Investigation Of Different Bio-Mordants On Cotton Dyeing With Harmal Seed Extracted Natural Dyes

Resumo Técnico: Investigação de Diferentes Bio-mordentes no Tingimento de Algodão com Corantes Naturais Extraídos de Sementes de Harmal

Definição do Problema
A indústria têxtil enfrenta desafios ambientais significativos devido à dependência de corantes sintéticos e auxiliares químicos, que geram efluentes tóxicos com alta Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) e Demanda Química de Oxigênio (DQO). Esses efluentes contêm compostos carcinogênicos e mutagênicos que ameaçam os ecossistemas aquáticos e a saúde humana. Embora os corantes naturais ofereçam uma alternativa biodegradável e não tóxica, sua adoção generalizada é dificultada pela baixa solidez da cor e baixa força de cor. Além disso, o tingimento natural tradicional frequentemente requer sais metálicos como mordentes, que representam seus próprios riscos ambientais. Esta pesquisa aborda a necessidade de um processo de tingimento sustentável que utilize fontes de corantes naturais e bio-mordentes ecológicos para melhorar o desempenho dos corantes naturais em substratos celulósicos sem depender de eletrólitos sintéticos ou metais pesados.

Metodologia
O estudo empregou uma análise comparativa para tingir tecido de algodão 100% usando um corante natural extraído de sementes de Peganum harmala (Harmal). A pesquisa utilizou um processo de tingimento livre de sais, onde os tecidos de algodão foram pré-mordentados com os bio-mordentes para facilitar a exaustão do corante, eliminando a necessidade de eletrólitos tradicionais.

Três bio-mordentes distintos foram investigados:

1. Ácido Cítrico: Utilizado como um bio-mordente sintético de referência.
2. Extrato de Casca de Banana: Uma fonte de resíduo agroindustrial rica em compostos fenólicos e potássio.
3. Extrato de Casca de Toranja (Grapefruit): Uma fonte de resíduo agroindustrial contendo ácido cítrico, flavonoides e pectina.

O procedimento experimental envolveu:

• Extração: As sementes de Harmal foram moídas e extraídas via método de banho de água (70°C a 85°C). As cascas de banana e toranja foram processadas de forma semelhante para obter soluções de mordente ativas.
• Pré-mordentagem: Amostras de algodão foram tratadas com os três mordentes em concentrações variadas (10% a 100% sobre o peso do tecido, owf) a 70°C por 30 minutos.
• Tingimento: Os tecidos pré-mordentados foram tingidos em banho alcalino (pH 9–11,5) a 85°C por 45 minutos utilizando o extrato de Harmal.
• Caracterização: Os tecidos tingidos foram avaliados quanto à Força de Cor (valores K/S) usando um espectrofotômetro a 580 nm. As propriedades de solidez foram avaliadas de acordo com os padrões AATCC para lavagem (AATCC 61), fricção/crocking (AATCC 08), luz (AATCC 16) e transpiração (AATCC 15).

Principais Resultados

• Força de Cor (Valores K/S):
  • Ácido Cítrico: Alcançou força de cor ideal em uma concentração de 70%. Os valores K/S aumentaram com a concentração até a saturação, após a qual ocorreu um leve declínio devido a efeitos competitivos de potencial zeta.
  • Extrato de Casca de Banana: Apresentou o melhor valor K/S na concentração de 70%. O estudo observou que concentrações e temperaturas mais altas (85°C) podem levar à degradação parcial de compostos fenólicos termolábeis, limitando ganhos adicionais.
  • Extrato de Casca de Toranja: Alcançou o maior valor individual de K/S de 15,78 na concentração de 60%. Esta absorção superior foi atribuída ao efeito sinérgico do ácido cítrico, flavonoides e pectina naturalmente presentes, atuando como mordentes.
• Propriedidades de Solidez:
  • Solidez à Luz: Todas as amostras mordentadas exibiram classificações "muito boas" de solidez à luz. Os autores atribuem isso à presença de alcaloides absorvedores de UV (harmina, harmalina, harmol e harmalol) inerentes ao corante de Harmal, em vez do tipo específico de mordente.
  • Solidez à Fricção: Todas as amostras demonstraram boa a excelente solidez à fricção seca e úmida (classificações de 4–4,5), indicando fortes interações entre o corante, o mordente e a fibra via mecanismos de quelação e reticulação.
  • Solidez à Lavagem e Transpiração: A solidez à lavagem variou de 3 a 3,5, o que é típico para sistemas de corantes naturais em substratos celulósicos. A solidez à transpiração foi classificada entre 3,5 e 4,5.
• Fluorescência: Todas as amostras tingidas exibiram fluorescência sob luz UV, confirmando a presença de alcaloides de Harmal na superfície do tecido.

Significância e Alegações
O artigo afirma ser o primeiro estudo a avaliar comparativamente o ácido cítrico, o extrato de casca de toranja e o extrato de casca de banana como bio-mordentes para o tingimento de algodão com extrato de semente de Harmal. A principal significância do trabalho reside em demonstrar que resíduos agroindustriais (cascas de banana e toranja) podem servir como alternativas eficazes, sustentáveis e de baixo custo aos mordentes sintéticos como o ácido cítrico.

O estudo conclui que, embora o ácido cítrico seja eficaz, o uso do extrato de casca de toranja produz uma força de cor superior (K/S = 15,78) devido à sua complexa composição química. Além disso, a pesquisa destaca o potencial para aplicações têxteis funcionais, sugerindo especificamente que as propriedades absorvedoras de UV e fluorescentes do tecido tingido poderiam ser utilizadas para têxteis de proteção UV, embora os autores observem que medições quantitativas de SPF são necessárias para validação futura. O processo é apresentado como um método ecológico, livre de sais, que minimiza os efluentes enquanto mantém propriedades de solidez aceitáveis.