Alternativen zu PFAS für funktionale Textilien
Hersteller von funktionalen Textilien, darunter Schutz- und Outdoorbekleidung, gehören zu den Hauptabnehmern von PFAS. In Erwartung der baldigen Umsetzung einer weitreichenden Beschränkung von PFAS durch die EU-Kommission arbeiten Industrie und Forschungsinstitute schon seit längerem an der Entwicklung wirksamer Alternativen.
PFAS machen funktionelle Kleidung und technischen Textilien wasser-, schmutz- und ölabweisend, außerdem verleihen sie eine hohe thermische und chemische Beständigkeit. Nach Einschätzung der Europäischen Umweltagentur (EEA) entfallen etwa 35 % der weltweiten PFAS-Nachfrage auf die Textilbranche, wobei mehr als 75 % der PFAS in Textilprodukten als Polymere verwendet werden. Dazu zählen beispielsweise Klimamembranen aus PTFE.
Wasserabweisende Materialien ohne PFAS
Für Segel-, Radsport, Wander-, Trecking oder Skibekleidung bietet der Markt bereits ein Angebot an Funktionskleidung, die ohne PFAS auskommt, dasselbe gilt auch für Taschen. So wird die bekannte Klima-Membran aus Teflon inzwischen durch Membranen aus expandiertem Polyethylen, Polyurethan oder Polyether/Ester-Blockcopolymeren ersetzt.
Fluorfreie wasserabweisendeTextilbeschichtungen bestehen aus Silikonen, Wachsen bzw. Hydrocarbonen, auch pflanzenbasierte Systeme werden inzwischen eingesetzt.
Herausforderung: Schutz vor Ölen
Bisher sind allerdings noch keine fluorfreien und leistungsfähigen Produkte mit ölabweisenden Eigenschaften verfügbar. Doch im gerade abgelaufenen IGF-Projekt „C6C8 turn green“ haben Textilforscher des STFI in Chemnitz und Chemiker am Leibniz-Institut für Polymerforschung eine ökologische Alternative zur Fluorcarbonausrüstungen entwickelt.
Die medienabweisende Wirkung der fluorfreien Textilien wird erreicht durch Kombination zweier Verbindungen: POSS (polyedrische oligomere Silsesquioxane) und TRIS ([Tris(trimethylsiloxy)silyl]).
Die Forschenden stellten gezielt Copolymere aus tert-Butylmethacrylat (TBMA) und den methacrylatfunktionalisierten Verbindungen POSS (POS-SMA) und TRIS (TRISMA) her. Daraus erzeugten sie mithilfe der Miniemulsionspolymerisation wässrige Dispersionen für die Textilausrüstung.
Die Behandlung der Textilien erfolgte in zwei Schritten: Zunächst wurde eine haftvermittelnde Polyaminschicht aus vernetzerhaltigen, wässrigen Polyvinylamin- oder Chitosanformulierungen aufgebracht. Anschließend wurden die Textilien mit der Copolymerdispersion funktionalisiert. Beide Schichten wurden jeweils im Foulardverfahren aufgetragen, danach thermisch getrocknet und vernetzt.
Wirksamkeit nach Waschzyklen geprüft
Um die Wirksamkeit zu prüfen, untersuchten die Forschenden die behandelten Baumwollgewebe vor und nach festgelegten Waschzyklen. Die Proben wurden bei 60 °C gewaschen und anschließend bei 70 °C im Trommeltrockner getrocknet. Vor der Wäsche erreichten sie bei Wasser einen Kontaktwinkel von bis zu 129°. Nach fünf Wasch- und Trockenzyklen lag dieser noch bei 112°. Auch gegenüber Ethylenglykol blieb die abweisende Wirkung erhalten: Der Kontaktwinkel betrug vor der Wäsche bis zu 123° und danach noch 106°. Damit wurde eine ölabweisende Wirkung nachgewiesen, sodass produzierenden Textilunternehmen nun eine leistungsfähige Alternative zu Fluorcarbonausrüstungen zur Verfügung steht.
Beitragsbild: Schutzkleidung belief 33 / Pixabay
