La historia de los agentes impermeabilizantes textiles

La historia de los agentes impermeabilizantes textiles

A principios del siglo XIX, surgieron los acabados impermeabilizantes a base de jabón de aluminio y emulsión de parafina. Este agente impermeabilizante posee una buena repelencia al agua, pero su desventaja radica en su poca resistencia al lavado. En la década de 1930, aparecieron los agentes impermeabilizantes de cadena larga de carbono. Este tipo de agente reacciona con las macromoléculas de celulosa para formar éter de celulosa, el cual posee buenas y duraderas propiedades impermeabilizantes.
En 1940, Patnode, en Estados Unidos, obtuvo una patente que afirmaba que, tras tratar las fibras textiles con dimetildiclorosilano, el tejido adquiriría buenas propiedades impermeabilizantes. Sin embargo, durante el proceso de impermeabilización con agentes impermeabilizantes libres de flúor, se libera gas HCl, perjudicial para la salud humana.
En 1945, Elliott y otros investigadores de General Electric Company en Estados Unidos sumergieron fibras de tela en una solución acuosa alcalina y las calentaron con metilsilanolato de sodio. El tejido resultante presentaba buenas propiedades impermeabilizantes.
En 1947, la empresa 3M inventó el PFOA (ácido perfluorooctanoico, fórmula molecular: C8HO2F15).
A principios de la década de 1950, la empresa estadounidense Dow Corning combinó polisiloxano hidrogenado con polidimetilsiloxano (PDMS). El tejido tratado no solo presentaba una excelente impermeabilidad, sino que además resultaba suave al tacto.
En 1951, DuPont comenzó a comprar PFOA a la empresa 3M para producir teflón. El agente impermeabilizante C8 no solo es impermeable, sino también resistente al aceite, sin alterar el estilo de los tejidos, y comenzó a convertirse en el principal agente impermeabilizante. Posteriormente, la investigación y aplicación de agentes impermeabilizantes que contienen flúor se desarrollaron aún más en Estados Unidos y Japón.
En la década de 1940, DuPont propuso un agente impermeabilizante complejo, pero su color verde limitaba su uso. A finales de esa década, aparecieron los agentes impermeabilizantes de silicona. Este tipo de agente es especialmente adecuado para diversos tejidos de fibras sintéticas y lana, y también puede utilizarse en tejidos de fibra de celulosa.

Prohibición del agente impermeabilizante C8

El proceso de producción del agente impermeabilizante C8 genera dos subproductos, PFOA y PFOS, y la nocividad de estos dos productos químicos se ha ido confirmando gradualmente.

Tabla 1 Proceso sintético del agente impermeabilizante Hogar

Independientemente del método de electrólisis o del método de telomerización, es imposible lograr que el contenido de PFOA y PFOS sea inferior a 1,0 μg/m2 después de agregar el agente impermeabilizante C8 al tejido, lo que determina que el agente impermeabilizante C8 debe eliminarse. El 17 de diciembre de 2006, el Parlamento Europeo y el Consejo de Ministros emitieron conjuntamente la Directiva sobre restricciones a la venta y el uso de perfluorooctanosulfonato (2006/122/CE). En 2006, la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) emitió un ultimátum ordenando a ocho empresas químicas, incluida DuPont, que dejaran de usar perfluorooctanoato (PFOA), el ingrediente principal necesario para fabricar teflón. Junto con DuPont, DuPont Ceramics también recibió la orden de la EPA. Varias empresas industriales de renombre como Elastomers Company, Asahi Glass Co., Ltd. de Japón, Ciba Specialty Chemicals de Suiza y Clariant de Alemania.

Agente impermeabilizante C6

El componente principal del impermeabilizante C6 es el copolímero de éster etílico de perfluorohexilo (met)acrílico PFHS, que no contiene PFOA ni PFOS. Es el producto ideal para reemplazar al impermeabilizante C8. Sin embargo, cuanto más corta sea la cadena de carbono, menor será su efecto impermeable y oleofóbico. Para lograr el mismo efecto que el impermeabilizante C8, es necesario aumentar la dosis y el costo. Además, muchas marcas de ropa no aceptan impermeabilizantes C6 y solo pueden usar impermeabilizantes sin flúor.

Agente impermeabilizante sin flúor

Los impermeabilizantes sin flúor pueden estar completamente libres de PFOA y PFOS, y no contienen PFCS (compuestos perfluoroalquílicos). Cada vez son más utilizados por diversas marcas. Sin embargo, en comparación con los impermeabilizantes que contienen flúor, presentan dos desventajas: primero, no son resistentes al aceite; segundo, el recubrimiento tiene poca adherencia y las fibras se deslizan con facilidad.

Demanda del mercado de agentes impermeabilizantes

El agente impermeabilizante y antiincrustante Carbon Six proporciona a las fibras naturales, sintéticas y textiles mixtos excelentes propiedades impermeables, resistentes al aceite y antiincrustantes. Es especialmente adecuado para el tratamiento hidrofóbico, repelente al aceite y antiincrustante de poliéster y textiles mixtos; alcanza una resistencia al lavado de hasta el 50 % o más, sin afectar el estilo del tejido ni su tacto suave. Satisface plenamente las necesidades de aplicaciones especiales en campos impermeables con requisitos de lavado, como ropa industrial, tiendas de campaña y bolsas. Los tejidos exportados a Europa y Estados Unidos cumplen con las normas pertinentes, como las relativas a APEO, PFOA, PFOS y otras sustancias prohibidas.
Actualmente, los consumidores tienen exigencias de rendimiento cada vez mayores para los textiles, y se inclinan cada vez más por comprar textiles funcionales, como zapatillas deportivas Flyknit con excelentes efectos impermeables, chaquetas con características impermeables, resistentes al frío y cálidas, ropa de secado rápido que absorbe y elimina rápidamente la humedad, así como calcetines antibacterianos y antiolor, etc.

¿Por qué necesitamos impermeabilización y protección antiincrustante?

Los textiles fabricados con fibras sintéticas como el poliéster son altamente hidrófobos y se cargan fácilmente con electricidad estática. Tienden a acumular suciedad durante el uso diario, y la suciedad grasa se adhiere firmemente, dificultando su eliminación y limpieza. Por lo tanto, es fundamental que los textiles posean propiedades impermeables y antiestáticas duraderas, tanto para el uso cotidiano como para ciertas industrias especializadas.

Principio hidrófugo del agente impermeabilizante

Actualmente, el mercado principal de impermeabilizantes para textiles se basa en productos de fluorocarbono de carbono 8 y carbono 6. El rendimiento de impermeabilización de este tipo de agente depende principalmente de la longitud de su cadena de carbono (es decir, del contenido de flúor). Cuanto mayor sea el contenido de flúor en la cadena de carbono, más larga será esta. Cuanto más larga sea la cadena de carbono, mayor será la estabilidad entre las moléculas. A medida que aumenta la estabilidad, también aumenta la capacidad de resistir las manchas de agua y aceite.
Debido a los cambios en el estilo de vida, la creciente concienciación del consumidor y la demanda de productos de alta gama, la demanda de textiles impermeables está en aumento. En particular, en el ámbito de la ropa de trabajo, la impermeabilidad cobra cada vez mayor importancia.
Los agentes impermeabilizantes más utilizados en el mercado son los fluorocarbonados y los libres de flúor. Si bien los fluorocarbonados contienen PFOA, POFS y otros ingredientes perjudiciales para el medio ambiente y la salud humana, actualmente no existe un sustituto completo. Por lo tanto, los agentes de acabado impermeables fluorocarbonados siguen siendo la opción predominante en la industria textil. Los agentes de acabado impermeables libres de flúor representan una alternativa a los fluorocarbonados. Aunque son seguros y respetuosos con el medio ambiente, carecen de propiedades oleófilas y antiincrustantes. Se ha anunciado que en 2020 se restringirá la exportación de textiles que contienen fluorocarbonos a países como la Unión Europea. En consecuencia, la producción, investigación y desarrollo de agentes impermeabilizantes libres de flúor recibirán cada vez más atención. Con la mejora de la tecnología de investigación y desarrollo, los agentes impermeabilizantes libres de flúor podrían convertirse en un producto que reemplace por completo a los agentes de acabado impermeables fluorocarbonados.
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