Identificação e separação de resíduos têxteis de algodão/poliéster com emprego de líquido iônico: uma abordagem para a sua reciclagem
| dc.contributor.advisor1 | Cruz, Sandra Andrea | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/9632409046763256 | |
| dc.contributor.advisor1orcid | https://orcid.org/0000-0002-5548-0166 | |
| dc.contributor.author | Veroneze, Isabelly Bertochi | |
| dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/9272966358528048 | |
| dc.contributor.authororcid | https://orcid.org/0000-0003-1325-1004 | |
| dc.date.accessioned | 2025-04-25T12:59:05Z | |
| dc.date.issued | 2025-02-25 | |
| dc.description.abstract | IDENTIFICATION AND SEPARATION OF COTTON/POLYESTER TEXTILE WASTE USING IONIC LIQUIDS: AN RECYCLING TO APPROACH. The accumulation of textile waste in the environment is an emerging concern that directly impacts environmental sustainability. The textile industry utilizes various types of fibers to produce fabrics, which can be natural, synthetic, or artificial. Among these, the blend of natural and synthetic fibers, such as cotton and polyester, constitutes one of the primary sources of textile waste. These materials are selected for their combined properties, such as comfort and durability. However, their recycling poses a significant challenge due to the difficulty in separating the fibers after production. This issue arises from the interweaving of natural and synthetic fibers, which makes it impossible to recycle mixed fabrics directly through conventional mechanical methods due to their differing properties (such as melting and degradation temperatures). Additionally, there is a lack of comprehensive information regarding the exact composition of these fabrics, including details on the types of fibers, plasticizers, and additives used. Consequently, there is a clear need to understand the true composition of blended fabrics and to develop methods for effectively separating cotton and polyester fibers for subsequent reuse. This study aims to address this need by conducting a quantitative and qualitative analysis of cotton/polyester blended fabrics, employing various morphological, chemical, and thermal techniques such as scanning electron microscopy (SEM), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), solid-state nuclear magnetic resonance (NMR), thermogravimetric analysis (TGA), and differential scanning calorimetry (DSC). Furthermore, the cotton/polyester fabric was separated by dissolving the cotton fibers in 1-butyl-3-methylimidazolium chloride (BMimCl). The reaction time and temperature conditions for this process were investigated using FTIR and TGA to ensure effective separation. The optimal conditions for fabric separation were validated through SEM and molecular orbital length profile (MOLP) analysis. The interactions between the ionic liquid and the cellulose and polyester polymer chains were also studied using molecular dynamics field theories and Hansen's solubility sphere. The cellulose separated from the mixed fabric was regenerated and subjected to enzymatic hydrolysis to convert it into glucose. Based on the obtained results, it was concluded that the chosen method for qualitative and quantitative characterization of the fabrics significantly influenced the observed outcomes, highlighting the importance of using multiple techniques for a comprehensive understanding. Separating the mixed fabric by dissolving cotton fibers in the ionic liquid proved effective, and the regenerated cellulose, when subjected to enzymatic hydrolysis, exhibited reducing sugar activity, indicating successful cellulose hydrolysis. Thus, combining ionic liquids and enzymatic hydrolysis presents a viable and sustainable route for recovering and reusing textile materials. | eng |
| dc.description.resumo | IDENTIFICAÇÃO E SEPARAÇÃO DE RESÍDUOS TÊXTEIS DE ALGODÃO/POLIÉSTER COM EMPREGO DE LÍQUIDO IÔNICO: UMA ABORDAGEM PARA A SUA RECICLAGEM. O acúmulo de resíduos têxteis no meio ambiente é uma preocupação emergente que impacta diretamente na sustentabilidade ambiental. A indústria têxtil utiliza diversos tipos de fibras para a fabricação de tecidos (naturais, sintéticas ou artificiais). A mistura entre fibras naturais e sintéticas, como algodão e poliéster é uma das principais fontes de resíduos. Esses materiais são escolhidos por suas propriedades combinadas, como conforto e resistência, mas representam um grande desafio para reciclagem devido à dificuldade de separar as fibras após o processo de fabricação. Dificuldade que se deve ao entrelaçamento das fibras naturais e sintéticas, que, por possuírem propriedades diferentes (temperaturas de fusão e degradação), impossibilita a reciclagem mecânica direta de tecidos mistos. Além disso, as informações sobre o quais são os reais componentes daqueles tecidos (tipo de fibra, plastificante e aditivos) são escassas. Assim, é evidente a necessidade de entender a composição real dos tecidos mistos e buscar um método de separação das fibras algodão/poliéster para posterior reaproveitamento. Nesse sentido, este trabalho dedicou-se a realizar uma análise quantitativa e qualitativa de tecidos mistos algodão/poliéster através do emprego de técnicas morfológicas, químicas e térmicas, como MEV, FTIR, RMN no estado sólido, TGA e DSC, respectivamente. Além disso, a separação do tecido algodão/poliéster foi realizada a partir da dissolução das fibras de algodão em cloreto de 1-butil-3-metilimidazólio ([BMim]Cl), cujas condições de tempo e temperatura de reação foram estudas a partir de FTIR e TGA, buscando a certificação de que a separação ocorreu de maneira adequada. A melhor condição utilizada para a separação do tecido misto foi validada por MEV e MOLP e as interações entre o líquido iônico e as cadeias poliméricas da celulose e do poliéster foram estudadas através de teorias do campo de dinâmica molecular e esfera de solubilidade de Hansen. A celulose separada do tecido misto foi regenerada e submetida a reação de hidrólise enzimática com o objetivo de converter a celulose em glicose. Com os resultados obtidos foi possível concluir que o método utilizado para as caracterizações qualitativas e quantitativas dos tecidos impacta diretamente nos resultados observados, evidenciando que cada técnica tem sua limitação e que para um entendimento profundo é necessária uma visão ampla. O método de separação do tecido misto via dissolução das fibras de algodão em líquido iônico se mostrou adequado e foi possível obter a celulose regenerada que ao ser submetida a reação de hidrólise enzimática apresentou atividade de açucares redutores, o que evidencia a hidrólise da celulose. Assim, a combinação de líquidos iônicos e hidrólise enzimática oferece uma rota viável para a recuperação e reutilização de materiais de forma mais sustentável. | por |
| dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | |
| dc.description.sponsorshipId | N° do Processo: 2023/00204-7 | |
| dc.identifier.citation | VERONEZE, Isabelly Bertochi. Identificação e separação de resíduos têxteis de algodão/poliéster com emprego de líquido iônico: uma abordagem para a sua reciclagem. 2025. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21961. | por |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14289/21961 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | |
| dc.publisher.initials | UFSCar | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | |
| dc.subject | Resíduos têxteis | por |
| dc.subject | Reciclagem | por |
| dc.subject | Separação algodão/PET | por |
| dc.subject | Líquido iônico | por |
| dc.subject | Textile waste | eng |
| dc.subject | Recycling | eng |
| dc.subject | Cotton/PET separation | eng |
| dc.subject | Ionic liquid | eng |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA | |
| dc.title | Identificação e separação de resíduos têxteis de algodão/poliéster com emprego de líquido iônico: uma abordagem para a sua reciclagem | por |
| dc.title.alternative | Identification and separation of cotton/polyester textile waste using ionic liquids: an recycling to approach | eng |
| dc.type | Dissertação |
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