Bei Einsatz textiler Materialien (z.B. als Bekleidungstextilien oder textile Bodenbeläge) ist in verschiedensten Anwendungsbereichen eine Benetzung bzw. 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.

Fluorchemikalien sind in der jüngsten Vergangenheit stark in die Kritik geraten. Vertreter dieser Gruppe, die u.a. bei der Herstellung von FC-Polymeren anfallen, gelten als persistent und bioakkumulativ. Die Belastungen von Umwelt und Gesundheit durch Fluorchemikalien aus textilen Ausrüstungen werden daher kritisch diskutiert. Für erste FC-Polymere (FC8-Derivate) gelten bereits Beschränkungen.

Vor dem Hintergrund der gesetzlichen Reglementierung von FC-Polymeren, aber auch dem zunehmenden Bestreben nach nachhaltigen und umweltschonenden Verfahren, besteht großer Bedarf nach fluorfreien Alternativen, die eine Oleophobierung bei gleichzeitiger Hydrophobierung von textilen Materialien erlauben. Bisher stehen jedoch keine alternativen Verfahren zur Verfügung, die neben einer Hydrophobierung auch eine Oleophobierung textiler Materialien ermöglichen; bisher kann lediglich eine fluorfreie Hydrophobierung erzielt werden.

Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde daher eine selbstregenerierende, fluorfreie Textilausrüstung entwickelt, mit der sich neben einer Wasserabweisung auch eine Abweisung von Flüssigkeiten mit niedrigeren Oberflächenspannungen, die derzeit verfügbare fluorfreie Ausrüstungen durchdringen können, erzielen lässt.

Die Ausrüstung besteht aus mizellaren Aggregaten spezieller Copolymere mit Polydimethylsiloxan-(PDMS)-Seitenketten (PDMS-Mizellen), die statistisch in einer polymeren Matrix verteilt sind. PDMS-Mizellen, die an der Grenzfläche zur Luft vorliegen, öffnen sich aufgrund der Inversion der Polarität an der Grenzfläche sowie repulsiver Wechselwirkungen im Mizellkern, wodurch eine Monolage ausgerichteter PDMS-Seitenketten an der Oberfläche der Ausrüstung entsteht.

Die niedrige Oberflächenenergie gepaart mit der hohen Beweglichkeit der ausgerichteten PDMS-Ketten führt zu den guten flüssigkeitsabweisenden Eigenschaften der Textilausrüstung.

PDMS-Mizellen, die in der Matrix vorliegen, öffnen sich aufgrund sterischer Hinderung 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).

Der Forschungsbericht ist auf Anfrage bei der FRT erhältlich.