L'histoire des agents d'imperméabilisation textile

L'histoire des agents d'imperméabilisation textile

Au début du XIXe siècle, on utilisa des produits d'imperméabilisation à base de savon d'aluminium et d'émulsion de paraffine. Ces agents imperméabilisants offraient une bonne hydrofugation, mais présentaient l'inconvénient d'être sensibles au lavage. Dans les années 1930, des agents imperméabilisants à longue chaîne carbonée firent leur apparition. Ce type d'agent réagissait avec les macromolécules de cellulose pour former un éther de cellulose, doté de propriétés imperméabilisantes performantes et durables.
En 1940, la société américaine Patnode a déposé un brevet attestant qu'après traitement des fibres textiles au diméthyldichlorosilane, le tissu acquérait une bonne imperméabilité. Cependant, le procédé d'imperméabilisation par des agents imperméabilisants sans fluor libère du chlorure d'hydrogène (HCl), un gaz nocif pour la santé.
En 1945, Elliott et d'autres employés de la General Electric Company aux États-Unis ont trempé des fibres de tissu dans une solution aqueuse alcaline et les ont chauffées avec du méthylsilanolate de sodium. Le tissu ainsi obtenu présentait de bonnes propriétés imperméables.
En 1947, la société 3M a inventé le PFOA (acide perfluorooctanoïque, formule moléculaire : C8HO2F15).
Au début des années 1950, la société américaine Dow Corning a combiné du polysiloxane hydrogéné avec du polydiméthylsiloxane (PDMS). Le tissu ainsi traité présentait non seulement une excellente imperméabilité, mais devenait également doux au toucher.
En 1951, DuPont commença à acheter du PFOA à la société 3M pour produire le « Téflon ». L’agent imperméabilisant C8, non seulement imperméable mais aussi oléofuge, sans altérer l’aspect des textiles, s’imposa rapidement comme la référence en matière d’imperméabilisation. Par la suite, la recherche et l’application d’agents imperméabilisants fluorés se développèrent davantage aux États-Unis et au Japon.
Dans les années 1940, DuPont a proposé un agent imperméabilisant complexe, mais sa couleur verte en limitait l'utilisation. À la fin des années 1940, sont apparus les agents imperméabilisants à base de silicone. Ce type d'agent est particulièrement adapté aux tissus en fibres synthétiques et en laine, et peut également être utilisé pour les tissus en fibres cellulosiques.

Interdiction de l'agent imperméabilisant C8

Le processus de production de l'agent imperméabilisant C8 génère deux sous-produits, le PFOA et le PFOS, dont la nocivité a été progressivement confirmée.

Tableau 1 Procédé de synthèse de l'agent d'imperméabilisation Maison

Quelle que soit la méthode d'électrolyse ou de télomérisation, il est impossible de réduire la teneur en PFOA et PFOS à moins de 1,0 μg/m² après l'ajout de l'agent imperméabilisant C8 au tissu, ce qui implique la nécessité de supprimer cet agent. Le 17 décembre 2006, le Parlement européen et le Conseil des ministres ont adopté conjointement la directive 2006/122/CE relative à la limitation de la vente et de l'utilisation du sulfonate de perfluorooctane. En 2006, l'Agence américaine de protection de l'environnement (EPA) a adressé un ultimatum à huit entreprises chimiques, dont DuPont, leur ordonnant de cesser d'utiliser le perfluorooctanoate (PFOA), composant essentiel du Téflon. DuPont Ceramics a également reçu cet ordre de l'EPA. Plusieurs grands noms de l'industrie, tels que Elastomers Company, Asahi Glass Co., Ltd. (Japon), Ciba Specialty Chemicals (Suisse) et Clariant (Allemagne), ont été concernés.

Agent d'étanchéité C6

Le principal composant de l'imperméabilisant C6 est le copolymère PFHS (méth)acrylique perfluorohexyl éthyl ester, qui ne contient ni PFOA ni PFOS. Il constitue le produit idéal pour remplacer l'imperméabilisant C8. Cependant, plus la chaîne carbonée est courte, moins son effet imperméable et oléofuge est important. Pour obtenir l'efficacité de l'imperméabilisant C8, il est nécessaire d'augmenter le dosage et le coût. De nombreuses marques de vêtements refusent également l'utilisation d'imperméabilisants C6 et n'emploient que des imperméabilisants sans fluor.

Agent imperméabilisant sans fluor

Les agents imperméabilisants sans fluor peuvent être totalement exempts de PFOA et de PFOS, et ne contiennent pas de PFC (composés perfluoroalkylés). Ils sont de plus en plus utilisés par les marques. Cependant, comparés aux agents imperméabilisants fluorés, ils présentent deux inconvénients : premièrement, ils ne sont pas résistants aux huiles ; deuxièmement, le revêtement adhère mal et les fibres ont tendance à glisser.

Demande du marché pour les agents d'étanchéité

L'agent imperméabilisant et anti-salissure Carbone 6 confère aux fibres naturelles, synthétiques et textiles mélangés d'excellentes propriétés d'imperméabilité, d'oléophobie et d'anti-salissure. Il est particulièrement adapté au traitement hydrophobe, oléofuge et anti-salissure du polyester et des textiles mélangés ; il permet d'atteindre une résistance au lavage de 50 % ou plus, sans altérer le style ni la douceur du tissu. Il répond parfaitement aux exigences des applications nécessitant une imperméabilité et une lavabilité particulières, telles que les vêtements de travail, les tentes et les sacs. Les tissus exportés vers l'Europe et les États-Unis sont conformes aux normes en vigueur, notamment en ce qui concerne les substances interdites telles que l'APEO, le PFOA et le PFOS.
Actuellement, les consommateurs ont des exigences de performance de plus en plus élevées en matière de textiles et sont de plus en plus enclins à acheter des textiles fonctionnels, tels que des chaussures de sport Flyknit offrant une excellente imperméabilité, des vestes imperméables, résistantes au froid et chaudes, des vêtements à séchage rapide qui absorbent et évacuent rapidement l'humidité, ainsi que des chaussettes antibactériennes et anti-odeurs, etc.

Pourquoi avons-nous besoin d'imperméabilisation et d'antisalissure ?

Les textiles en fibres synthétiques, comme le polyester, sont très hydrophobes et se chargent facilement d'électricité statique. Ils ont tendance à se salir au quotidien, et les saletés grasses y adhèrent fortement, ce qui les rend difficiles à enlever. Par conséquent, il est essentiel que les textiles soient imperméables et antistatiques, tant pour un usage quotidien que dans certains secteurs industriels spécifiques.

Principe hydrofuge de l'agent d'imperméabilisation

Actuellement, les produits imperméabilisants à base de carbone 8 et de carbone 6 dominent le marché des textiles. L'imperméabilité de ce type d'agent dépend principalement de la longueur de sa chaîne carbonée (c'est-à-dire de sa teneur en fluor). Plus la teneur en fluor est élevée, plus la chaîne carbonée est longue. Plus la chaîne est longue, plus la stabilité intermoléculaire est grande. Cette stabilité accrue renforce la résistance aux taches d'eau et d'huile.
En raison de l'évolution des modes de vie, de la sensibilisation accrue des consommateurs et de la demande croissante de produits haut de gamme, la demande de textiles imperméables est en hausse. Dans le domaine des vêtements de travail notamment, l'imperméabilité revêt une importance grandissante.
Les agents imperméabilisants les plus utilisés sur le marché sont les agents imperméabilisants fluorocarbonés et les agents imperméabilisants sans fluor. Bien que les agents imperméabilisants fluorocarbonés contiennent du PFOA, du POFS et d'autres ingrédients nocifs pour l'environnement et la santé humaine, il n'existe actuellement aucun substitut complet. Par conséquent, les agents de finition imperméabilisants fluorocarbonés restent la norme dans l'industrie textile. Les agents de finition imperméabilisants sans fluor constituent actuellement une alternative aux agents imperméabilisants fluorocarbonés. Bien que sûrs et respectueux de l'environnement, ils ne possèdent pas de propriétés oléofuges ni antisalissures. Il est prévu que les exportations de textiles contenant des fluorocarbones vers des pays comme l'Union européenne soient restreintes à partir de 2020. De ce fait, la production, la recherche et le développement d'agents imperméabilisants sans fluor susciteront un intérêt croissant. Grâce aux progrès technologiques en matière de recherche et développement, les agents imperméabilisants sans fluor pourraient un jour remplacer complètement les agents de finition imperméabilisants fluorocarbonés.
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