Tecidos inteligentes e

nanotecnologia

Prof. Joseval Estigaribia

O Conforto térmico e PCM• Desconforto térmico: surge quando a temperatura

corpórea varia mais de 3ºC da temperatura ideal.

• Se esse calor pudesse ser armazenado nas roupas e ser usado quando necessário . . .

• PCM (phase change material) – regula as flutuações de temperatura – absorvem/liberam calor sem sofrer alterações de temperatura.

PCM = substância com alto calor de fusão que quando muda de fase em determinada temperatura, é capaz de armazenar ou liberar grande quantidade de energia.

PCM e SHS• Ao receberem calor, os PCH sofrem aumento de

temperatura até começarem a mudar de fase, como os materiais SHS.

• Neste ponto, eles começam a armazenar calor sem sofrer aumento de temperatura até que a mudança de fase tenha se completado.

• Quando a temperatura ambiente nas vizinhanças do material cai, o PCM retorna para o estado inicial liberando seu calor latente armazenado.

Propriedades dos materiais PCM• Propriedades: termodinâmicas, cinéticas e

químicas bem específicas:

Material em mudança de fases

OrgânicoParafinicos

Não parafinicos

InorgânicoSais hidratados

Metáalicos

Eutético

Orgânico-orgânico

Inorgânico-inorgânico

Inorgânico-orgânico

Propriedades dos materiais PCM• Termograma de DSC para um PCH

Propriedades dos materiais PCM• PCM que mudam de fase em temperaturas

próximas a da pele são adequados aos têxteis de vestuário.

• Tal propriedade interessa ao vestuário esportivo pois proporciona equilíbrio entre o calor gerado pelo corpo e o calor liberado paro o ambiente durante a prática física.

Propriedades dos materiais PCM• A incorporação de PCMs na matriz têxtil se dá: Pela sua incorporação ao polímero da fibra textil na fiação, Como aditivo no revestimento da fibra, Como revestimento polimérico por laminação com o têxtil..

• O PCM necessita de encapsulamento, uma vez que as mudanças de fase podem fazê-lo vazar no têxtil.

Encapsulação• PCMs podem ser protegidos quando encapsulados

em microcápsulas poliméricas com morfologia do tipo núcleo-casca:

Encapsulação• Limitações impostas pela encapsulação: Custos elevados, estabilidade durante o uso, redução do calor

de fusão e condutividade térmica do PCM., adição de massa ao material têxtil.

• O PEG - Polietileno glicol – é o PCH mais estudado. Apresenta fusão entre 3,2 e 68ºC, altos valores de entalpia de

mudança de fase. Permite o uso de PCM sólido-sólido que apresenta baixa

variação de volume, não necessitam de selagem e não geram gás ou líquido.

• Misturas PU-PEG conduzem a bons resultados, sendo o PU o material capsular.

• Estudos brasileiros usando ácido poli-itacônico e PEG 1000 apresentaram bons resultados de proteção do PEG a fim de que ele desenvolva seu potencial como PCM.

Encapsulação• A formação de ligações de hidrogênio entre o

grupo carboxílico do ácido poli-Itacônico e o grupo éter do Poli-Etilenoglicol permite o uso como PCM encapsulado.PEG (massa molar) Ponto de Fusão (ºC) Calor de fusão (KJ/Kg)

400 3,20 91,40

600 22,20 108,40

1000 35,10 149,50

1500 46,50 176,30

2000 51,00 181,40

4000 59,70 189,70

6000 64,80 189,00

Encapsulação