La storia degli impermeabilizzanti tessili

La storia degli impermeabilizzanti tessili

All'inizio del XIX secolo, apparve la finitura impermeabilizzante a base di sapone di alluminio ed emulsione di paraffina. Questo agente impermeabilizzante ha una buona idrorepellenza, ma lo svantaggio è che non è resistente al lavaggio. Negli anni '30, apparvero agenti impermeabilizzanti a catena lunga di carbonio. Questo tipo di agente impermeabilizzante può reagire con le macromolecole di cellulosa per formare etere di cellulosa, che ha buone proprietà impermeabilizzanti e durature.
Nel 1940, la società statunitense Patnode brevettò un prodotto che, dopo il trattamento delle fibre tessili con dimetildiclorosilano, avrebbe conferito al tessuto buone proprietà impermeabilizzanti. Tuttavia, durante il processo di impermeabilizzazione con agenti impermeabilizzanti privi di fluoro, si sarebbe rilasciato gas HCl, dannoso per la salute umana.
Nel 1945, Elliott e altri della General Electric Company negli Stati Uniti immersero le fibre di tessuto in una soluzione acquosa alcalina e le riscaldarono con metilsilanolato di sodio. Il tessuto finito aveva buoni effetti impermeabilizzanti.
Nel 1947, la 3M Company inventò il PFOA (acido perfluoroottanoico, formula molecolare: C8HO2F15).
All'inizio degli anni '50, l'azienda americana Dow Corning combinò il polisilossano idrogenato con il polidimetilsilossano (PDMS). Il tessuto trattato non solo ottenne un'ottima impermeabilità, ma divenne anche morbido al tatto.
Nel 1951, DuPont iniziò ad acquistare PFOA dalla 3M Company per produrre "Teflon". L'impermeabilizzante C8 non è solo impermeabile, ma anche antiolio, senza compromettere l'estetica dei tessuti, e ha iniziato a diventare il prodotto principale tra gli impermeabilizzanti. Successivamente, la ricerca e l'applicazione di impermeabilizzanti contenenti fluoro sono state ulteriormente sviluppate negli Stati Uniti e in Giappone.
Negli anni '40, DuPont propose un agente impermeabilizzante complesso, ma questo tipo di agente impermeabilizzante era di colore verde, limitandone così l'ambito di utilizzo. Alla fine degli anni '40, apparvero gli agenti impermeabilizzanti siliconici. Questo tipo di agente impermeabilizzante è particolarmente adatto a vari tessuti in fibre sintetiche e lana, e può essere utilizzato anche per tessuti in fibre cellulosiche.

Divieto di agente impermeabilizzante C8

Il processo di produzione dell'agente impermeabilizzante C8 produrrà due sottoprodotti, PFOA e PFOS, e la nocività di queste due sostanze chimiche è stata gradualmente confermata.

Tabella 1 Processo sintetico dell'agente impermeabilizzante Casa

Indipendentemente dal metodo di elettrolisi o di telomerizzazione, è impossibile ridurre il contenuto di PFOA e PFOS a meno di 1,0 μg/m² dopo l'aggiunta dell'impermeabilizzante C8 al tessuto, il che determina la necessità di eliminarlo. Il 17 dicembre 2006, il Parlamento europeo e il Consiglio dei ministri hanno emanato congiuntamente la Direttiva sulle restrizioni alla vendita e all'uso del perfluorottano sulfonato (2006/122/CE). Nel 2006, l'Agenzia per la protezione dell'ambiente statunitense (EPA) ha emesso un ultimatum ordinando a otto aziende chimiche, tra cui DuPont, di interrompere l'uso del perfluorottanoato (PFOA), l'ingrediente principale necessario per produrre il Teflon. Oltre a DuPont, anche DuPont Ceramics ha ricevuto l'ordine dell'EPA. Diversi noti giganti del settore, come Elastomers Company, Asahi Glass Co., Ltd. del Giappone, Ciba Specialty Chemicals della Svizzera e Clariant della Germania, hanno ricevuto l'ordine.

Agente impermeabile C6

Il componente principale dell'agente impermeabilizzante C6 è il copolimero di estere etilico perfluoroesil (met)acrilico PFHS, che non contiene PFOA e PFOS. È il prodotto ideale per sostituire l'agente impermeabilizzante C8. Tuttavia, più corta è la catena di carbonio, minore è il suo effetto impermeabile e oleorepellente. Per ottenere l'effetto dell'agente impermeabilizzante C8, è necessario aumentarne il dosaggio e il costo. Esistono anche molti marchi di abbigliamento che non accettano gli agenti impermeabilizzanti C6 e possono utilizzare solo agenti impermeabilizzanti privi di fluoro.

Agente impermeabilizzante senza fluoro

Gli impermeabilizzanti privi di fluoro possono essere completamente privi di PFOA e PFOS e non contengono PFCS (composti perfluoroalchilici). Sono riconosciuti da sempre più marchi. Tuttavia, rispetto agli impermeabilizzanti contenenti fluoro, presentano due svantaggi: in primo luogo, non sono impermeabili all'olio; in secondo luogo, il rivestimento ha una scarsa resistenza e le fibre tendono a scivolare facilmente.

Domanda di mercato per agenti impermeabilizzanti

L'agente impermeabilizzante e antivegetativo al carbonio sei può conferire a fibre naturali, fibre sintetiche e tessuti misti eccellenti proprietà impermeabili, antiolio e antivegetative. È inoltre particolarmente adatto per il trattamento idrofobico, oleorepellente e antivegetativo di tessuti in poliestere e misti; può raggiungere una resistenza al lavaggio del 50%. Può essere utilizzato per più volte, senza alterare l'aspetto del tessuto e la lavorazione risulta morbida. Soddisfa pienamente le esigenze di utilizzo in settori speciali con requisiti di impermeabilità lavabili, come abbigliamento industriale speciale, tende e borse; i tessuti esportati in Europa e negli Stati Uniti sono conformi agli standard pertinenti, come APEO, PFOA, PFOS e altre sostanze vietate.
Attualmente, i consumatori hanno esigenze sempre più elevate in termini di prestazioni per i tessuti e sono sempre più propensi ad acquistare tessuti funzionali, come scarpe sportive in maglia con eccellenti effetti impermeabili, giacche con caratteristiche impermeabili, antifreddo, calde e di altro tipo, indumenti ad asciugatura rapida che assorbono e trasportano via rapidamente l'umidità, nonché calzini antibatterici e antiodore, ecc.

Perché abbiamo bisogno di impermeabilizzazione e antivegetativa?

I tessuti realizzati in fibre sintetiche come il poliestere sono altamente idrofobici e si caricano facilmente di elettricità statica. Tendono a depositare sporco durante l'uso quotidiano, e lo sporco oleoso aderisce saldamente ai tessuti, rendendo difficile la rimozione e la pulizia. Pertanto, è molto importante che i tessuti abbiano proprietà impermeabili e antistatiche durature nella vita quotidiana e in alcuni settori industriali specifici.

Principio idrorepellente dell'agente impermeabilizzante

Attualmente, il mercato principale dell'impermeabilizzazione per tessuti è costituito da prodotti fluorocarbonici al carbonio 8 e al carbonio 6. Le prestazioni impermeabili di questo tipo di agente impermeabilizzante dipendono principalmente dalla lunghezza della sua catena di carbonio (ovvero dal contenuto di fluoro). Il contenuto di fluoro incorporato nella catena di carbonio è proporzionale alla quantità di elementi di fluoro presenti, maggiore è la lunghezza della catena di carbonio. Più lunga è la catena di carbonio, maggiore è la stabilità tra le molecole. Man mano che la stabilità aumenta, aumenta anche la capacità di resistere alle macchie esterne di acqua e olio.
A causa dei cambiamenti nello stile di vita, della crescente consapevolezza dei consumatori e della domanda di fascia alta, la domanda di tessuti impermeabili è in crescita. Soprattutto nel settore dell'abbigliamento da lavoro, le funzioni impermeabili stanno diventando sempre più importanti.
Gli agenti impermeabilizzanti più utilizzati sul mercato sono gli agenti impermeabilizzanti fluorocarbonici e gli agenti impermeabilizzanti senza fluoro. Sebbene gli agenti impermeabilizzanti fluorocarbonici contengano PFOA, POFS e altri ingredienti dannosi per l'ambiente e la salute umana, attualmente non esiste un sostituto completo per gli agenti impermeabilizzanti fluorocarbonici. Pertanto, attualmente, gli agenti di finitura impermeabilizzanti fluorocarbonici sono ancora la "forza principale" nel settore dell'impermeabilizzazione tessile. Gli agenti di finitura impermeabilizzanti senza fluoro rappresentano attualmente un'alternativa agli agenti di finitura impermeabilizzanti fluorocarbonici. Sebbene siano sicuri ed ecologici, non hanno effetti oleorepellenti e antivegetativi. Si vocifera che l'esportazione di tessuti contenenti fluorocarburi in paesi come l'Unione Europea sarà limitata nel 2020. In seguito, la produzione e la ricerca e sviluppo di agenti impermeabilizzanti senza fluoro riceveranno sempre più attenzione. Con il miglioramento della tecnologia di ricerca e sviluppo, gli agenti impermeabilizzanti senza fluoro potrebbero diventare un prodotto in grado di sostituire completamente gli agenti di finitura impermeabilizzanti fluorocarbonici.
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