Ceket veya Pantolon: Tekstillerde PFAS Alternatifleri

Fonksiyonel giyisilerin her türlü hava koşuluna dayanıklı olması için kimyasal bir kaplama gereklidir. Yağmurluk, mayo ve benzeri ürünler PFAS içeren kaplamaları nedeniyle flor içeren kalıcı kimyasallarla çevre kirliliğine katkıda bulunur. Bu madde grubunu değiştirmek basit değildir çünkü su, kir ve yağ itici özelliklere sahiptir. Bu nedenle, Empa araştırmacıları endüstriyel partnerleriyle birlikte, istenilen özellikleri sürdürülebilir ve ekonomik bir şekilde oluşturabilecek PFAS'siz tekstiller geliştirmek için teknolojiler ve malzemeler üzerinde çalışmaktadır.

İnovatif girişim, Swiss Textiles'in İsviçre Tekstil Birliği ve St. Gallen'deki Empa arasında uzun süredir devam eden bir iş birliği olan Subitex ağında ortaya çıkmıştır. Innosuisse tarafından finanse edilen 'EC0Tex' projesi, özel olarak geliştirilmiş bir plazma kaplama sistemi kullanarak flor içermeyen maddelerle tekstil iplikleri için su itici kaplamalar üretmeyi hedeflemektedir. Kısa süre önce, proje Frankfurt, Almanya'daki 'Techtextil' Uluslararası Fuarında sürdürülebilirlik ve inovasyon için 'Yenilik Ödülü' ile ödüllendirilmiştir.

Projenin merkezinde 'Güvenli ve Sürdürülebilir Tasarım' ilkesi, kısaca SSbD yer almaktadır. 'PFAS’a alternatifler ararken, kesinlikle pişmanlık verici ikame maddeler oluşturmamak önemlidir; yani, aslında başlangıçta kullanılan kimyasal kadar zararlı olan ikame maddeler', diyor Empa araştırmacısı Dirk Hegemann, St. Gallen'deki 'Gelişmiş Lifler' laboratuvarından. Bu nedenle Dirk Hegemann, Martin Amberg ve Patrick Rupper’dan oluşan ekip, geliştirme sürecinin erken aşamalarında sanayi, çevre ve toplumun ihtiyaçlarını risk analizlerine dayanarak karşılaştırır ve istenilen özellikler, sürdürülebilirlik veya ekonomiklik açısından başarısız olan malzeme ve teknolojileri filtreler.

Bu şekilde İsviçre tekstil endüstrisinden uygulama ortaklarıyla birlikte Bäumlin & Ernst AG, Lothos KLG ve Seilfabrik Ullmann AG ile birlikte yeni bir endüstride uygulanabilir plazma teknolojisi ile emprenye yöntemi oluşturulmaktadır. Çünkü PFAS'siz maddelerin geleneksel tekniklerle PFAS kaplamalı tekstillerin malzeme özelliklerini elde etmek için çok fazla miktarda kullanılması gerekmektedir. Sonuç: Ekonomiklik ve sürdürülebilirlikten puan kaybı, bu nedenle SSbD standartlarına uygun alternatifler bulmak bir zorluk haline gelmektedir.

Bu amaçla Empa araştırmacıları ile birlikte tasarlanan yeni plazma tesisiyse tek bir iplikteki tek tek liflere son derece ince kaplamalar uygulamayı mümkün kılmaktadır. 'Bu şekilde kullanılan kimyasalların miktarını önemli ölçüde azaltabiliriz ve aynı zamanda ipliklerin kapsamlı bir şekilde emprenye edilmesini sağlayabiliriz', diyor Hegemann. Bu şekilde üretilen iplikler doğrudan açık hava ve spor giyimi üretiminde, aynı zamanda halatlarda kullanılabilir.

Plazma kaplama tekniğinde, bir odada elektriksel gaz boşalması yoluyla plazma üretilir. Bu süreç yüksek enerjinin düşük sıcaklıkta sunulmasını sağladığı için, odadaki kimyasallar buharlaşır ve bir ipliğin tek liflerine bağlanan reaktif türler oluşturur. Genellikle bu şekilde yalnızca bir tekstilin en dış lifleri emprenye edilebilir. 'Yeni bir yaklaşım izledik: Yeni plazma kaplama sistemi, iplik yapısının derinliklerine nüfuz edebilen farklı reaktif türler üretir', diyor Empa araştırmacısı Dirk Hegemann. Böylece dayanıklı ve kapsamlı bir kaplama elde edilir.

PFAS’a alternatif olarak araştırmacılar şimdi silikon organik bileşiklerin nasıl emprenaj için kullanılabileceğini araştırmaktadır. Çevresel maruziyet durumunda, örneğin aşınma veya yıkama ile güvenirlik de kesinlikle analiz edilmelidir. İlk analizler, silikon organik bileşiklerin su iticilik ve hızlı kuruma açısından mükemmel özelliklere sahip yüksek çapraz bağlı katmanlar oluşturduğunu ve PFAS kaplamaların dayanıklılığını bile aştığını göstermektedir.

Şu anda PFAS tekstillerinin sunabildiği yağ ve kir iticiliği hala bir zorluktur. Bu nedenle, PFAS’ı iş elbiseleri gibi tekstillerde değiştirme çalışmalarının sürdürülmesi gerektiği belirtmektedir Hegemann. Silikon organik bileşikler bu alanda birçok olanak sunmaktadır. Plazma teknolojisi sayesinde, başlangıç maddeleri ve kaplamanın koşulları üzerinde gerçekleştirilen ayarlamalarla daha fazla yeni çözüm bulunabilir ve istenilen tekstil özelliklerine göre uyarlanabilir - ve bu sırada 'Güvenli ve Sürdürülebilir Tasarım' ilkelerini göz önünde bulundurmak.

Editör notu: Görsel hakları ilgili yayıncıya aittir. Görsel hakları: EMPA