i sidste uge lovede jeg at se på jord-og pletafvisende finish for at se, hvordan hver anvendes og/eller formuleres. Nogle af disse varemærkebeskyttede finish hævder upåklagelige grønne legitimationsoplysninger, så det er vigtigt, at vi er i stand til at evaluere deres krav – eller i det mindste kende jargonen! Kemien her, som jeg sagde i sidste uges indlæg, er tæt. Den vigtige ting at huske om alle disse finish er, at de alle er afhængige af flurocarbonbaseret kemi for at være effektive.
de ældste vandafvisende overflader til stoffer var simpelthen belægninger af paraffin eller voks – og de skyllede generelt ud til sidst. Perfluorkemikalier (PFC’ er) er de eneste kemikalier, der er i stand til at afvise vand, olie og andre væsker, der forårsager pletter. Stoffer færdig med PFC ‘ er har nonstick egenskaber; denne familie af kemikalier anvendes i næsten alle pletafvisende finish på markedet i dag. Andre materialer kan fremstilles til at udføre nogle af disse funktioner, men lider, når de udsættes for olie og er betydeligt mindre holdbare.
den tidligste type pletbestandig finish (ved hjælp af disse PFC ‘ er) forhindrede jorden i at trænge ind i fiberen ved at belægge fiberen. Til brug på et Tekstil forbindes kemikalierne på bindemidler (polyurethan eller akryl), der fungerer som en lim for at klæbe dem fast på stoffets overflade. En tynd film blev lamineret på stoffet; en anden, fremstillet af 3M Corporation i næsten 50 år, er Scotchgard. Scotchgard var så populær og blev så allestedsnærværende, at “Scotchgard” kom ind på sproget som et verb. 
det kemikalie, der oprindeligt blev brugt til at fremstille Scotchgard og Gore, nedbrydes til perfluorooctansulfonat, eller PFOS, et menneskeskabt stof, der er en del af familien af perfluorkemikalier. PFOS og PFOA har kæder med otte carbonatomer; gruppen af materialer relateret til PFOA og PFOS kaldes C8 – dette kaldes ofte “C8 Kemi”.
en side om C8 Kemi:
hvis du husker fra sidste uges indlæg, består PFC-familien af molekyler med en kulstofrygrad, fuldt omgivet af fluor. Forskellige” fætre ” har carbon backbones af forskellig længde: PFOS eller C8 har for eksempel 8 carbonatomer, C7 har 7 og så videre. Der er kontroverser i dag om de såkaldte “dårlige” fluorcarboner (C8 ) og de “gode” (C6), som jeg vil adressere nedenfor.
C8 – (rygraden er lavet af en kæde af 8 carbonatomer): to metoder anvendes til fremstilling af to lidt forskellige produkter:
1) elektrofluorering: bruger elektrolyse til at erstatte hydrogenatomer i et molekyle med fluoratomer for at skabe 8 enhedskæden, der kun indeholder kulstof og fluor. En lille mængde PFOS (perfluorooctansulfonat) dannes under denne proces.
2) Telomerisering: kemisk ækvivalent til fremstilling af en daisy chain: producerer mini polymerer ved at forbinde enkelte enheder sammen i kæder. Det sædvanlige mål er at producere kæder, der i gennemsnit er 8 enheder lange, men processen er ikke perfekt, og en række kædelængder vil resultere – fra 4 enheder til 14 enheder i længden. Så du kan have en C4, C6, C12 osv. I denne metode produceres en lille mængde biprodukt kaldet PFOA (perfluorooctansyre).
C6 – denne kemi producerer et biprodukt kaldet PFHA (perfluoroheksansyre), som formodes at være 40 gange mindre bioakkumulerende end PFOA. Men det er også mindre effektivt, så mere af kemikaliet skal bruges til at opnå det samme resultat. Producenter forsøger at finde mindre og mindre perfluorcarbonsegmenter i deres produkter, og endda C4 er blevet brugt. Jo mindre fluorcarbon, jo hurtigere nedbrydes det i miljøet. Unfortunatley, den ønskede Tekstil ydeevne går ned som størrelsen af perfluorcarbon går ned. “C6 er tættest kemisk på C8, men den indeholder ingen PFOA. Det bryder sammen i miljøet-et positivt træk-men det klæber ikke så godt til overtøj, og det afviser ikke vand og olie såvel som C8, hvilket betyder, at det ikke opfylder en vag industristandard, såvel som individuelle virksomhedsstandarder for holdbarhed og afstødningsevne.”
tilbage til Scotchgard:
forskere bemærkede, at PFOS (C8 fluorcarbon) begyndte at dukke op overalt: hos isbjørne, delfiner, ørne, vand fra hanen og menneskeblod. Det gjorde også sin C8-fætter PFOA. Disse to menneskeskabte perfluorkemikalier (PFOS og PFOA) nedbrydes ikke i naturen. De dræber laboratorierotter ved højere doser, og der er potentielle forbindelser til vævsproblemer, udviklingsforsinkelser og nogle former for kræft. Nedenfor er tabeller over resultater, som US Environmental Protection Agency frigivet fra data indsamlet af 3M og DuPont; nogle mennesker har mere PFOA i deres blod end de anslåede niveauer hos dyr i denne undersøgelse. For en fuldstændig gennemgang af denne undersøgelse, se Miljøarbejdsgruppens hjemmeside, http://www.ewg.org/node/21726.
PFOA og PFOS, ifølge den amerikanske EPA:
- er meget vedholdende i miljøet.
- findes på meget lave niveauer både i miljøet og i blodet af den amerikanske befolkning.
- forbliver i mennesker i meget lang tid.
- forårsager udviklingsmæssige og andre bivirkninger hos forsøgsdyr.
til sidst ophørte 3M Scotchgard-produktionen. Alligevel er der forskellige konti om, hvorvidt 3M frivilligt udfasede den problematiske C8-kemi eller blev presset ind i den af EPA, efter at virksomheden delte sine data i slutningen af 1999. Uanset hvad blev udfasningen påbegyndt i December 2000, selvom 3M stadig fremstiller små mængder PFOA til eget brug i Tyskland. 3M, der stadig overvåger kemiske anlæg i Cottage Grove, Decatur og Belgien, insisterer på, at der ikke er nogen risici for medarbejdere, der håndterede eller blev udsat for kemikalierne. Minnesota Public Radio offentliggjorde en tidslinje for milepæle i 3m ‘ s Scotchgard, som kan fås her.
udfasningen blev ubemærket af de fleste forbrugere, da 3M hurtigt erstattede en anden, mindre effektiv spray til forbrugerne og begyndte at lede efter en omformuleret Scotchgard til tæppefabrikker, tøj-og polstringproducenter. For sin erstatning, 3M afgjort på perfluorobutan sulfonat, eller PFBS, en fire-carbon fætter af kemikaliet i den gamle Scotchgard, som byggesten for Scotchgards nye generation. Denne nye C4-baserede Scotchgard er helt sikker, siger 3M. Virksomheden tilføjer, at det har arbejdet tæt sammen med EPA og har udført mere end 40 undersøgelser, som er fortrolige. Hverken 3M eller EPA vil frigive dem.
ifølge 3M viser resultaterne, at pfbs under føderale EPA-retningslinjer ikke er giftige og ikke akkumulerer den måde, det gamle kemikalie gjorde. Det vedvarer i miljøet, men 3M konkluderede, at det ikke er et problem, hvis det ikke akkumuleres eller giftigt. PFBS kan komme ind i blodbanen af mennesker og dyr, men “det er elimineret meget hurtigt” og gør ingen skade på typiske meget lave niveauer, sagde Michael Santoro, 3M ‘ s direktør for Environmental Health, Safety & Regulatory Affairs. 3M begrænser salget til applikationer, hvor emissionerne er lave.
3M siger overbevisende forbrugere Scotchgard er sikkert er ikke sin No. 1 udfordring; snarere er det simpelthen at få den nye, nye Scotchgard ud. Mærket, 3M fastholder, er usminket. “Dette spørgsmål om sikkerhed, mærkeligt nok, blev aldrig registreret på kundernes radarskærm,” sagde Michael harnetty, vicepræsident for 3MS afdeling for beskyttelsesmaterialer.
Scotchgard forbliver et stærkt brand: “vi får stadig rigtig gode anmodninger som: ‘vil du Scotchgard dette stof med Teflon?””sagde Robert Beaty, V. P. For salg for den syntetiske gruppe, et stort efterbehandlingshus.
en anden tidlig jordbestandig finish er Teflon, som blev produceret af DuPont. Teflon er baseret på C8 Kemi, og PFOA er et biprodukt af fremstillingen af fluorotelomerer anvendt i Teflon Kemi.
der har været en masse information om 3M, DuPont og disse to produkter, Scotchgard og Teflon, på nettet. Miljøarbejdsgruppen http://www.ewg.org/ har detaljerede beskrivelser af, hvad disse kemikalier gør ved os, samt oplysninger om de mange dragter, kontradragter og forskningsundersøgelser. Virksomhederne siger, at deres nye omformulerede produkter er helt sikre – og andre grupper som Miljøarbejdsgruppen sætter spørgsmålstegn ved denne antagelse.
forresten annoncerer både DuPont og 3M deres produkter som “vandbaserede” – og det er de, men det er ikke meningen og løser ikke de kritiske problemer. I TerraChoice ‘ s “Seven Sins of Greenvask” ville dette blive betragtet som Sin # 5: The Sin of irrelevance, som er: “en miljømæssig påstand, der kan være sandfærdig, men er ubetydelig eller uhensigtsmæssig for forbrugere, der søger miljømæssigt foretrukne produkter. ‘CFC-fri’ er et almindeligt eksempel, da det er en hyppig påstand på trods af, at CFC ‘ er er forbudt ved lov.”
i januar 2006 henvendte US Environmental Protection Agency (EPA) sig til de otte største fluorcarbonproducenter og anmodede om deres deltagelse i 2010/15 PFOA-Forvaltningsprogrammet og deres forpligtelse til at reducere PFOA og relaterede kemikalier globalt i både anlæggets Emissioner og produktindhold 95 procent inden 2010 og 100 procent inden 2015.
fluoropolymerproducenterne forbedrer deres processer og reducerer deres affald for at reducere mængden af anvendte PFOA-materialer. Mængden af PFOA i efterbehandlingsformuleringer er stærkt formindsket og fortsætter med at falde, men selv dele pr. Efterbehandlingsformulatorer fortsætter med at evaluere nye materialer, der kan eliminere PFOA, samtidig med at ydeevnen opretholdes, men en løsning er stadig over horisonten. Et kritisk stykke i dette puslespil er, at PFOA også produceres indirekte gennem den gradvise nedbrydning af fluorotelomerer – så en pletbestandig finish kan formuleres uden påviselige mængder PFOA, men alligevel producerer PFOA, når kemikalierne begynder at nedbrydes.
for nylig blev der tilføjet en ny dimension til pletbestandige formuleringer, og det er brugen af nanoteknologi.
nanoteknologi defineres som den præcise manipulation af individuelle atomer og molekyler for at skabe lagdelte strukturer. I nanovidenskabens verden viser almindelige materialer unikke egenskaber på nanoskalaen. Den grundlæggende forudsætning er, at egenskaber kan ændre sig dramatisk, når et stofs størrelse reduceres til nanometerområdet. For eksempel kan keramik, der normalt er sprød, deformeres, når deres størrelse reduceres. I bulkform er guld inert, men når det først er opdelt i små klynger af atomer, bliver det meget reaktivt.
som enhver ny teknologi har nanomaterialer potentiale både for godt og for skade. De mest fremtrædende bekymringer vedrører ikke apokalyptiske visioner, men snarere den mere prosaiske og sandsynlige mulighed for, at nogle af disse nye materialer kan vise sig at være farlige for vores helbred eller miljøet. Som John D. Young og Jan Martel rapporterer i” stigningen og faldet af Nanobakterier”, kan selv naturligt forekommende nanopartikler have en skadelig virkning på menneskekroppen. Hvis naturlige nanopartikler kan skade os, ville vi være kloge at nøje overveje de mulige handlinger af konstruerede nanomaterialer. Størrelsen af nanopartikler betyder også, at de lettere kan flygte ud i miljøet og infiltrere dybt ind i indre organer som lunger og lever. Tilføjelse til bekymringen er hvert nanomateriale unikt. Selvom forskere har gennemført en række undersøgelser af sundhedsrisikoen ved individuelle materialer, Denne scattershot—tilgang kan ikke give et omfattende billede af farerne-kvantitative data om, hvilke materialer, i hvilke koncentrationer, påvirker kroppen over hvilke tidsskalaer.
som et resultat af disse bekymringer, i September, 2009, USA. EPA annoncerede en undersøgelse af nanomaterialers sundheds – og miljøeffekter-et skridt, som mange havde fortaler for i årevis. Og det sker ikke for tidligt: mere end 1.000 forbrugerprodukter, der indeholder nanomaterialer, er tilgængelige i USA, og flere tilføjes hver dag.
og nanoteknologi er blevet brugt til tekstiler på mange måder: på fiber såvel som stofniveau, hvilket giver et ekstraordinært udvalg af nanoaktiverede tekstilprodukter (oftest nanofibre, nanokompositfibre og nanocoated fibre)-såvel som i jord – og pletbestandighed.
for forskere, der forsøgte at anvende nanoteknologi på tekstiljord og pletafvisning, vendte de, som det ofte er tilfældet i videnskaben, til naturen: at studere overfladen på lotusblade, som har en utrolig evne til at afvise vand, bemærkede forskere, at overfladen på lotusbladet ser glat ud, men faktisk er ru og naturligt snavs og vandafvisende. Den ru overflade reducerer vandets evne til at sprede sig. Små sprækker i bladets overflade fanger luft, hvilket forhindrer vanddråberne i at klæbe til tjenesten. Når dråber ruller af overfladen, samler de snavspartikler, der ligger i deres vej. Ved hjælp af det samme koncept udviklede forskere en nanoteknologibaseret finish, der danner en lignende struktur på fiberoverfladen. Stoffer kan rengøres ved blot at skylle med vand.
Nanotekst (www.nano-tex.com) var den første kommercielt tilgængelige nanopartikelbaserede jordafvisende stoffinish. Det debuterede i December 2000. Et andet nanotechbaseret jordafvisende middel er GreenShield (www.greenshieldfinish.com) som debuterede i 2007. Begge disse finish, selvom de bruger nanoteknologi, baserer også deres produkt på fluorcarbonkemi. Nano-Teks hjemmeside giver ikke meget information om deres formulering – dybest set siger de kun, at det er en ny teknologi, der “fundamentalt omdanner hver fiber gennem nanoteknologi”. Du får ikke meget mere i vejen for tekniske specifikationer ud af Nano-Teks. GreenShield er meget mere kommende med information om deres proces.
i GreenShield-finishen er den grundlæggende nanopartikel Amorf silica, et inert materiale, der har en veletableret anvendelse i applikationer, der involverer direkte konsum, og er generelt anerkendt som sikkert og godkendt af Food and Drug Administration (FDA) og Environmental Protection Agency til sådanne applikationer. Anvendelsen af silica gør det muligt for GreenShield at reducere mængden af flurocarboner med en faktor på 8 eller mere fra alle andre overflader, og det reducerer den samlede kemiske belastning med en faktor på tre – hvilket gør GreenShield til den finish, der bruger den mindste mængde af disse flurocarboner.
GreenShield-finishen får dog blandede miljøvurderinger. Victor Innovatiks Eco intelligente polyesterstoffer med GreenShield fik en Sølvvurdering i Cradle to Cradle-programmet. Det samme Tekstil uden GreenShield-finish (eller en hvilken som helst finish) fik imidlertid en højere guldvurdering, hvilket afspejler risikoen for toksicitet, som GreenShield introducerede produktet. Oplysninger om produkttilgængelighed er på www.victor-innovatex.com.
PFOA puslespil-Tekstilindsigt— http://www.textileinsight.com/articles.php?id=37
Bjorhus, Jennifer, “Scotchgard er attraktiv igen”, St. Paul Pioneer Press, 27. maj 2003