La storia degli agenti impermeabilizzanti per tessuti

La storia degli agenti impermeabilizzanti per tessuti

All'inizio del XIX secolo, comparvero le finiture impermeabilizzanti a base di sapone di alluminio ed emulsione di paraffina. Questo agente impermeabilizzante presentava una buona idrorepellenza, ma lo svantaggio era la sua resistenza al lavaggio. Negli anni '30, fecero la loro comparsa gli agenti impermeabilizzanti a catena lunga di carbonio. Questo tipo di agente impermeabilizzante è in grado di reagire con le macromolecole di cellulosa per formare etere di cellulosa, che possiede buone e durature proprietà impermeabilizzanti.
Nel 1940, la Patnode negli Stati Uniti rilasciò un brevetto affermando che, dopo aver trattato le fibre del tessuto con dimetildiclorosilano, il tessuto avrebbe acquisito una buona impermeabilità. Tuttavia, durante il processo di impermeabilizzazione con agenti impermeabilizzanti privi di fluoro, viene rilasciato gas HCl, dannoso per la salute umana.
Nel 1945, Elliott e altri colleghi della General Electric Company negli Stati Uniti immersero delle fibre di tessuto in una soluzione acquosa alcalina e le riscaldarono con metilsilanolato di sodio. Il tessuto così ottenuto presentava buone proprietà impermeabilizzanti.
Nel 1947, la società 3M inventò il PFOA (acido perfluorottanoico, formula molecolare: C8HO2F15).
Nei primi anni '50, l'azienda americana Dow Corning combinò il polisilossano idrogenato con il polidimetilsilossano (PDMS). Il tessuto così ottenuto non solo presentava un'ottima impermeabilità, ma risultava anche morbido al tatto.
Nel 1951, la DuPont iniziò ad acquistare PFOA dalla 3M Company per produrre il "Teflon". L'agente impermeabilizzante C8 non era solo impermeabile, ma anche resistente all'olio, senza alterare lo stile dei tessuti, e iniziò a diventare lo standard per gli agenti impermeabilizzanti. Successivamente, la ricerca e l'applicazione di agenti impermeabilizzanti contenenti fluoro furono ulteriormente sviluppate negli Stati Uniti e in Giappone.
Negli anni '40, la DuPont propose un agente impermeabilizzante complesso, ma questo tipo di agente era di colore verde, il che ne limitava il campo di applicazione. Alla fine degli anni '40, fecero la loro comparsa gli agenti impermeabilizzanti siliconici. Questo tipo di agente impermeabilizzante è particolarmente adatto a vari tessuti in fibra sintetica e lana, e può essere utilizzato anche per tessuti in fibra di cellulosa.

Divieto dell'agente impermeabilizzante C8

Il processo di produzione dell'agente impermeabilizzante C8 genera due sottoprodotti, PFOA e PFOS, la cui nocività è stata progressivamente confermata.

Tabella 1 Processo di sintesi 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'agente impermeabilizzante C8 al tessuto, il che determina la necessità di eliminare quest'ultimo. 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 solfonato (2006/122/CE). Nel 2006, l'Agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti (EPA) ha emesso un ultimatum che imponeva a otto aziende chimiche, tra cui DuPont, di interrompere l'uso del perfluorottanoato (PFOA), l'ingrediente principale necessario per la produzione del Teflon. Insieme a DuPont, anche DuPont Ceramics ha ricevuto l'ordine dall'EPA. Tra i vari colossi del settore figurano Elastomers Company, Asahi Glass Co., Ltd. del Giappone, Ciba Specialty Chemicals della Svizzera e Clariant della Germania.

Agente impermeabilizzante C6

Il componente principale dell'agente impermeabilizzante C6 è il copolimero di estere etilico perfluoroesilico (PFHS) (met)acrilico, 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 l'effetto impermeabilizzante e oleorepellente. Per ottenere lo stesso effetto dell'agente impermeabilizzante C8, è necessario aumentarne il dosaggio e, di conseguenza, il costo. Esistono inoltre molti marchi di abbigliamento che non accettano agenti impermeabilizzanti C6 e possono utilizzare solo agenti impermeabilizzanti privi di fluoro.

Agente impermeabilizzante senza fluoro

Gli agenti impermeabilizzanti senza fluoro possono essere completamente privi di PFOA e PFOS e non contengono PFCS (composti perfluoroalchilici). Sono riconosciuti da un numero sempre maggiore di marchi. Tuttavia, rispetto agli agenti impermeabilizzanti contenenti fluoro, presentano due svantaggi: in primo luogo, non sono resistenti agli oli; in secondo luogo, il rivestimento ha una scarsa solidità e le fibre tendono a scivolare.

Domanda di mercato di agenti impermeabilizzanti

L'agente impermeabilizzante e antimacchia Carbon Six conferisce a fibre naturali, sintetiche e tessuti misti eccellenti proprietà impermeabili, oleorepellenti e antimacchia. È particolarmente indicato per il trattamento idrofobico, oleorepellente e antimacchia di poliestere e tessuti misti; può raggiungere una resistenza al lavaggio del 50% o più, senza alterare lo stile del tessuto e la sua morbidezza al tatto. Soddisfa pienamente le esigenze di applicazioni speciali in settori impermeabili e lavabili, come abbigliamento industriale speciale, tende e borse; i tessuti esportati in Europa e negli Stati Uniti sono conformi alle normative vigenti, 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 tessuto Flyknit con eccellenti proprietà impermeabili, giacche con caratteristiche di impermeabilità, protezione dal freddo e calore, abbigliamento ad asciugatura rapida che assorbe e allontana velocemente l'umidità, nonché calze antibatteriche e antiodore, ecc.

Perché abbiamo bisogno di impermeabilizzazione e antivegetativa?

I tessuti realizzati con fibre sintetiche come il poliestere sono altamente idrofobici e si caricano facilmente di elettricità statica. Tendono ad accumulare sporco durante l'uso quotidiano, e lo sporco oleoso aderisce tenacemente ai tessuti, rendendone difficile la rimozione e la pulizia. Pertanto, è molto importante che i tessuti possiedano proprietà impermeabili e antistatiche durature, sia nella vita di tutti i giorni che in alcuni settori specifici.

Principio idrorepellente dell'agente impermeabilizzante

Attualmente, il mercato principale per l'impermeabilizzazione dei tessuti si basa su prodotti a base di fluorocarburi al carbonio 8 e carbonio 6. Le prestazioni di impermeabilizzazione di questo tipo di agente dipendono principalmente dalla lunghezza della sua catena di carbonio (ovvero, dal contenuto di fluoro). Maggiore è la quantità di fluoro presente nella catena di carbonio, più lunga sarà la catena stessa. Una catena di carbonio più lunga garantisce una maggiore stabilità tra le molecole. Di conseguenza, aumenta anche la capacità di resistere alle macchie d'acqua e d'olio provenienti dall'esterno.
A causa dei cambiamenti negli stili di vita, della crescente consapevolezza dei consumatori e della domanda di prodotti di fascia alta, la richiesta di tessuti impermeabili è in aumento. In particolare, nel settore dell'abbigliamento da lavoro, le caratteristiche di impermeabilità stanno diventando sempre più importanti.
Gli agenti impermeabilizzanti più diffusi sul mercato sono quelli a base di fluorocarburi e quelli privi di fluoro. Sebbene gli agenti impermeabilizzanti a base di fluorocarburi contengano PFOA, POFS e altri ingredienti dannosi per l'ambiente e la salute umana, al momento non esiste un sostituto completo. Pertanto, gli agenti impermeabilizzanti a base di fluorocarburi rimangono la soluzione dominante nel settore dell'impermeabilizzazione tessile. Gli agenti impermeabilizzanti privi di fluoro rappresentano attualmente un'alternativa a quelli a base di fluorocarburi. Pur essendo sicuri ed ecocompatibili, non offrono proprietà antimacchia e anti-olio. È stato annunciato che nel 2020 l'esportazione di tessuti contenenti fluorocarburi verso paesi come l'Unione Europea sarà soggetta a restrizioni. Di conseguenza, la produzione e la ricerca e sviluppo di agenti impermeabilizzanti privi di fluoro riceveranno sempre maggiore attenzione. Con il miglioramento delle tecnologie di ricerca e sviluppo, gli agenti impermeabilizzanti privi di fluoro potrebbero diventare un prodotto in grado di sostituire completamente gli agenti impermeabilizzanti a base di fluorocarburi.
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