamida 6.6. Foi provado que os nanocompósitos, quando sob a forma de revestimento têxtil, conferem ao substrato as suas propriedades, funcionalizando-o, através da matriz polimérica e deixando ainda disponíveis as capacidades das nanopartículas para exercerem importantes efeitos funcionais. O nanoacabamento sob a forma de nanopartícula-PMMA em que as nanopartículas usadas foram ZnO, TiO2, SiO2 e Al2O3 ficam eficazmente ligados ao substrato de poliamida 6.6, sendo que quando se faz pré-tratamento de DBD a sua eficácia da ligação é melhorada e foi comprovada pelo aumento de grupos reativos e aumento da rugosidade superficial. As funcionalidades de proteção UV e a hidrofobação das superfícies foram conseguidas com eficácia e com uma durabilidade promissora, embora passível de melhoria. Quando se utilizou como polímero matriz, um polímero responsivo como o PNIPAM ligado ao algodão com nanopartículas de ZnO, bem inclusas e uniformemente distribuídas, as funcionalidades atribuídas ao substrato têxtil vão no sentido de se poderem projetar têxteis mais inteligentes que respondem a estímulos do meio ambiente, o que foi confirmado pela resposta ao pH e à humidade. Foi avaliado o melhor comportamento térmico do nanocompósito em relação aos seus constituintes e a elevada eficácia das nanopartículas para conferir proteção às radiações UV, bem como o seu papel na hidrofobação das superfícies hidrofílicas de algodão acabadas com o nanocompósito de ZnO-PNIPAM.In this work, laboratorial techniques were developed to achieve homogeneous dispersion and efficient inclusion of nanoparticles in polymeric matrixes with responsive and non-responsive characteristics, to produce nanocomposites with potential to link to textile substrates, either natural as cotton or synthetic as polyamide 6.6. It has been proved that nanocomposites for textile coating confer functionalization properties to the substrate, by means of the polymeric matrix and of the nanoparticles that are able to impart very strong, important and complementary properties. The nanofinishing of polyamide 6.6 under the form of nanoparticle-PMMA, in which the nanoparticles were ZnO, TiO2, SiO2 e Al2O3, become linked to the substrate with a very strong and positive influence of a DBD pre-treatment, proved by the increase of reactive groups and surface roughness in PA. The properties of UV protection and surface hydrophobation were efficiently achieved with a promising durability, although demanding further research for improvement. With the finishing of cotton with a ZnO-PNIPAM nanocomposite where the polymeric matrix is responsive, and nanoparticles were proved to be very well included and uniformly distributed, functionalities can be designed to achieve smart textiles able to respond to ambient stimulus, confirmed by the behavior regarding variations of pH and humidity. The improvement of the thermal behavior of the ZnO-PNIPAM nanocomposite facing individual components and the high efficiency of nanoparticles to give UV radiation protection, as well as the role in hydrophobation of hydrophilic cotton surfaces were evaluated