Lịch sử của các chất chống thấm cho vải dệt

Lịch sử của các chất chống thấm cho vải dệt

Đầu thế kỷ 19, phương pháp chống thấm bằng xà phòng nhôm và nhũ tương parafin xuất hiện. Chất chống thấm này có khả năng đẩy nước tốt, nhưng nhược điểm là không chịu được việc rửa trôi. Vào những năm 1930, các chất chống thấm chuỗi carbon dài xuất hiện. Loại chất chống thấm này có thể phản ứng với các đại phân tử xenlulo để tạo thành ete xenlulo, có đặc tính chống thấm tốt và lâu dài.
Năm 1940, Patnode ở Hoa Kỳ đã được cấp bằng sáng chế, trong đó nêu rõ rằng sau khi xử lý sợi vải bằng dimethyldichlorosilane, vải sẽ có khả năng chống thấm nước tốt. Tuy nhiên, trong quá trình chống thấm nước bằng các chất chống thấm không chứa flo, khí HCl sẽ được giải phóng, gây hại cho sức khỏe con người.
Năm 1945, Elliott và các cộng sự từ Công ty General Electric ở Hoa Kỳ đã ngâm các sợi vải trong dung dịch kiềm và đun nóng chúng với natri metylsilanolat. Loại vải thành phẩm có khả năng chống thấm nước tốt.
Năm 1947, công ty 3M đã phát minh ra PFOA (axit perfluorooctanoic, công thức phân tử: C8HO2F15).
Đầu những năm 1950, công ty Dow Corning của Mỹ đã kết hợp polysiloxane hydro hóa với polydimethylsiloxane (PDMS). Loại vải được xử lý này không chỉ có khả năng chống thấm nước rất tốt mà còn trở nên mềm mại khi chạm vào.
Năm 1951, DuPont bắt đầu mua PFOA từ công ty 3M để sản xuất “Teflon”. Chất chống thấm C8 không chỉ chống thấm nước mà còn chống dầu, không ảnh hưởng đến kiểu dáng của vải dệt, và bắt đầu trở thành chất chống thấm chủ đạo. Sau đó, việc nghiên cứu và ứng dụng các chất chống thấm chứa flo đã được phát triển hơn nữa ở Hoa Kỳ và Nhật Bản.
Vào những năm 1940, DuPont đề xuất một loại chất chống thấm phức hợp, nhưng loại chất chống thấm này có màu xanh lá cây, do đó hạn chế phạm vi sử dụng của nó. Cuối những năm 1940, chất chống thấm gốc silicone xuất hiện. Loại chất chống thấm này đặc biệt thích hợp cho nhiều loại vải sợi tổng hợp và vải len, và cũng có thể được sử dụng cho vải sợi xenluloza.

Cấm sử dụng chất chống thấm C8

Quá trình sản xuất chất chống thấm C8 sẽ tạo ra hai sản phẩm phụ là PFOA và PFOS, và tính độc hại của hai hóa chất này đã dần được khẳng định.

Bảng 1 Quy trình tổng hợp chất chống thấm Trang chủ

Bất kể phương pháp điện phân hay phương pháp telomer hóa, không thể làm cho hàm lượng PFOA và PFOS nhỏ hơn 1,0 μg/m2 sau khi thêm chất chống thấm C8 vào vải, điều này quyết định rằng chất chống thấm C8 phải bị loại bỏ. Ngày 17 tháng 12 năm 2006, Nghị viện Châu Âu và Hội đồng Bộ trưởng đã cùng ban hành Chỉ thị về Hạn chế Bán và Sử dụng Perfluorooctane Sulfonate (2006/122/EC). Năm 2006, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) đã đưa ra tối hậu thư yêu cầu tám công ty hóa chất, trong đó có DuPont, ngừng sử dụng perfluorooctanoate (PFOA), thành phần chính cần thiết để sản xuất Teflon. Cùng với DuPont, DuPont Ceramics cũng nhận được lệnh của EPA. Một số gã khổng lồ nổi tiếng trong ngành như Elastomers Company, Asahi Glass Co., Ltd. của Nhật Bản, Ciba Specialty Chemicals của Thụy Sĩ và Clariant của Đức cũng nằm trong danh sách này.

Chất chống thấm C6

Thành phần chính của chất chống thấm C6 là copolymer este perfluorohexyl ethyl (meth)acrylic (meth)acrylic, không chứa PFOA và PFOS. Đây là sản phẩm lý tưởng nhất để thay thế chất chống thấm C8. Tuy nhiên, chuỗi carbon càng ngắn thì hiệu quả chống thấm nước và chống dầu càng thấp. Để đạt được hiệu quả tương đương với chất chống thấm C8, cần phải tăng liều lượng và chi phí. Ngoài ra, có nhiều thương hiệu quần áo không chấp nhận chất chống thấm C6 và chỉ có thể sử dụng chất chống thấm không chứa flo.

Chất chống thấm không chứa flo

Các chất chống thấm không chứa flo có thể hoàn toàn không chứa PFOA và PFOS, và không chứa PFCS (các hợp chất perfluoroalkyl). Chúng được ngày càng nhiều thương hiệu công nhận. Tuy nhiên, so với các chất chống thấm có chứa flo, chúng có hai nhược điểm: Thứ nhất, không chống dầu; thứ hai, lớp phủ có độ bền kém và các sợi dễ bị trượt.

Nhu cầu thị trường đối với chất chống thấm

Chất chống thấm và chống bám bẩn gốc carbon 6 có thể mang lại cho sợi tự nhiên, sợi tổng hợp và vải pha trộn khả năng chống thấm nước, chống dầu và chống bám bẩn tuyệt vời. Nó cũng đặc biệt thích hợp cho việc xử lý chống thấm nước, chống dầu và chống bám bẩn đối với polyester và vải pha trộn; có thể đạt được khả năng chống giặt lên đến 50% hoặc hơn, và sẽ không ảnh hưởng đến kiểu dáng của vải và cảm giác mềm mại khi gia công. Nó đáp ứng đầy đủ nhu cầu sử dụng trong các lĩnh vực chống thấm đặc biệt có yêu cầu giặt giũ như quần áo công nghiệp đặc biệt, lều và túi xách; vải xuất khẩu sang châu Âu và Hoa Kỳ tuân thủ các tiêu chuẩn liên quan, chẳng hạn như APEO, PFOA, PFOS và các chất bị cấm khác.
Hiện nay, người tiêu dùng có yêu cầu ngày càng cao đối với các sản phẩm dệt may, và ngày càng có xu hướng mua các sản phẩm dệt may đa chức năng, chẳng hạn như giày thể thao dệt kim thoáng khí có khả năng chống thấm nước tuyệt vời, áo khoác có đặc tính chống thấm nước, chống lạnh, giữ ấm, v.v., quần áo nhanh khô có khả năng thấm hút và thoát ẩm nhanh chóng, cũng như tất kháng khuẩn và khử mùi, v.v.

Tại sao chúng ta cần chống thấm nước và chống bám bẩn?

Các loại vải làm từ sợi tổng hợp như polyester có tính kỵ nước cao và dễ bị tích điện tĩnh. Chúng dễ bám bẩn trong quá trình sử dụng hàng ngày, và bụi bẩn dầu mỡ cũng sẽ bám chặt vào vải, khiến việc loại bỏ và làm sạch trở nên khó khăn. Do đó, việc vải có khả năng chống thấm nước bền bỉ và chống tĩnh điện là rất quan trọng trong cuộc sống hàng ngày và một số ngành công nghiệp đặc thù.

Nguyên lý chống thấm của chất chống thấm

Hiện nay, thị trường chất chống thấm chủ đạo cho hàng dệt may là các sản phẩm fluorocarbon cacbon 8 và cacbon 6. Khả năng chống thấm của loại chất chống thấm này chủ yếu phụ thuộc vào chiều dài chuỗi cacbon (tức là hàm lượng florua). Hàm lượng florua càng cao thì chuỗi cacbon càng dài. Chuỗi cacbon càng dài thì độ bền giữa các phân tử càng lớn. Khi độ bền càng cao, khả năng chống lại các vết bẩn do nước và dầu từ bên ngoài cũng tăng lên.
Do sự thay đổi lối sống, nhận thức ngày càng cao của người tiêu dùng và nhu cầu về sản phẩm cao cấp, nhu cầu về vải chống thấm nước đang tăng lên. Đặc biệt trong lĩnh vực quần áo bảo hộ lao động, chức năng chống thấm nước ngày càng trở nên quan trọng.
Các chất chống thấm được sử dụng rộng rãi trên thị trường hiện nay là chất chống thấm gốc fluorocarbon và chất chống thấm không chứa flo. Mặc dù chất chống thấm fluorocarbon chứa PFOA, POFS và các thành phần khác gây hại cho môi trường và sức khỏe con người, hiện nay vẫn chưa có sản phẩm thay thế hoàn toàn cho chất chống thấm fluorocarbon. Do đó, hiện tại, chất chống thấm fluorocarbon vẫn là “lực lượng chủ đạo” trong ngành chống thấm dệt may. Chất chống thấm không chứa flo hiện đang là một lựa chọn thay thế cho chất chống thấm fluorocarbon. Mặc dù an toàn và thân thiện với môi trường, nhưng chúng không có tác dụng chống dầu và chống bám bẩn. Có thông tin cho rằng hàng dệt chứa fluorocarbon sẽ bị hạn chế xuất khẩu sang các nước như Liên minh Châu Âu vào năm 2020. Khi đó, việc sản xuất và nghiên cứu phát triển chất chống thấm không chứa flo sẽ nhận được nhiều sự quan tâm hơn. Với sự cải tiến của công nghệ nghiên cứu và phát triển, chất chống thấm không chứa flo có thể sẽ trở thành sản phẩm thay thế hoàn toàn chất chống thấm fluorocarbon.
Công ty TNHH Công nghệ Polymer LeMan (LeMan) chuyên về phụ trợ dệt may ra mắt sản phẩm chất chống thấm không chứa flo thân thiện với môi trường. Đây là lựa chọn hoàn hảo để hoàn thiện các kiểu vải cao cấp! Để biết thêm chi tiết về yêu cầu cảm nhận, vui lòng liên hệ với các kỹ sư kỹ thuật của nhà máy chúng tôi để được tùy chỉnh.