Estágio na Ansell Portugal - Aplicação de revestimentos hidrofóbicos e oleofóbicos obtidos por sol-gel em têxteis

Palavras-chave: sol-gel,hidrofóbico,oleofóbico,Dynasylan®,ângulo de contacto,luvas têxteis,sol-gel,hydrophobic,oleophobic,Dynasylan®,contact angle,textile gloves

A presente dissertação enquadra-se num projeto de melhoria contínua do departamento de Investigação e Desenvolvimento da Ansell Portugal. Sendo o grupo Ansell líder mundial em soluções de proteção, torna-se imperativa a procura pela melhoria das propriedades dos seus produtos, tornando-os mais confortáveis e com melhor performance e segurança na sua utilização. O objetivo da presente dissertação é desenvolver um revestimento hidrofóbico (repelente a água) e oleofóbico (repelente a óleos) para luvas têxteis, usando a tecnologia sol-gel, garantindo assim têxteis com propriedades self-cleaning (auto-limpeza) e easy-to-clean (lavagem mais eficaz uma vez que as nódoas são mais fáceis de remover). A estratégia de desenvolvimento usada neste projeto requer o uso de um processo simples, de fácil aplicação no processo produtivo da empresa, sem grandes custos acrescidos, de rápida implementação, daí não se ter desenvolvido um novo polímero, mas sim ter-se usado um precursor sol-gel comercial, o Dynasylan® F 8815 (fluroalquilo siloxano), que modifica as superfícies tornando-as repelentes a água e óleos, pela diminuição da sua energia de superfície. Realizaram-se ensaios experimentais com aplicação do Dynasylan® na luva têxtil (liner) onde se verificou a eficácia deste precursor nas propriedades de repelência. A hidro- e oleofobicidade foram avaliadas pela medição do ângulo de contacto com água (para verificar a hidrofobicidade) e com diiodometano e n-hexadecano (para verificar a oleofobicidade). Otimizaram-se assim as condições de aplicação, tendo-se concluído que se deveria usar uma solução aquosa com 5% (v/v) de Dynasylan®, processar o revestimento por dip-coating, com um tempo de imersão de10 min, uma posterior temperatura de cura de 140ºC, durante 30 min. Testou-se também um pré-tratamento de plasma, mas este não produziu melhoria significativa que justificasse o investimento num equipamento de produção de plasma. Uma vez que o grande volume de vendas da Ansell Portugal é com luvas têxteis com revestimentos poliméricos, testou-se também o efeito do Dynasylan® sobre esses revestimentos. Usou-se como referência uma luva revestida com dois “dips” de polímero (imersão em dois compostos poliméricos), que tinha valores iniciais de ângulo de contacto com água, diiodometano e n-hexadecano inferiores a 90º, sendo por isso hidro- e oleofílica. Após o tratamento com Dynasylan®, os protótipos dessas luvas obtiveram ângulos de contacto com água de 159º na parte têxtil (costas da mão) e de 140º na zona com revestimento polimérico (palma da mão). Para o diiodometano, os ângulos de contacto foram de 129º nas costas e 122º na palma. Estudou-se também o processo produtivo das luvas para introdução de um novo estágio na linha de produção para incluir um tanque com solução aquosa de Dynasylan®. Os melhores resultados foram alcançados quando o Dynasylan® foi introduzido após a etapa de leaching e antes da vulcanização das luvas. Assim, esta etapa de vulcanização será também aproveitada para a cura de Dynasylan®. Realizaram-se ainda testes de durabilidade do revestimento por este ser um filme à superfície, nomeadamente o estudo de resistência à lavagem e o teste de abrasão (EN388:2005). Os protótipos mantiveram o seu revestimento repelente a água e óleos após as 5 lavagens exigidas. Relativamente à abrasão nos testes realizados com água a repelência mantem-se até ao nível 2 (nível de rutura da luva original), mas nos testes com óleo a repelência perde-se ao fim de 100 ciclos (nível 1), apesar da luva permanecer íntegra até ao nível 4. O trabalho realizado nesta dissertação permitiu obter um revestimento hidro- e oleofóbico, pela tecnologia sol-gel, em luvas têxteis, tal como era esperado, mas, também, em luvas revestidas por polímero (acrilonitrilo butadieno ou poliuretano). Este revestimento pode ser facilmente reproduzido nas atuais linhas de produção da Ansell Portugal e ser usado em diversas referências de produtos.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias