A crescente consciência ambiental da sociedade está redirecionando o mercado para a utilização de materiais reaproveitados ou reciclados, portanto o surgimento da poliamida reciclada é uma realidade que deve ser encarada como um desafio indispensável para as empresas, promovendo a economia circular.
Por esta razão, o Instituto de Tecnologia Têxtil, Aitex na Espanha, levanta o Projeto Marnet que se concentra no desenvolvimento de novos fios têxteis à base de fibras de poliamida, obtidos a partir da reciclagem de redes de pesca. Esses fios serão ambientalmente sustentáveis e respeitosos com o meio ambiente, reduzindo os resíduos produzidos com o uso de redes de pesca e, portanto, a poluição decorrente do acúmulo de resíduos têxteis.
Além de contribuir para a limpeza dos mares e oceanos, favorece a competitividade das empresas da Comunidade Valenciana, que poderão oferecer novos produtos com maior valor acrescentado.
Os resultados do projeto têm um alto grau de P&D, uma vez que tecidos sustentáveis são desenvolvidos a partir de fios funcionais com boas propriedades físico-mecânicas, todos voltados para aplicações técnicas: roupas esportivas, equipamentos de proteção individual (EPI), etc.
Neste contexto, o investimento em investigação e desenvolvimento de novas tecnologias é responsável pelo surgimento de novas alternativas, utilizando materiais até então considerados resíduos, como as redes de pesca marítima.
Tudo isso traz consigo uma evolução das estratégias de processamento utilizadas, utilizando novas técnicas com mudanças reais para modificar a forma de produzir. Tudo para ajudar a amenizar os danos sofridos pelo planeta devido à poluição decorrente do acúmulo de resíduos têxteis.
Objetivos do projeto
O objetivo geral do projeto é desenvolver novos fios têxteis a partir de fibras de poliamida recicladas, obtidas em redes de pesca, funcionalizadas e misturadas com fibras naturais para aplicações técnicas. Durante a execução do projeto, foram realizados diversos testes de fiação com diversas matérias-primas, composições (blendas com algodão, algodão e lã reciclados) e percentagens, desenvolvendo novos tecidos sustentáveis com propriedades capazes de competir com os produtos têxteis existentes no mercado atual.
O objetivo final do projeto é obter produtos com propriedades semelhantes aos que já são comercializados hoje, mas neste caso obtidos a partir de poliamida reciclada, o que representa um elevado valor acrescentado em termos de sustentabilidade e economia circular do produto. Os objetivos definidos para este projeto podem ser resumidos como:
- Obter novas formulações à base de PA reciclado com aditivos: UV (melhora a resistência dos materiais aos raios ultravioleta), UPF (protege a pele dos raios ultravioleta), FR (retarda o avanço da chama), FIR (reflete as ondas infravermelhas que o corpo emite proporcionando efeitos terapêuticos às células), NI (libera íons negativos produzindo inúmeros benefícios para o ser humano).
- Otimizar o processo de fiação por fusão multifilamento de poliamida reciclada para obter as melhores propriedades mecânicas possíveis.
- Desenvolver diferentes seções na fibra para dar novas propriedades a essas fibras funcionalizadas (trilobais, multilobais, …).
- Desenvolver novos fios open-end funcionalizados, a partir de blendas de PA reciclado e fibras naturais (algodão e lã reciclados).
- Fabricação de tecidos a partir de fibras desenvolvidas para aplicações técnicas: Roupas esportivas, equipamentos de proteção individual (EPIs), carpetes e tapetes, etc.
Resultados do projeto
Aitex tem alcançado diferentes resultados com alto grau de novidade após a execução do projeto Marnet, uma vez que foram desenvolvidos tecidos sustentáveis, baseados na economia circular, orientados para aplicações técnicas e obtidos a partir de fios funcionais de blendas de poliamida reciclada (rPA) e fibras naturais.
Os tecidos incorporam novas funcionalidades, como efeito retardador de chamas ou resistência aos raios ultravioleta. Além disso, aditivos nanométricos foram adicionados à poliamida reciclada que proporcionam benefícios à saúde dos humanos, reduzem a fadiga e oferecem proteção à pele contra os raios ultravioleta.
As aplicações técnicas para as quais se dirigem os desenvolvimentos obtidos após a execução do projeto Marnet são fundamentalmente: roupa esportiva, equipamento de proteção individual (EPI), tapetes e carpetes, etc. Os resultados obtidos são detalhados a seguir:
- Novas formulações à base de poliamida reciclada foram obtidas com os diferentes aditivos FR, FIR, IN, UPF, UV. Além disso, realizar uma caracterização térmica detalhada de cada um deles. Durante a execução do projeto, as formulações planejadas foram obtidas por meio de processos de composição estáveis e eficientes.
- Cada uma das amostras obtidas foi submetida a um rigoroso estudo de caracterização térmica, para o qual foi obtida uma ampla base de dados que, por sua vez, tem sido de grande relevância para o cumprimento dos objetivos subsequentes.
- Os fios multifilamento foram obtidos por fiação por fusão de poliamida reciclada com as diferentes formulações obtidas, todas com excelentes propriedades mecânicas.
– Foram obtidos fios com alto desempenho mecânico, obtidos através de processamento contínuo e estável.
– As propriedades das duas poliamidas recicladas estudadas são semelhantes. Portanto, deduz-se que fios de qualidade podem ser obtidos a partir da poliamida das redes de pesca, uma vez que possuem características semelhantes às da poliamida reciclada comercial.
– Conseguiu-se um processamento estável de fios de poliamida reciclados funcionalizados com diferentes aditivos, além disso, todos eles apresentam propriedades físico-mecânicas muito boas.
- As fibras multifilamentares foram desenvolvidas com diferentes seções (‘Tilobal’ e ‘C’) com muito boas propriedades mecânicas. Dos testes de fiação realizados usando fieiras com seções especiais, deduz-se que estas têm menor tenacidade em comparação com as extrudidas por seções circulares. No entanto, sua tenacidade permanece alta e também fornecem efeitos adicionais na obtenção de fios, como melhor gerenciamento de umidade e melhor coesão entre as fibras descontínuas após a obtenção de fios abertos.
- Novos fios abertos foram obtidos a partir da poliamida funcionalizada obtida e de fibras naturais (algodão e lã reciclados). No projeto Marnet, os fios foram obtidos a partir de diferentes fibras de poliamida reciclada funcionalizada e fibras naturais, como algodão e lã reciclados. Esses fios, apesar de serem compostos de materiais reciclados, apresentam alta tenacidade. A poliamida reciclada proporciona resistência mecânica e à abrasão, enquanto as fibras naturais proporcionam conforto e maciez ao fio. Além disso, vale destacar o efeito de cada uma das funcionalizações adicionadas às fibras de poliamida no processo de composição.
- Tecidos foram fabricados a partir dos fios obtidos que, pelas suas características, podem ser utilizados para aplicações técnicas. Além disso, um design de roupa foi desenvolvido como um protótipo de demonstração. Neste projeto, diferentes aberturas e tecidos de malha foram obtidos a partir dos diferentes fios obtidos. A posterior caracterização dos tecidos realizada revelou seu bom comportamento contra a abrasão, além de sua alta resistência à quebra.
No projecto Marnet, foi desenvolvido um conjunto de protótipos de demonstração centrados nas aplicações técnicas a que o projeto se dirige, que permitem avaliar os resultados obtidos de forma mais precisa e tangível.
Conjunto de demonstração do projeto Marnet.
Aitex desenvolveu fios a partir de resíduos têxteis quimicamente reciclados e biopolímeros modificados por extrusão reativa
Nas últimas décadas, o impacto ambiental causado pelos polímeros sintéticos, bem como a incerteza dos preços do petróleo e o esgotamento das fontes fósseis, tem gerado grande preocupação na sociedade e, principalmente, na comunidade científica. Os polímeros sintéticos são projetados para atender às diferentes necessidades do consumidor final, sendo essenciais para a vida moderna e para a economia global.
Sua produção, obtida a partir do petróleo, passou de 15 milhões de toneladas na década de 1960, para 311 milhões de toneladas em 2014, com previsão de triplicar em 2050. Diferentes setores industriais, como têxtil, embalagens, automotivo, construção civil e outros consomem quantidades significativas de polímeros sintéticos, onde seu atual sistema de produção, distribuição e uso opera de forma quase totalmente linear, sendo um modelo insustentável devido à geração e acúmulo de resíduos (Figura 1).
Figura 2. Produção global, uso e destinação de resinas poliméricas, fibras sintéticas e aditivos, expressos em milhões de toneladas, de 1950 a 2014.
• Uso de polímeros biodegradáveis como substitutos dos polímeros sintéticos tradicionais. Para isso, polímeros biodegradáveis quimicamente modificados têm sido utilizados incorporando moléculas funcionais e / ou nanopartículas que melhoram suas propriedades mecânicas, térmicas e funcionais por meio de um processo de extrusão reativa.
No projeto BIOREX, entre os principais polímeros biodegradáveis estudados, destacam-se o ácido polilático (PLA), o ácido polihidroxibutírico (PHB) e o polibutileno succinato (PBS), bem como suas misturas. Dentre os resultados obtidos, vale destacar:
- Obtenção do fio PHB, a partir de um processo de fiação multifilamentar, com tenacidade próxima a 1,5 gf / den.
- Obtenção de fios a partir de uma mistura de PHB / PBS, por meio de um processo de fiação monofilamentar, cujas propriedades mecânicas foram altamente competentes para sua aplicação na área de agrotêxteis.
- Obtenção de fita PLA plana, através de um processo de fiação monofilamentar, com propriedades mecânicas e hidrofóbicas superiores ao polímero virgem. Para tanto, a matriz polimérica de PLA foi modificada quimicamente por meio de um processo de extrusão reativa, onde moléculas funcionais, como alcoxissilanos, foram incorporadas covalentemente à matriz polimérica, proporcionando propriedades mecânicas e hidrofóbicas estáveis e irreversíveis.
Dependendo do solvente usado na etapa de despolimerização, o processo é denominado glicólise (glicóis), hidrólise (água), metanólise (metanol), aminólise (aminas) ou amonólise (amônia). Ao longo do projeto BIOREX, a despolimerização por glicólise foi estudada, pois é uma das estratégias mais desenvolvidas na bibliografia.
Mais especificamente, o processo de glicólise tem recebido mais atenção na literatura devido às vantagens que apresenta, entre as quais estão: (i) simplicidade e flexibilidade, (ii) baixa volatilidade do solvente e (iii) fácil adaptação às plantas de produção de poliéster industrial (PET ).
Por isso, no projeto BIOREX, o desempenho do processo de glicólise foi estudado com base no catalisador utilizado, na pureza e composição do resíduo, bem como na sua origem (pré-consumo ou pós-consumo). (i) simplicidade e flexibilidade, (ii) baixa volatilidade de solventes e (iii) fácil adaptação a plantas industriais de produção de poliéster (PET).
Por isso, no projeto BIOREX, o desempenho do processo de glicólise foi estudado com base no catalisador utilizado, na pureza e composição do resíduo, bem como na sua origem (pré-consumo ou pós-consumo). (i) simplicidade e flexibilidade, (ii) baixa volatilidade de solventes e (iii) fácil adaptação a plantas industriais de produção de poliéster (PET).
Por isso, no projeto BIOREX, o desempenho do processo de glicólise foi estudado com base no catalisador utilizado, na pureza e composição do resíduo, bem como na sua origem (pré-consumo ou pós-consumo).