Funcionalización de textiles mediante encapsulación por electrohilatura

Abstract

[ES] Esta memoria de tesis presenta una contribución al estudio de la funcionalización de sustratos textiles mediante la encapsulación de diferentes compuestos empleando la técnica del electrohilado. La variabilidad de la electrohilatura, tanto a nivel del equipo empleado como del propio proceso de electrohilado, permite la posibilidad de obtener morfologías y composiciones de nanofibras completamente distintas. En este trabajo se han abordado dos técnicas de preparación de la solución polimérica a emplear durante el proceso, los métodos de emulsión y dispersión. Ambas técnicas han posibilitado la adición de varios compuestos que han aportados nuevas características a nanofibras de PVA electrohiladas. Tras analizar los resultados obtenidos de las nanofibras extruidas a partir de la solución por emulsión, se ha demostrado la capacidad de encapsular aceites esenciales, tomillo y salvia, mediante electrohilatura. La caracterización realizada a los velos nanofibrosos demuestran la aparición de microcápsulas a lo largo de la sección longitudinal de las fibras debido a la encapsulación del aceite en su interior. Por otro lado, el método de dispersión ha sido evaluado mediante la adición de cúrcuma, compuesto no soluble en agua, a una solución de PVA. Los datos resultantes de las caracterizaciones han evidenciado la capacidad de la cúrcuma de actuar como sensor halocrómico aún estando encapsulada en el interior de las nanofibras electrohiladas. Al mismo tiempo, se ha examinado si esta capacidad halocrómica se mantiene cuando las nanofibras de PVA, que inicialmente son solubles en agua, se someten a un proceso de reticulación con ácido cítrico para su insolubilización. Los resultados han demostrado la continuidad del halocromismo, aunque difiere en la tonalidad del color resultante. Finalmente, se concluye con una comparativa por adición de materia colorante mediante los dos métodos explicados a una solución polimérica. Los velos nanofibrosos fabricados a partir de la solución dispersada presentaban una notable coloración en su superficie, mientras que las nanofibras producidas a partir de la solución por emulsión no presentaban color, lo cual vuelve a justificar la encapsulación del aceite coloreado en el interior de la nanofibra.

[CA] Aquesta memòria de tesi presenta una contribució a l'estudi de la funcionalització de substrats tèxtils mitjançant l'encapsulació de diferents compostos emprant la tècnica de l'electrofilat. La variabilitat de l'electrofilatura, tant a nivell de l'equip emprat com del procés d'electrofilat propi, permet la possibilitat d'obtenir morfologies i composicions de nanofibres completament diferents. En aquest treball s'han abordat dues tècniques de preparació de la solució polimèrica a emprar durant el procés, els mètodes d'emulsió i de dispersió. Ambdues tècniques han possibilitat l'addició de diversos compostos que han aportat noves característiques a nanofibres de PVA electrofilades. Després d'analitzar els resultats obtinguts de les nanofibres extruïdes a partir de la solució per emulsió, s'ha demostrat la capacitat d'encapsular olis essencials, farigola i sàlvia, mitjançant electrofil·latura. La caracterització realitzada a les estores nanofibroses demostren l'aparició de microcàpsules al llarg de la secció longitudinal de les fibres a causa de l'encapsulació de l'oli al seu interior. D'altra banda, el mètode de dispersió s'ha avaluat mitjançant l'addició de cúrcuma, compost no soluble en aigua, a una solució de PVA. Les dades resultants de les caracteritzacions han evidenciat la capacitat de la cúrcuma d'actuar com a sensor halocròmic encara estant encapsulada a l'interior de les nanofibres electrofilades. Alhora, s'ha examinat si aquesta capacitat halocròmica es manté quan les nanofibres de PVA, que inicialment són solubles en aigua, se sotmeten a un procés de reticulació amb àcid cítric per a la seua insolubilització. Els resultats han demostrat la continuïtat de l'halocromisme encara que difereix en la tonalitat del color resultant. Finalment, es conclou amb una comparativa per addició de matèria colorant mitjançant els dos mètodes explicats a una solució polimèrica. Els vels nanofibrosos fabricats a partir de la solució dispersada presentaven una notable coloració a la superfície, mentre que les nanofibres produïdes a partir de la solució per emulsió no presentaven color, la qual cosa torna a justificar l'encapsulació de l'oli acolorit a l'interior de la nanofibra.

[EN] This thesis report presents a contribution to the study of the functionalisation of textile substrates through the encapsulation of different compounds using the electrospinning technique. The variability of electrospinning, both at the level of the equipment used and of the electrospinning process itself, allows the possibility of obtaining completely different morphologies and compositions of nanofibres. In this work, two techniques for the preparation of the polymer solution to be used during the process have been addressed, the emulsion and dispersion methods. Both techniques have allowed the addition of several compounds that have provided new properties to electrospun PVA nanofibres. After analysing the results obtained from the nanofibres extruded from the emulsion solution, the ability to encapsulate essential oils, thyme and sage, by electrospinning was demonstrated. The characterisation of the nanofibrous mats shows the appearance of microcapsules along the longitudinal section of the fibres, due to the encapsulation of the oil inside them. On the other hand, the dispersion method was evaluated by adding turmeric, a non-water soluble compound, to a PVA solution. The data obtained from the characterisations have showed the ability of turmeric to act as a halochromic sensor even when encapsulated in the electrospun nanofibres. At the same time, it was investigaed whether this halochromic capacity is maintained when the PVA nanofibres, which are initially soluble in water, undergo a cross-linking process with citric acid to insolubilise them. The results have shown the continuity of the halochromism, although the resulting shade is different. Finally, we compare the addition of dyes to a polymer solution using the two methods described above. The nanofibrous veils produced from the dispersed solution showed a noticeable colouration on their surface, whereas the nanofibres produced from the emulsion solution were colourless, which again justifies the encapsulation of the coloured oil inside the nanofibre.