Para que roupas funcionais resistam a todas as condições climáticas, é necessário um tratamento químico. No entanto, jaquetas de chuva, calções de banho e outras peças com revestimento que contém PFAS contribuem para a poluição ambiental com os químicos perenes à base de flúor. Substituir este grupo de substâncias não é trivial, pois possuem excelentes propriedades: PFAS são repelentes à água, sujeira e gordura. Por isso, pesquisadores da Empa estão trabalhando em conjunto com parceiros da indústria para desenvolver tecnologias e materiais que permitam a produção sustentável e econômica de têxteis livres de PFAS com as propriedades desejadas. O projeto inovador surgiu da rede Subitex, uma colaboração de longa data entre empresas da associação suíça de têxteis Swiss Textiles e a Empa em St. Gallen. O projeto "EC0Tex", financiado pela Innosuisse, tem como objetivo produzir revestimentos repelentes à água para fios têxteis, utilizando substâncias livres de flúor em um equipamento de revestimento de plasma especialmente desenvolvido. Recentemente, o projeto foi premiado na feira "Techtextil" em Frankfurt am Main com o "Innovation Award" por sustentabilidade e inovação.
Substituição sem remorso
Pilar central do projeto "EC0Tex" é o princípio "Safe and Sustainable by Design" (SSbD). "Na busca por alternativas ao PFAS, é importante não criar substitutos arrependíveis, ou seja, substitutos que posteriormente se revelem tão prejudiciais quanto o químico originalmente usado", diz o pesquisador da Empa Dirk Hegemann, do laboratório de "Advanced Fibers" em St. Gallen. Portanto, a equipe liderada por Dirk Hegemann, Martin Amberg e Patrick Rupper compara, já no início do processo de desenvolvimento, as necessidades da indústria, meio ambiente e sociedade com base em análises de risco e descarta os materiais e tecnologias que não atendem aos critérios desejados de propriedades, sustentabilidade ou economicidade.
Revestimento em profundidade
Juntamente com parceiros da indústria têxtil suíça como Bäumlin & Ernst AG, Lothos KLG e Seilfabrik Ullmann AG, está sendo desenvolvido um novo procedimento de impregnação industrialmente viável através da tecnologia de plasma. Isso porque substâncias livres de PFAS precisarão ser usadas em quantidades muito grandes com técnicas tradicionais para alcançar as propriedades de materiais revestidos com PFAS. O resultado: perda de pontos em economicidade e sustentabilidade, tornando a busca por alternativas viáveis segundo os padrões SSbD um desafio.
No entanto, o novo equipamento de plasma, desenvolvido em conjunto com os pesquisadores da Empa, possibilita a aplicação de revestimentos extremamente finos nas fibras individuais de um fio. "Dessa forma, conseguimos reduzir significativamente a quantidade de produtos químicos utilizados e, ao mesmo tempo, atingir uma impregnação abrangente dos fios", diz Hegemann. Fios produzidos desta forma poderiam ser utilizados diretamente na produção de roupas para atividades ao ar livre e esportes, bem como em cordas, explica o pesquisador.
Na técnica de revestimento induzido por plasma, o plasma é gerado em uma câmara por meio de descarga elétrica de gás. Como isso fornece alta energia a baixa temperatura, os produtos químicos na câmara evaporam e formam espécies reativas que se ligam às fibras individuais de um fio. Normalmente, apenas as fibras mais externas de um tecido podem ser impregnadas desta forma. "Seguimos uma nova abordagem: o novo equipamento de revestimento por plasma gera espécies reativas diferentes que também podem penetrar profundamente na estrutura do fio", explica o pesquisador da Empa Dirk Hegemann. Isso resulta em um revestimento durável e penetrante.
Desafio: Repelência à gordura e sujeira
Como alternativa para os PFAS, os pesquisadores estão agora examinando como compostos organossilícicos podem ser usados para impregnação. A segurança, mesmo com exposição ambiental através de abrasão ou lavagem, deve ser cuidadosamente analisada. As primeiras análises mostram que os compostos organossilícicos formam camadas altamente reticuladas com excelentes propriedades de repelência à água e secagem rápida, superando as impregnações com PFAS em termos de durabilidade.
Atualmente, um desafio ainda é a repelência à gordura e à sujeira que o PFAS proporciona aos tecidos. Mais trabalho é necessário para substituir o PFAS em tecidos como uniformes de segurança, diz Hegemann. O grande grupo de compostos organossilícicos oferece uma variedade de possibilidades aqui. Graças à tecnologia de plasma, agora também há a possibilidade de encontrar novas soluções ajustando as substâncias de partida e as condições de revestimento, adaptando-as às propriedades desejadas dos tecidos - mantendo ao mesmo tempo os princípios de "Safe and Sustainable by Design" sempre em mente.
Contato:
Dr. Dirk Hegemann
Advanced Fibers
Tel. +41 58 765 72 68
dirk.hegemann@empa.ch