Diffusion simulation of reactive dyes in cotton fibers

O processo de tingimento empregado nas indústrias têxteis é de fundamental importância para o setor. A fim de garantir a satisfação dos consumidores, com produtos de boa solidez e uniformidade de cor, é necessário que o corante utilizado no processo de tingimento apresente alta afinidade com as fibras. Além da cobrança por parte dos consumidores em relação a produtos de alta qualidade, o setor têxtil enfrenta rígidas normas ambientais relacionadas ao lançamento de seus efluentes altamente tóxicos. Desta forma, a escolha de corantes e fibras com maior afinidade entre si se faz necessária para menor geração de resíduos, pois um tingimento com maior afinidade necessita de menor quantidade de auxiliares de tingimento e menor consumo de água. Conhecendo-se a difusividade de um corante em uma fibra, pode-se determinar a afinidade entre eles e, consequentemente, otimizar o processo de tingimento, escolhendo corantes com maior difusividade. Neste trabalho, buscou-se determinar os coeficientes de difusividade de corantes reativos Cosmos Bezaktiv S-C no tingimento de fibras de algodão. Para tanto, ensaios experimentais de tingimento foram realizados e, dados referentes à concentração de corante remanescente no banho de tingimento foram coletados. A partir dos dados obtidos experimentalmente, foi possível realizar a simulação computacional baseada na lei de difusividade de Fick para a determinação dos coeficientes de difusão dos corantes estudados. Os resultados mostraram que o modelo de difusão de Fick é adequado para a representação experimental do tingimento empregado. Além disso, os corantes Cosmos Bezaktiv S-C apresentaram alta difusividade nas fibras de algodão, sendo portanto, excelentes para este tipo de tingimento.The dyeing process used in textile industries is very important to the sector. In order to guarantee the satisfaction of consumers with products of good color uniformity and strength, it is required that the dye used in the dyeing process has high affinity with the fibers. Besides collecting from consumers in relation to high-quality products, the textile sector is facing strict environmental standards related to the launch of its wastewaters highly toxic. Thus, the choice of dyes and fibers with higher affinity between them is required to generate less waste, since a dye with a higher affinity require fewer dyeing auxiliaries and lower water consumption. Knowing the diffusivity of a dye in a fiber, can be determine the affinity between them, and consequently optimize the dyeing process, by selecting dyes with higher diffusivity. In this study, we sought to determine the coefficients of diffusivity of reactive dyes Cosmos Bezaktiv S-C in dyeing of cotton fibers. To this end, experimental tests were carried out dyeing and data relating to the concentration of dye remaining in the dyebath was collected. From the experimental data, it was possible to carry out computer simulation based on Fick's law diffusivity for the determination of diffusion coefficients of the dyes studied. The results showed that the Fick's diffusion model is suitable for dyeing representation of experimental employed. In addition, the dyes Cosmos Bezaktiv S-C showed high diffusivity in cotton fibers, and therefore excellent for this kind of dyeing