Комфорт можно сочетать с экологичностью. Исследователи из Университета штата Северная Каролина утверждают, что мягкие на ощупь, водостойкие и устойчивые к сминанию хлопковые ткани могут не содержать потенциально вредных химических веществ. На ежегодном собрании Американского химического общества (ACS), проходящем на этой неделе в Вашингтоне, они предложили использовать хлопковое масло в качестве экологичной альтернативы формальдегиду и соединениям ПФАС, или так называемым «вечным химикатам».
При производстве хлопка используются формальдегид и ПФАС, которые придают тканям полезные свойства, но вредны для здоровья и окружающей среды.
Исследователи из Университета штата Северная Каролина разработали экологически чистое решение — эпоксидированное хлопковое масло (ECSO), которое получают из побочного продукта хлопководства.
ECSO делает ткани водоотталкивающими и немнущимися без использования вредных химических веществ, при этом являясь экономически эффективным решением.
Как эта технология может изменить будущее текстильной промышленности
Только в Соединённых Штатах ежегодно производится до 7,5 миллионов тюков хлопка, более половины из которых идёт в швейную промышленность. Однако путь от пушистых волокон до удобной рубашки или прочных брюк включает в себя ряд процессов, которые, хотя и делают ткани гладкими, водоотталкивающими и немнущимися, могут быть вредны как для окружающей среды, так и для потребителей.
На протяжении десятилетий для отделки хлопчатобумажных тканей, то есть придания им желаемых свойств, использовались смолы на основе формальдегида. Это вещество эффективно связывается с целлюлозными волокнами, делая ткань устойчивой к сминанию и растяжению. К сожалению, хотя формальдегид недорого и эффективно решает одни проблемы, он также вызывает другие. Он является доказанным канцерогеном, вызывая раздражение кожи и дыхательных путей.
Гидрофобные покрытия, придающие хлопку водоотталкивающие свойства, часто содержат фторированные соединения, известные как ПФАС (пер- и полифторалкильные вещества). Эти так называемые «вечные химикаты» всё чаще выводятся из обращения из-за их стойкости в окружающей среде и потенциального негативного воздействия на здоровье человека.
Группа под руководством профессора Ричарда Вендитти решила найти решение, которое позволило бы исключить формальдегид и ПФАС из процесса обработки хлопка. Ключевым оказалось хлопковое масло – побочный продукт хлопководства, ранее использовавшийся преимущественно в пищевой промышленности и животноводстве.
В лаборатории Университета штата Северная Каролина Тейлор Канипе и её коллеги подвергли хлопковое масло эпоксидированию. Ввведению эпоксидных групп в длинные углеродные цепи масла. Полученное эпоксидированное хлопковое масло (ECSO) обладает способностью образовывать прочные химические связи с целлюлозными волокнами хлопка, а также друг с другом, создавая полимерную сеть.
Ткань становится гидрофобной, то есть водостойкой, а также менее склонной к образованию складок. Важно отметить, что ECSO производится из сырья, уже полученного при производстве хлопка, что делает его не только экологичным, но и экономичным решением.
Подтверждающие испытания
Чтобы подтвердить эффективность нового метода, исследователи провели серию испытаний. С помощью инфракрасной спектроскопии они проверили, действительно ли молекулы ECSO связываются с поверхностью ткани. Затем, используя высокоскоростную камеру, они измерили контактный угол — чем он больше, тем выше водостойкость.
Результаты оказались впечатляющими: в то время как необработанный хлопок мгновенно впитывал воду, ткань, покрытая ECSO, достигала контактного угла до 125 градусов, что свидетельствует о значительном улучшении гидрофобных свойств.
Однако это только начало. Дальнейшие исследования позволят оценить прочность, долговечность и несминаемость тканей, обработанных ECSO. Конечная цель команды — разработать процесс отделки хлопка водной эмульсией ECSO без использования вредных веществ.
«Если нам удастся достичь наших целей, то есть придать хлопку свойства не пачкаться, не сминаться и гидрофобизировать его с помощью процесса на водной основе, то мы получим по-настоящему экологичную технологию отделки тканей, основанную на возобновляемом сырье и не содержащую формальдегида и соединений ПФАС», — подчеркивает профессор Вендитти.
Читайте на тему: Роспись по ткани: азы техники и руководство
