minulý týden jsem slíbil, že se podívám na povrchové úpravy odpuzující půdu a skvrny, abych zjistil, jak je každý aplikován a / nebo formulován. Některé z těchto ochranných známek povrchové úpravy tvrdí dokonalé zelené pověření, takže je důležité, že jsme schopni vyhodnotit své nároky – nebo alespoň znát žargon! Chemie zde, jak jsem řekl v příspěvku z minulého týdne, je hustá. Důležité mít na paměti, o všech těchto povrchových úprav je, že všechny závisí na flurokarbonové chemii, aby byly účinné.
nejstarší vodoodpudivé povrchové úpravy tkanin byly jednoduše povlaky z parafínu nebo vosku – a nakonec se obvykle vymyly. Perfluorochemicals (PFC) jsou jediné chemikálie schopné odpuzovat vodu, olej a jiné kapaliny, které způsobují skvrny. Tkaniny dokončené PFC mají nepřilnavé vlastnosti; tato rodina chemikálií se používá téměř ve všech povrchových úpravách odpuzujících skvrny na současném trhu. Jiné materiály mohou být vyrobeny k provedení některých z těchto funkcí, ale trpí, když jsou vystaveny oleji a jsou podstatně méně odolné.
nejčasnější typ povrchové úpravy odolné vůči skvrnám (pomocí těchto PFC) zabránil pronikání půdy vláknem potažením vlákna. Pro použití na textilii jsou chemikálie spojeny na pojiva (polyuretan nebo akryl), která působí jako lepidlo, které je přilepí k povrchu tkaniny. Gore Tex je jedním z těchto raných povlaků-na tkaninu byl laminován tenký film; další, vyráběný společností 3M Corporation téměř 50 let, je Scotchgard. Scotchgard byl tak populární a stal se tak všudypřítomným, že „Scotchgard“ vstoupil do jazyka jako sloveso. 
chemická látka původně používaná k výrobě Scotchgard a Gore Tex se rozkládá na perfluoroktansulfonát nebo PFOS, umělou látku, která je součástí rodiny perfluorochemikálií. PFOS a PFOA mají řetězce osmi atomů uhlíku; skupina materiálů souvisejících s PFOA a PFOS se nazývá C8 – toto je často označováno jako „chemie C8“.
An na C8 chemistry:
pokud si vzpomínáte z minulého týdne, rodina PFC se skládá z molekul, které mají uhlíkovou páteř, plně obklopenou fluorem. Různí „bratranci“ mají uhlíkové hřbety různých délek: například PFOS nebo C8 má 8 atomů uhlíku, C7 má 7 atd. „Špatné „fluorokarbony (C8 ) a“ dobré “ (C6), které se budu zabývat níže.
C8 – (páteř je tvořena řetězcem 8 atomů uhlíku): pro výrobu dvou mírně odlišných produktů se používají dvě metody:
1) elektrofluorizace: používá elektrolýzu k nahrazení atomů vodíku v molekule atomy fluoru k vytvoření 8 jednotkového řetězce obsahujícího pouze uhlík a fluor. Během tohoto procesu vzniká malé množství PFOS (perfluoroktansulfonát).
2) Telomerizace: chemický ekvivalent výroby sedmikráskového řetězce: vyrábí mini polymery spojením jednotlivých jednotek dohromady v řetězcích. Obvyklým cílem je vyrábět řetězy, které jsou v průměru 8 jednotek dlouhé, ale proces není dokonalý a výsledkem bude rozsah délky řetězu – od 4 jednotek do 14 jednotek na délku. Takže můžete mít C4, C6, C12 atd. Při této metodě se vyrábí malé množství vedlejšího produktu zvaného PFOA (kyselina perfluoroktanová).
C6-tato chemie produkuje vedlejší produkt zvaný PFHA (kyselina perfluorohexanová), který má být 40krát méně bioakumulativní než PFOA. Ale je to také méně účinné, takže k dosažení stejného výsledku musí být použito více chemické látky. Výrobci se snaží ve svých výrobcích najít menší a menší perfluorouhlíkové segmenty a dokonce byl použit C4. Čím menší je fluorokarbon, tím rychleji se rozkládá v prostředí. Bohužel, požadovaný textilní výkon klesá s tím, jak klesá velikost perfluorokarbonu. „C6 je chemicky nejblíže C8, ale neobsahuje PFOA. Rozkládá se v životním prostředí-pozitivní rys-ale nelepí se tak dobře na svrchní oděvy a neodrazuje vodu a olej ani C8, což znamená, že nesplňuje vágní průmyslový standard – stejně jako individuální firemní standardy pro trvanlivost a odpuzování.“
zpět na Scotchgard:
vědci si všimli, že PFOS (fluorocarbon C8) se začal objevovat všude: u ledních medvědů, delfínů, orlů, vody z vodovodu a lidské krve. Stejně tak jeho bratranec C8 PFOA. Tyto dvě umělé perfluorochemikálie (PFOS a PFOA) se v přírodě nerozkládají. Zabíjejí laboratorní krysy ve vyšších dávkách a existují potenciální vazby na tkáňové problémy, vývojové zpoždění a některé formy rakoviny. Níže jsou uvedeny tabulky výsledků, které americká agentura pro ochranu životního prostředí zveřejnila z údajů shromážděných společnostmi 3M a DuPont; někteří lidé mají v krvi více PFOA než odhadované hladiny u zvířat v této studii. Úplný přehled této studie naleznete na webových stránkách pracovní skupiny pro životní prostředí http://www.ewg.org/node/21726.
PFOA a PFOS podle americké EPA:
- jsou velmi perzistentní v životním prostředí.
- se nacházejí na velmi nízkých úrovních jak v životním prostředí, tak v krvi americké populace.
- zůstávají u lidí po velmi dlouhou dobu.
- způsobují vývojové a jiné nežádoucí účinky u laboratorních zvířat.
nakonec společnost 3M ukončila výrobu Scotchgard. Účty se však liší, pokud jde o to, zda 3M dobrovolně vyřadila problematickou chemii C8, nebo byla do ní tlačena EPA poté, co společnost sdílela svá data na konci roku 1999. Ať tak či onak, vyřazování bylo zahájeno v prosinci 2000, ačkoli společnost 3M stále vyrábí malá množství PFOA pro vlastní potřebu v Německu. Společnost 3M, která stále monitoruje chemické závody v Cottage Grove, Decatur a Antverpách v Belgii, trvá na tom, že neexistují žádná rizika pro zaměstnance, kteří s chemickými látkami manipulovali nebo byli vystaveni. Minnesota Public Radio zveřejnila časovou osu milníků ve Scotchgard 3M, ke kterému se dostanete zde.
fáze-out šel bez povšimnutí většina spotřebitelů jako 3M rychle nahradil jiný, méně účinný sprej pro spotřebitele, a začal hledat přeformulované Scotchgard pro kobercové mlýny, oděvy a výrobci čalounění. Pro jeho náhradu, 3M se usadil na perfluorbutansulfonátu, nebo PFBS, čtyřuhlíkový bratranec chemické látky ve staré Scotchgard, jako stavební blok nové generace Scotchgard. Tento nový Scotchgard založený na C4 je zcela bezpečný, říká 3M. Společnost dodává, že úzce spolupracovala s EPA a provedla více než 40 studií, které jsou důvěrné. Ani 3M, ani EPA je neuvolní.
podle 3M výsledky ukazují, že podle federálních pokynů EPA není PFBS toxický a nehromadí se tak, jak to udělala stará chemikálie. Přetrvává v životním prostředí, ale společnost 3M dospěla k závěru, že to není problém, pokud se nehromadí nebo není toxický. PFBS může vstoupit do krevního oběhu lidí a zvířat, ale „je eliminován velmi rychle“ a neškodí na typických velmi nízkých úrovních, řekl Michael Santoro, ředitel 3M pro ochranu životního prostředí, bezpečnost & regulační záležitosti. 3M omezuje prodej na aplikace, kde jsou nízké emise.
3M říká, že přesvědčování spotřebitelů Scotchgard je bezpečné, není jeho výzvou č. 1; spíše je to prostě dostat nový, nový Scotchgard ven. Značka, 3M udržuje, je nelakovaný. „Tato otázka bezpečnosti, kupodivu, se nikdy nezaregistrovala na radarové obrazovce zákazníků,“ řekl Michael Harnetty, viceprezident divize ochranných materiálů 3M.
Scotchgard zůstává silnou značkou: „stále dostáváme opravdu dobré požadavky jako:“ budete Scotchgard tuto látku s teflonem?““řekl Robert Beaty, v. P. prodeje pro syntetickou skupinu, velký dokončovací dům.
další ranou povrchovou úpravou odolnou vůči půdě je Teflon, který byl vyroben společností DuPont. Teflon je založen na chemii C8 a PFOA je vedlejším produktem výroby fluorotelomerů používaných v teflonové chemii.
na webu bylo mnoho informací o 3M, DuPont a těchto dvou produktech, Scotchgard a Teflon. Pracovní skupina pro životní prostředí http://www.ewg.org/ má podrobný popis toho, co nám tyto chemikálie dělají, a také informace o mnoha oblecích, protinávrzích a výzkumných studiích. Společnosti tvrdí, že jejich nové přeformulované produkty jsou zcela bezpečné – a další skupiny, jako je pracovní skupina pro životní prostředí, tento předpoklad zpochybňují.
mimochodem, DuPont i 3M inzerují své výrobky jako „vodní bázi“ – a jsou, ale to není smysl a neřeší kritické problémy. V TerraChoice je „sedm hříchů Greenwashing“ to by bylo považováno za hřích #5: hřích bezvýznamnosti, který je: „environmentální tvrzení, které může být pravdivé, ale je nedůležité nebo neužitečné pro spotřebitele, kteří hledají ekologicky výhodné produkty. „CFC-free“ je běžným příkladem, protože se jedná o časté tvrzení navzdory skutečnosti, že CFC jsou zákonem zakázány.“
v lednu 2006 se americká agentura pro ochranu životního prostředí (EPA) obrátila na osm největších výrobců fluorovaných uhlovodíků a požádala o jejich účast v programu správcovství PFOA 2010/15 a jejich závazek snížit PFOA a související chemikálie globálně v emisích zařízení a obsahu produktu 95 procent do roku 2010 a 100 procent do roku 2015.
výrobci fluoropolymerů zlepšují své procesy a snižují svůj odpad, aby snížili množství použitých materiálů PFOA. Množství PFOA v dokončovacích formulacích je značně sníženo a stále klesá, ale i části na bilion jsou detekovatelné. Dokončovací formulace pokračují v hodnocení nových materiálů, které mohou eliminovat PFOA při zachování výkonu, ale řešení je stále na obzoru. Jeden kritický kus v tomto puzzel je, že PFOA je také produkován nepřímo prostřednictvím postupného rozpadu fluorotelomerů-takže skvrna odolný povrch může být formulován bez detekovatelných množství PFOA ještě produkovat PFOA, když chemikálie začnou rozkládat.
nedávno byla přidána nová dimenze do formulací odolných vůči skvrnám, a to je použití nanotechnologie.
nanotechnologie je definována jako přesná manipulace s jednotlivými atomy a molekulami za účelem vytvoření vrstvených struktur. Ve světě nanověd vykazují běžné materiály v nanoměřítku jedinečné vlastnosti. Základním předpokladem je, že vlastnosti se mohou dramaticky změnit, když je velikost látky snížena na rozsah nanometrů. Například keramika, která je normálně křehká, může být deformovatelná, když se zmenší jejich velikost. V hromadné formě, zlato je inertní, nicméně, jakmile se rozdělí na malé shluky atomů, stane se vysoce reaktivní.
jako každá nová technologie, nanomateriály s sebou nesou potenciál jak pro dobro, tak pro Škodu. Nejvýznamnější obavy se netýkají apokalyptických vizí, ale spíše prozaičtější a pravděpodobnější možnosti, že se některé z těchto nových materiálů mohou ukázat jako nebezpečné pro naše zdraví nebo životní prostředí. Jak uvádí John D. Young a Jan Martel v „Vzestup a pád nanobakterií“, i přirozeně se vyskytující nanočástice mohou mít škodlivý účinek na lidské tělo. Pokud nám přírodní nanočástice mohou uškodit, bylo by moudré pečlivě zvážit možné působení umělých nanomateriálů. Velikost nanočástic také znamená, že mohou snadněji uniknout do životního prostředí a infiltrovat hluboko do vnitřních orgánů, jako jsou plíce a játra. Každý nanomateriál je navíc jedinečný. Ačkoli vědci provedli řadu studií o zdravotních rizicích jednotlivých materiálů, tento scattershot přístup nemůže poskytnout ucelený obraz o nebezpečích-kvantitativní údaje o tom, jaké materiály, v jakých koncentracích, ovlivňují tělo v jakých časových lhůtách.
v důsledku těchto obav, v září 2009, USA EPA oznámila studii o účincích nanomateriálů na zdraví a životní prostředí-krok, který mnozí obhajovali roky. A to se neděje příliš brzy: v USA je k dispozici více než 1000 spotřebních produktů obsahujících nanomateriály a každý den se přidávají další.
a nanotechnologie se používá pro textilie mnoha způsoby: na úrovni vláken i tkanin, což poskytuje mimořádnou škálu textilních výrobků s nano-povolenými vlastnostmi (nejčastěji nanovlákna, nanokompozitní vlákna a nanocoated vlákna) – stejně jako v odolnosti vůči půdě a skvrnám.
pro vědce, kteří se snažili aplikovat nanotechnologie na textilní půdu a odpuzování skvrn, se obrátili, jak je tomu často ve vědě, k přírodě: studovali povrch lotosových listů, které mají neuvěřitelnou schopnost odpuzovat vodu, vědci si všimli, že povrch lotosového listu vypadá hladce, ale je ve skutečnosti drsný a přirozeně odpuzující nečistoty a vodu. Drsný povrch snižuje schopnost vody se šířit. Drobné štěrbiny v povrchu listu zachycují vzduch, což zabraňuje přilnutí kapiček vody ke službě. Když se kapičky valí z povrchu, zachycují částice nečistot ležící v jejich cestě. Pomocí stejného konceptu vědci vyvinuli povrch založený na nanotechnologiích, který tvoří podobnou strukturu na povrchu vláken. Tkaniny lze čistit jednoduchým opláchnutím vodou.
Nano-Tex (www.nano-tex.com) byl první komerčně dostupný povrch odpuzující půdu na bázi nanočástic. Debutoval v prosinci 2000. Dalším odpuzovačem půdy na bázi nanotech je GreenShield (www.greenshieldfinish.com), který debutoval v roce 2007. Obě tyto povrchové úpravy, i když používají nanotechnologie, také zakládají svůj produkt na fluorouhlíkové chemii. Webové stránky Nano-Tex neposkytují mnoho informací o jejich formulaci – v podstatě říkají pouze, že se jedná o novou technologii, která „zásadně transformuje každé vlákno pomocí nanotechnologie“. Nebudete mít mnohem více v cestě technických specifikací z Nano-Tex. GreenShield je mnohem vstřícnější s informacemi o jejich procesu.
v povrchových úpravách GreenShield je základní nanočásticí amorfní oxid křemičitý, inertní materiál, který má dobře zavedené použití v aplikacích zahrnujících přímou lidskou spotřebu a je obecně uznáván jako Bezpečný a schválený úřadem pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) a Agenturou pro ochranu životního prostředí pro takové aplikace. Použití oxidu křemičitého umožňuje GreenShield snížit množství flurokarbonů o faktor 8 nebo více ze všech ostatních povrchových úprav a snižuje celkové chemické zatížení o faktor tří-takže GreenShield povrch, který používá nejmenší množství těchto flurokarbonů.
povrchová úprava GreenShield však získává smíšené hodnocení životního prostředí. Ekologické inteligentní polyesterové tkaniny Victor Innovatix s GreenShield získaly stříbrné hodnocení v programu Cradle to Cradle. Stejná textilie bez povrchové úpravy GreenShield (nebo jakékoli povrchové úpravy) však získala vyšší hodnocení zlata, což odráží riziko toxicity zavedené do výrobku společností GreenShield. Informace o dostupnosti produktu jsou na adrese www.victor-innovatex.com.
PFOA Puzzle-Textile Insights— http://www.textileinsight.com/articles.php?id=37
Bjorhus, Jennifer, „Scotchgard je opět atraktivní“, St. Paul Pioneer Press, 27. května 2003