New method of impregnating ZnO nanoparticles on mercerized and non-mercerized cotton fabrics

Abstract

The expansion of the textile market depends on new technologies such as antibacterial, hydrophobic, UV-protected fabrics, etc. The study of this type of textile involves analysis of the surface area of fibers and their interaction with the functionalizing agent. In this context, nanoparticles arouse great interest due to the increased durability of the functional effect. With the objective of functionalization for UV protection, this work proposes a method for synthesizing ZnO nanoparticles on cotton and mercerized cotton fibers. Textile functionalization was carried out in-situ using the reagents HTMA and Zn (NO3)2.6H2O. The impregnated ZnOcontent and the phenomena resulting from this process, as well as the structural modifications caused by mercerization, were evaluated using UV-Vis spectroscopy, X-ray diffraction, fire loss and scanning electron microscopy analyses. The results showed that the developed method enables the synthesis of ZnO nanostructures, with hexagonal morphology, on the surface of cotton fabrics. Textiles treated by this technique showed an increase in their protection factor against ultraviolet radiation. Cotton subjected to the studied process can have its UV protection factor doubled when compared to common cotton fabric.

A expansão do mercado têxtil depende de novas tecnologias, como tecidos antibacterianos, hidrofóbicos, com proteção UV, etc. O estudo desse tipo de têxtil envolve a análise da área de superfície das fibras e sua interação com o agente funcionalizante. Nesse contexto, as nanopartículas despertam grande interesse devido à maior durabilidade do efeito funcional. Com o objetivo de funcionalização para proteção UV, este trabalho propõe um método para sintetizar nanopartículas de ZnO em fibras de algodão e algodão mercerizado. A funcionalização têxtil foi realizada in-situ usando os reagentes HTMA e Zn (NO3)2.6H2O. O teor de ZnO impregnado e os fenômenos resultantes desse processo, bem como as modificações estruturais causadas pela mercerização, foram avaliados por meio de espectroscopia UV-Vis, difração de raios X, perdade fogo e análises de microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que o método desenvolvido permite a síntese de nanoestruturas de ZnO, com morfologia hexagonal, na superfície de tecidos de algodão. Os tecidos tratados por essa técnica apresentaram um aumento em seu fator de proteção contra a radiação ultravioleta. O algodão submetido ao processo estudado pode ter seu fator de proteção UV dobrado quando comparado ao tecido de algodão comum.

La expansión del mercado textil depende de nuevas tecnologías como los tejidos antibacterianos, hidrófobos, con protección UV, etc. El estudio de este tipo de textiles implica el análisis de la superficie delas fibras y su interacción con el agente funcionalizante. En este contexto, las nanopartículas despiertan un gran interés debido a la mayor durabilidad del efecto funcional. Con el objetivo de la funcionalización para la protección UV, este trabajo propone un método de síntesis de nanopartículas de ZnO sobre fibras de algodón y algodón mercerizado. La funcionalización textil se llevó a cabo in-situ utilizando los reactivos HTMA y Zn (NO3)2.6H2O. El contenido de ZnO impregnado y los fenómenos resultantes de este proceso, así como las modificaciones estructurales causadas por la mercerización, se evaluaron mediante espectroscopia UV-Vis, difracción de rayos X, pérdida de fuego y análisis de microscopía electrónica de barrido. Los resultados mostraron que el método desarrollado permite la síntesis de nanoestructuras de ZnO, con morfología hexagonal, en la superficie de tejidos de algodón. Los tejidos tratados mediante esta técnica mostraron un aumento de su factor de protección frente a la radiación ultravioleta. El algodón sometido al proceso estudiado puede llegar a duplicar su factor de protección frente a la radiación ultravioleta en comparación con el tejido de algodón común.