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REPETEX: Umweltfreundliche wasserabweisende Textilien

Die Entwicklung von dauerhaft wasserabweisenden Textilien basierte ursprünglich auf Perfluorcarbonen (PFCs) und wurde seit den 1950er Jahren als Schutzkleidung vermarktet. Diese war in erster Linie für Seefahrer, Soldaten, Ersthelfer und Industriearbeiter im Freien gedacht und machte deren Schutzkleidung sicherer, bequemer und atmungsaktiver.

In jüngerer Zeit hat sich wasserabweisende Bekleidung zu einem wachsenden Trend in der High-End-Mode, Sport- und Freizeitbekleidung entwickelt, mit steigenden Anforderungen an die Herstellung atmungsaktiver, dauerhaft abweisender Bekleidung unter Beibehaltung der ursprünglichen Eigenschaften und des komfortablen Gefühls des Textils.

Die anhaltenden Bedenken und die verschärfte Regulierung von Perfluorcarbonen und Polyfluoralkylsubstanzen (PFCs und PFASs) treiben den Textilmarkt jedoch dazu, nach nachhaltigen alternativen Chemikalien zu suchen. Es gibt eine klare Nachfrage nach alternativen, umweltfreundlicheren, dauerhaft wasserabweisenden Mitteln für Textilien.

Der derzeitige Stand der Technik, der den höchsten Grad an Öl- und Wasserabweisung bietet, wurde mit hochfluorierten chemischen Substanzen erreicht. Leider führen die leistungsfähigsten PFCs, die aufgrund der acht Kohlenstoffatome in ihren zyklischen Ketten als C8 bekannt sind, auch zu erheblichen Gesundheits- und Umweltbedenken, die die Freisetzung von fluorierten Nebenprodukten aus Textilien betreffen.

Die Besorgnis über die Freisetzung toxischer Stoffe erstreckt sich über den gesamten Lebenszyklus des Produkts, von der Produktion bis zum Ende der Nutzungsdauer. Es ist bekannt, dass die Nebenprodukte bioakkumulativ und extrem persistent in der Umwelt/Nahrungskette sind und möglicherweise auch krebserregend sind.

Die Lösung erfordert sowohl chemisches als auch verfahrenstechnisches Know-how, das durch das REPETEX-Konsortium erarbeitet wird.

Die Innovation von REPETEX liegt in der Verwendung von funktionalisierten Silica-Nanopartikeln, d.h. sehr kleinen Siliziumdioxid-Nanoteilchen, um superhydrophobe Eigenschaften zu erzielen. Im Bereich der Textilien resultieren die superhydrophoben Eigenschaften aus der Veränderung der natürlichen Oberflächenrauheit der Fasern der textilen Mikrostruktur mit einer selektiv gestalteten Oberflächenchemie mit niedriger Oberflächenenergie.

Die Gestaltung der Oberflächenchemie, die synergetisch mit der Mikrostruktur der Textilien arbeitet, bietet eine verbesserte Abstoßung sowohl von polaren als auch unpolaren Flüssigkeiten.

Das REPETEX-Konsortium besteht aus vier britischen KMUs und TWI, wodurch eine Lieferkette mit dem notwendigen Fachwissen ermöglicht wird.

Das Projekt befindet sich in der Anfangsphase und entwickelt derzeit die Wirkstoff-Formel in Kombination mit den funktionalisierten Siliziumdioxid-Nanopartikeln, um den Textilien Eigenschaften mit niedriger Oberflächenenergie zu verleihen. Dies wird durch einen „Materials-by-Design“-Ansatz erreicht, bei dem die notwendigen funktionellen Eigenschaften und die Größe der Silica-Nanopartikel ausgewählt werden, die in die Wirkstoff-Formel eingebracht werden. Dies ermöglicht die Anwendung des Tintenstrahldrucks des Wirkstoffs auf das Textil, was eine hohe Ablagerungsgenauigkeit ermöglicht.

Im REPETEX-Projekt wird die Gewebeoberfläche für umweltfreundlichere, dauerhaft wasserabweisende Textilien entwickelt.

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