Pentru jachetă ca și pantaloni: alternative pentru PFAS în textile

Pentru ca îmbrăcămintea funcțională să reziste la toate condițiile meteorologice, este necesară o impregnare chimică. Însă, jachetele de ploaie, costumele de baie și altele similare, cu un înveliș care conține PFAS contribuie astfel la poluarea mediului cu substanțe chimice persistente care conțin fluor. Înlocuirea acestui grup de substanțe nu este trivială, deoarece acestea au proprietăți excelente: PFAS sunt hidrofuge, rezistente la murdărie și grăsimi. Prin urmare, cercetătorii Empa colaborează cu parteneri din industrie pentru a dezvolta tehnologii și materiale care să permită fabricarea sustenabilă și economică a textilelor fără PFAS, dar cu aceleași proprietăți dorite. Această inițiativă inovatoare a luat naștere din rețeaua Subitex, o colaborare de lungă durată între companiile din Asociația textilă elvețiană Swiss Textiles și Empa din St. Gallen. Proiectul 'EC0Tex', finanțat de Innosuisse, are ca scop crearea unor acoperiri hidrorepelente pentru firele textile, utilizând substanțe fără fluor într-o instalație de acoperire cu plasmă special dezvoltată. Recent, proiectul a fost, de asemenea, premiat cu 'Innovation Award' pentru sustenabilitate și inovație la târgul internațional 'Techtextil' din Frankfurt am Main.

Înlocuire fără regrete

Principiul central al proiectului 'EC0Tex' este 'Safe and Sustainable by Design', pe scurt SSbD. 'Când căutăm alternative la PFAS, este important să nu producem așa-numitele 'substitute regretabile', adică înlocuitori care ulterior se dovedesc a fi la fel de dăunători ca substanța chimică inițial utilizată', explică cercetătorul Empa Dirk Hegemann de la laboratorul 'Advanced Fibers' din St. Gallen. De aceea, echipa condusă de Dirk Hegemann, Martin Amberg și Patrick Rupper aliniază încă din stadiul incipient al procesului de dezvoltare nevoile industriei, mediului și societății, pe baza analizelor de risc, și filtrează acele materiale și tehnologii care nu îndeplinesc cerințele dorite, sustenabilitatea sau eficiența economică.

Îmbrăcate până în profunzime

Împreună cu partenerii de implementare din industria textilă elvețiană, Bäumlin & Ernst AG, Lothos KLG și Seilfabrik Ullmann AG, se dezvoltă un nou proces industrial de impregnare folosind tehnologia cu plasmă. Deoarece substanțele fără PFAS ar trebui utilizate în cantități prea mari cu tehnicile convenționale pentru a reproduce proprietățile materialelor textile acoperite cu PFAS. Rezultatul este o pierdere de puncte la eficiența economică și sustenabilitate, făcând căutarea unor alternative viabile conform standardelor SSbD o provocare.

Noua instalație cu plasmă, dezvoltată împreună cu cercetătorii Empa, permite aplicarea de acoperiri extrem de subțiri pe fibrele individuale dintr-un fir. 'Astfel, putem reduce semnificativ cantitatea de substanțe chimice utilizate și, în același timp, obținem o impregnare completă a firelor', afirmă Hegemann. Firele astfel obținute ar putea fi utilizate direct pentru producerea de îmbrăcăminte pentru exterior și sport, dar și pentru frânghii, adaugă cercetătorul.

Tehnica de acoperire indusă de plasmă produce plasmă prin descărcare electrică de gaz într-o cameră. Deoarece generează energie ridicată la o temperatură scăzută, substanțele chimice se vaporizează în cameră și formează specii reactive care se atașează la fibrele individuale ale unui fir. În mod obișnuit, astfel de procese pot impregna doar fibrele exterioare ale unui material textil. 'Am urmat o abordare nouă: noua instalație de acoperire cu plasmă generează specii reactive diferite care pot pătrunde adânc în structura firului', explică Dirk Hegemann de la Empa. Rezultatul este o acoperire persistentă și penetrantă.

Provocare: grăsimi și murdărie

Ca alternative pentru PFAS, cercetătorii studiază acum cum pot fi utilizate compușii organosilici pentru impregnare. Siguranța acestora, inclusiv în contact cu mediul, de exemplu prin abraziune sau spălare, trebuie analizată cu atenție. Primele analize arată că compușii organosilici formează straturi extrem de reticulare, cu proprietăți excelente privind respingerea apei și uscarea rapidă care depășesc chiar și durabilitatea impregnațiilor PFAS.

O provocare rămâne respingerea grăsimilor și a murdăriei, pe care textilele cu PFAS o pot gestiona. Mai sunt necesare cercetări pentru a înlocui PFAS în textile precum îmbrăcămintea de protecție la locul de muncă, spune Hegemann. Marea grupă de compuși organosilici deschide aici multe opțiuni. Datorită tehnologiei cu plasmă, există acum posibilitatea de a găsi soluții noi adaptând substanțele de bază și condițiile de acoperire, personalizându-le în funcție de proprietățile dorite ale textilelor, menținând în același timp principiile 'Safe and Sustainable by Design' în prim plan.

Notă editorială: Drepturile asupra imaginilor aparțin editorului respectiv. Drepturi imagine: EMPA