Die Situation
Das Eigenschaftsprofil von textilen Materialien kann durch gezielte Oberflächenausrüstung kontrolliert werden, wobei gerade dem Feuchtemanagement und dem Tragekomfort eine zentrale Bedeutung zukommt. Textilien aus synthetischen aromatischen Fasern, wie Polyaramide und Polyester, weisen aufgrund des hydrophoben Charakters ein schlechtes Feuchtemanagement auf. Besonders im Bekleidungsbereich ist dies von Nachteil, da vom Körper abgegebene Feuchtigkeit nicht aufgenommen werden kann.
Das Projekt
Materialforscher am DWI - Leibniz-Institut haben eine wasserbasierte Hydrophilausrüstung für Aramid entwickelt, die auf hydrophilen 6-Arm Sternpolymeren mit adhäsiven Catecholendgruppen basiert. Die im Projekt Feuchtemanagement durch Hydrogelbeschichtungen erzielten Ergebnisse zur Herstellung und Charakterisierung der sPEG-Cat Polymere und zur supramolekularen Netzwerkbildung und Selbstheilung im Gelzustand erfüllen die Voraussetzungen für die Schaffung einer neuen innovativen, technologischen Lösung zur dauerhaften wasserbasierten und damit umweltfreundlichen Ausrüstung. Supramolekulare Koordinationsnetzwerke wurden mit Eisen-, und Aluminiumchlorid erhalten.
Die Selbstheilungsfähigkeit der so hergestellten Gele konnte erfolgreich nachgewiesen werden. Die dauerhafte, kovalente Vernetzung der adhäsiven Sternpolymere gelang mit Natriumperiodat und führte zu sehr hydrophilen Netzwerken. Es wurden hohe Wasseranteile im Gel von mehr als 90 % bestimmt. Ferner gelang es, unter rein wässrigen Bedingungen in einem zweistufigen Applikationsprozess eine Polymerbeschichtung auf Aramid zu erreichen.
Im IGF-Projekt konnte zugleich die gute Fähigkeit der ausgerüsteten Gewebe zur Feuchtigkeitsaufnahme und -abgabe nachgewiesen werden. Eine Feuchteaufnahme bis zu mehr als 30 % bei 95 % rel. Luftfeuchte im ungewaschenen Zustand übertraf eine unbehandelte Referenz um ein Vielfaches.
Anwendungsmöglichkeiten umfassen neben der Aramidbeschichtung auch die Übertragung der Catechol-basierten Haftung auf andere Faser-/Gewebearten und die Nutzung der entwickelten Anbindungschemie für die Entwicklung neuer Textilhilfsmittel mit weiteren Ausrüstungsschwerpunkten.
Der Nutzen für den Mittelstand
Die überwiegend klein- und mittelständisch geprägte Textilveredlungsindustrie kann von dieser Entwicklung profitieren. Insbesondere die Möglichkeit zur Selbstheilung der Beschichtung und die einfache Prozessführung aus rein wässriger Lösung machen es aussichtsreich, eine mögliche Reduzierung der Hilfsmittelpalette zu erreichen und lösungsmittelhaltige Hilfsmittel und Prozesse langfristig substituieren zu können.
Die Catechol-basierte Anbindungschemie kann leicht auf andere Faser-/Gewebearten übertragen werden, insbesondere auf solche, die aufgrund ihrer spezifischen Fasereigenschaften als Beschichtungsuntergrund weit weniger herausfordernd sind, als Aramide. Dies schafft ein grundsätzliches Wertschöpfungspotenzial, das über den Bereich der hydrophilisierenden Aramidbeschichtung für technische Textilien hinausgeht.
Ansprechpartner
Jens Köhler
koehler@dwi.rwth-aachen.de
+49 241 80 26442
Fördergeber
Finanzielle Förderung über das Forschungskuratorium Textil als Mitglied der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungseinrichtungen (AiF) aus Haushaltsmitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Programms zur Förderung der "Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)" 18994 N.