Ausrüstung von Textilien Mizelle öffne Dich

Das wfk – Cleaning Technology Institute e.V. in Krefeld entwickelt eine selbstregenerierende, fluorfreie, hydrophobe und oleophobe Textilausrüstung.Bei Einsatz textiler Materialien (zum Beispiel textile Bodenbeläge oder auch Bekleidungstextilien) ist in verschiedensten Anwendungsbereichen eine Benetzung beziehungsweise ein Durchdringen des textilen Materials mit Flüssigkeiten sowie eine Verschmutzung der textilen Oberfläche unerwünscht. Textile Materialien werden daher häufig mit wasser- und ölabweisenden (hydrophoben und oleophoben) Fluorcarbon-(FC-)Ausrüstungen versehen. Fluorhaltige Chemikalien sind allerdings in der jüngsten Vergangenheit stark in die Kritik geraten. Vertreter dieser Gruppe, die unter anderem bei der Herstellung von fluorierten Polymeren (FC-Polymere) anfallen, gelten als schwer abbaubar (persistent) und reichern sich in der Umwelt an (bioakkumulativ). Die Belastungen von Umwelt und Gesundheit durch Fluorchemikalien aus textilen Ausrüstungen werden daher kritisch diskutiert und eine Beschränkung des Einsatzes von FC-Polymeren wird angestrebt. Vor dem Hintergrund der gesetzlichen Reglementierung von FC-Polymeren, aber auch dem zunehmenden Bestreben nach nachhaltigen und umweltschonenden Verfahren, besteht Bedarf an fluorfreien Alternativen, die eine Oleophobierung bei gleichzeitiger Hydrophobierung von textilen Materialien erlauben. Bisher stehen keine alternativen Verfahren zur Verfügung, die neben einer Hydrophobierung auch eine Oleophobierung textiler Materialien ermöglichen; bisher kann lediglich eine fluorfreie Hydrophobierung erzielt werden. Das wfk-Institut hat sich dieser Herausforderung angenommen und entwickelt eine selbstregenerierende, fluorfreie, hydrophobe und oleophobe Textilausrüstung. Die Ausrüstung besteht aus Copolymeren mit Polydimethylsiloxan-(PDMS-)Seitenketten, die in der wässrigen Ausrüstungsflotte Mizellen (PDMS-Mizellen) ausbilden, sowie einer vernetzenden Matrix zur Immobilisierung der PDMS-Mizellen auf textilen Materialien. Nach der Applikation (Sprühapplikation zur Ausrüstung textiler Bodenbeläge, Tauchverfahren zur Ausrüstung von Bekleidungstextilien) bildet sich beim Trocknungsprozess eine dichte Matrix aus, die eine statistische Verteilung der PDMS-Mizellen enthält. PDMS-Mizellen, die an der Grenzfläche zur Luft vorliegen, öffnen sich aufgrund der Inversion der Polarität an der Grenzfläche sowie abstoßender Wechselwirkungen im Mizellkern im Trocknungsprozess selbstständig. Hierdurch kommt es zur Ausbildung einer Monolage ausgerichteter PDMS-Seitenketten an der Oberfläche der Ausrüstung (siehe Abbildung). Aufgrund der niedrigen Oberflächenenergie und der hohen Beweglichkeit der ausgerichteten PDMS-Ketten werden durch diese Ausrüstung sowohl Wasser als auch Öle abgewiesen. PDMS-Mizellen, die in der Matrix vorliegen, öffnen sich im Trocknungsprozess aufgrund sterischer Hinderung (Einfluss der räumlichen Ausdehnung eines Moleküls) durch die umgebende Matrix nicht. Bei mechanischem Abtrag der obersten Schicht der Ausrüstung kommt es zur Freilegung und Öffnung der nächsten Lage an PDMS-Mizellen, wodurch sich der Prozess der Ausbildung einer ausgerichteten PDMS-Ketten-Monolage wiederholt (Selbstregeneration). Weitere Infos unter info@wfk.de. Dr. Alexander Kredel markus.targiel@holzmann-medien.de

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