Wygoda da się połączyć z ekologią, miłe w dotyku, odporne na wodę i zagniecenia tkaniny bawełniane mogą nie zawierać potencjalnie groźnych chemikaliów - przekonują naukowcy z North Carolina State University. Podczas dorocznego spotkania American Chemical Society (ACS), które odbywa się w tych dniach w Waszyngtonie, zaproponowali wykorzystanie oleju z nasion bawełny jako ekologicznej alternatywy dla formaldehydu i związków PFAS, czyli tzw. "wiecznych chemikaliów".
- W produkcji bawełny używa się formaldehydu i PFAS, które nadają tkaninom przydatne cechy, ale są szkodliwe dla zdrowia i środowiska.
- Naukowcy z NC State opracowali ekologiczne rozwiązanie - epoksydowany olej z nasion bawełny (ECSO), który pochodzi z produktu ubocznego bawełny.
- ECSO nadaje tkaninom hydrofobowość i odporność na zagniecenia bez użycia szkodliwych chemikaliów, jednocześnie będąc ekonomicznym rozwiązaniem.
- Chcesz dowiedzieć się, jak ta zielona technologia może zmienić przyszłość przemysłu tekstylnego? Przeczytaj cały artykuł!
W samych Stanach Zjednoczonych każdego roku produkuje się aż 7,5 miliona bel bawełny, z czego ponad połowa trafia do przemysłu odzieżowego. Jednak droga od puszystych włókien do wygodnej koszuli czy wytrzymałych spodni wiedzie przez szereg procesów, które - choć zapewniają tkaninom gładkość, odporność na wodę i zagniecenia - mogą być szkodliwe zarówno dla środowiska, jak i dla samych konsumentów.
W procesie wykańczania tkanin bawełnianych, czyli nadawania materiałowi pożądanych właściwości, od dziesięcioleci wykorzystuje się żywice na bazie formaldehydu - substancji, która skutecznie wiąże się z włóknami celulozy, czyniąc tkaninę odporną na zagniecenia i rozciąganie. Niestety, formaldehyd tanio i efektywne rozwiązując jedne problemy, przysparza nam innych, to związek o udowodnionym działaniu rakotwórczym, wywołujący podrażnienia skóry i dróg oddechowych.
Z kolei powłoki hydrofobowe, które sprawiają, że bawełna staje się odporna na wodę, często zawierają związki fluoru - PFAS, czyli substancje per- i polifluoroalkilowe. Te tzw. "wieczne chemikalia" są coraz częściej wycofywane z użycia ze względu na ich trwałość w środowisku i potencjalny negatywny wpływ na zdrowie człowieka.
Zespół pod kierunkiem prof. Richarda Vendittiego postanowił znaleźć rozwiązanie, które pozwoli wyeliminować zarówno formaldehyd, jak i PFAS z procesu wykańczania bawełny. Kluczem okazał się olej z nasion bawełny - produkt uboczny zbioru bawełny, dotychczas wykorzystywany głównie w przemyśle spożywczym i hodowli.
W laboratorium NC State Taylor Kanipe i jej współpracownicy poddali olej z nasion bawełny procesowi epoksydacji, czyli wprowadzeniu grup epoksydowych do długich łańcuchów węglowych oleju. Tak powstały epoksydowany olej z nasion bawełny (ECSO) wykazuje zdolność do tworzenia silnych wiązań chemicznych z włóknami celulozy w bawełnie, a także między sobą, tworząc polimerową sieć. Tkanina staje się hydrofobowa, czyli odporna na wodę, a jednocześnie mniej podatna na zagniecenia. Co istotne, ECSO powstaje z surowca, który i tak jest pozyskiwany podczas produkcji bawełny, co czyni go rozwiązaniem nie tylko ekologicznym, ale i ekonomicznym.
Aby potwierdzić skuteczność nowej metody, naukowcy przeprowadzili szereg testów. Za pomocą spektroskopii w podczerwieni sprawdzili, czy cząsteczki ECSO rzeczywiście wiążą się z powierzchnią tkaniny. Następnie, przy użyciu szybkiej kamery, zmierzyli tzw. kąt zwilżania - im większy kąt, tym lepsza odporność na wodę. Wyniki były imponujące: podczas gdy nieobrobiona bawełna wchłaniała wodę natychmiast, tkanina pokryta ECSO osiągnęła kąt zwilżania aż 125 stopni, co świadczy o znacznym wzroście właściwości hydrofobowych.
To jednak dopiero początek. Kolejne badania mają ocenić wytrzymałość, trwałość i odporność na zagniecenia tkanin wykończonych ECSO. Ostatecznym celem zespołu jest opracowanie procesu, w którym bawełna będzie wykańczana emulsją wodną ECSO - bez użycia szkodliwych substancji.
Jeśli uda nam się osiągnąć zamierzone cele - czyli nadać bawełnie właściwości antyzabrudzeniowe, niemnące i hydrofobowe przy użyciu procesu na bazie wody - będziemy mieli do dyspozycji prawdziwie zieloną technologię wykańczania tkanin, opartą na surowcach odnawialnych i wolną od formaldehydu oraz związków PFAS - podkreśla prof. Venditti.
