săptămâna trecută am promis să arunc o privire asupra finisajelor de respingere a solului și a petelor pentru a vedea cum este aplicat și/sau formulat fiecare. Unele dintre aceste finisaje mărci comerciale pretind acreditări verzi impecabile, deci este important să putem evalua revendicările lor – sau cel puțin să cunoaștem jargonul! Chimia de aici, așa cum am spus în postarea de săptămâna trecută, este densă. Cel mai important lucru de reținut despre toate aceste finisaje este că toate depind de chimia pe bază de flurocarbon pentru a fi eficiente.
cele mai vechi finisaje hidrofuge pentru țesături au fost pur și simplu acoperiri de parafină sau ceară – și, în general, s-au spălat în cele din urmă. Perfluorochimicalele (PFC) sunt singurele substanțe chimice capabile să respingă apa, uleiul și alte lichide care provoacă pete. Țesăturile finisate cu PFC au proprietăți antiaderente; această familie de substanțe chimice este utilizată în aproape toate finisajele de respingere a petelor de pe piață astăzi. Alte materiale pot fi făcute pentru a îndeplini unele dintre aceste funcții, dar suferă atunci când sunt supuse uleiului și sunt considerabil mai puțin durabile.
cel mai vechi tip de finisaj rezistent la pete (folosind aceste PFC) a împiedicat pătrunderea solului în fibră prin acoperirea fibrei. Pentru utilizarea pe un material textil, substanțele chimice sunt îmbinate pe lianți (poliuretan sau acrilic) care acționează ca un adeziv pentru a le lipi de suprafața țesăturii. Gore Tex este unul dintre aceste acoperiri timpurii – o peliculă subțire a fost laminată pe țesătură; un altul, fabricat de 3M Corporation de aproape 50 de ani, este Scotchgard. Scotchgard a fost atât de popular și a devenit atât de omniprezent încât „Scotchgard” a intrat în limbă ca verb. 
substanța chimică utilizată inițial pentru a face Scotchgard și Gore Tex se descompune în sulfonat de perfluorooctan sau PFOS, o substanță creată de om care face parte din familia perfluorochimicelor. PFOS și PFOA au lanțuri de opt atomi de carbon; grupul de materiale legate de PFOA și PFOS se numește C8 – aceasta este adesea denumită „chimie C8”.
o deoparte pe C8 chimie:
dacă vă amintiți din postarea de săptămâna trecută, familia PFC este formată din molecule care au o coloană vertebrală de carbon, complet înconjurată de fluor. Diverse „veri” au coloane de carbon de diferite lungimi: PFOS sau C8, de exemplu, are 8 atomi de carbon, C7 are 7 și așa mai departe. Există controverse astăzi despre așa-numitele fluorocarburi „rele” (C8 ) și cele „bune” (C6) pe care le voi aborda mai jos.
C8 – (coloana vertebrală este formată dintr-un lanț de 8 atomi de carbon): două metode sunt utilizate pentru a produce două produse ușor diferite:
1) electrofluorinare: folosește electroliza pentru a înlocui atomii de hidrogen dintr-o moleculă cu atomi de fluor pentru a crea lanțul de 8 unități care conține doar carbon și fluor. O cantitate mică de PFOS (perfluorooctan sulfonat) este creată în timpul acestui proces.
2) Telomerizarea: echivalentul chimic al fabricării unui lanț de margarete: produce mini polimeri prin îmbinarea unităților unice în lanțuri. Scopul obișnuit este de a produce lanțuri care au o lungime medie de 8 unități, dar procesul nu este perfect și va rezulta o gamă de lungime a lanțului – variind de la 4 unități la 14 unități în lungime. Deci, puteți avea un C4, C6, C12 etc. În această metodă se produce o cantitate mică de produs secundar numit PFOA (acid perfluorooctanoic).
C6-această chimie produce un produs secundar numit PFHA (acid perfluorohexanoic), care se presupune că este de 40 de ori mai puțin bioacumulativ decât PFOA. Dar este, de asemenea, mai puțin eficient, astfel încât mai mult din substanța chimică trebuie utilizată pentru a obține același rezultat. Producătorii încearcă să găsească segmente de perfluorocarbon din ce în ce mai mici în produsele lor și chiar a fost utilizat C4. Cu cât fluorocarbonul este mai mic, cu atât se descompune mai rapid în mediul înconjurător. Din păcate, performanța textilă dorită scade pe măsură ce dimensiunea perfluorocarbonului scade. „C6 este cel mai apropiat chimic de C8, dar nu conține PFOA. Se descompune în mediu – o trăsătură pozitivă-dar nu se lipește la fel de bine de îmbrăcămintea exterioară și nu respinge apa și uleiul, precum și C8, ceea ce înseamnă că nu îndeplinește un standard vag al industriei, precum și standardele individuale ale companiei pentru durabilitate și respingere.”
înapoi la Scotchgard:
oamenii de știință au observat că PFOS (fluorocarbonul C8) a început să apară peste tot: în urșii polari, delfinii, vulturii, apa de la robinet și sângele uman. La fel și vărul său C8 PFOA. Aceste două perfluorochimice artificiale (PFOS și PFOA) nu se descompun în natură. Ei ucid șobolanii de laborator la doze mai mari și există legături potențiale cu probleme de țesut, întârzieri de dezvoltare și unele forme de cancer. Mai jos sunt tabele de rezultate pe care Agenția SUA pentru Protecția Mediului le-a eliberat din datele colectate de 3M și DuPont; unii oameni au mai mult PFOA în sânge decât nivelurile estimate la animale în acest studiu. Pentru o revizuire completă a acestui studiu, consultați site-ul web al Grupului de lucru pentru mediu, http://www.ewg.org/node/21726.
PFOA și PFOS, conform EPA SUA:
- sunt foarte persistente în mediul înconjurător.
- se găsesc la niveluri foarte scăzute atât în mediul înconjurător, cât și în sângele populației americane.
- rămân în oameni pentru o perioadă foarte lungă de timp.
- determină dezvoltarea și alte efecte adverse la animalele de laborator.
în cele din urmă, 3m a întrerupt producția de Scotchgard. Cu toate acestea, conturile diferă dacă 3M a eliminat în mod voluntar chimia problematică C8 sau a fost presată de EPA după ce compania și-a împărtășit datele la sfârșitul anului 1999. În orice caz, eliminarea treptată a fost începută în decembrie 2000, deși 3M produce încă cantități mici de PFOA pentru uz propriu în Germania. 3M, care încă monitorizează uzinele chimice din Cottage Grove, Decatur și Anvers, Belgia, insistă că nu există riscuri pentru angajații care au manipulat sau au fost expuși la substanțele chimice. Minnesota Public Radio a publicat o cronologie pentru repere în Scotchgard 3M, care poate fi accesat aici.
eliminarea treptată a trecut neobservată de majoritatea consumatorilor, deoarece 3M a înlocuit rapid un alt spray mai puțin eficient pentru consumatori și a început să caute un Scotchgard reformulat pentru fabricile de covoare, îmbrăcăminte și tapițerie producători. Pentru înlocuitorul său, 3M s-a stabilit perfluorobutan sulfonat, sau PFBS, un văr cu patru carbon al substanței chimice din Vechiul Scotchgard, ca element de construcție pentru noua generație a lui Scotchgard. Acest nou Scotchgard bazat pe C4 este complet sigur, spune 3m. Compania adaugă că a lucrat îndeaproape cu EPA și a efectuat mai mult de 40 de studii, care sunt confidențiale. Nici 3M, nici EPA nu le vor elibera.
conform 3M, rezultatele arată că, în conformitate cu orientările federale EPA, PFBS nu este toxic și nu se acumulează așa cum a făcut-o vechea substanță chimică. Aceasta persistă în mediul înconjurător, dar 3M a concluzionat că nu este o problemă dacă nu se acumulează sau nu este toxică. PFBS poate intra în fluxul sanguin al oamenilor și animalelor, dar „este eliminat foarte repede” și nu dăunează la niveluri tipice foarte scăzute, a declarat Michael Santoro, directorul 3M Pentru Sănătatea Mediului, siguranță & afaceri de reglementare. 3M limitează vânzările la aplicații în care emisiile sunt scăzute.
3M spune că convingerea consumatorilor Scotchgard este sigură nu este provocarea Nr.1; mai degrabă este pur și simplu scoaterea noului Scotchgard. Marca, susține 3M, este neatinsă. „Această problemă de siguranță, destul de ciudat, nu a fost înregistrată niciodată pe ecranul radarului clienților”, a declarat Michael Harnetty, vicepreședinte al diviziei de materiale de protecție 3M.
Scotchgard rămâne un brand puternic: „încă primim cereri foarte bune, cum ar fi:” Vrei Scotchgard această țesătură cu Teflon?””, a declarat Robert Beaty, vicepreședinte de vânzări pentru grupul sintetic, o casă mare de finisare.
un alt finisaj rezistent la sol timpuriu este Teflonul, produs de DuPont. Teflonul se bazează pe chimia C8, iar PFOA este un produs secundar al fabricării fluorotelomerilor utilizați în chimia teflonului.
au existat o mulțime de informații despre 3M, DuPont și aceste două produse, Scotchgard și Teflon, pe web. Grupul de lucru pentru mediu http://www.ewg.org/ are descrieri detaliate despre ceea ce ne fac aceste substanțe chimice, precum și informații despre numeroasele costume, contra-costume și studii de cercetare. Companiile spun că noile lor produse reformulate sunt în întregime sigure-și alte grupuri, cum ar fi Grupul de lucru pentru mediu, pun la îndoială această ipoteză.
apropo, atât DuPont, cât și 3m își promovează produsele ca fiind „pe bază de apă” – și sunt, dar nu acesta este punctul și nu abordează problemele critice. În TerraChoice ‘ s ” Seven Sins of Greenwashing „acest lucru ar fi considerat păcatul #5: păcatul irelevanței, care este:” o afirmație de mediu care poate fi adevărată, dar care nu este importantă sau inutilă pentru consumatorii care caută produse preferabile mediului. ‘CFC-free’ este un exemplu comun, deoarece este o cerere frecventă, în ciuda faptului că CFC-urile sunt interzise prin lege.”
în ianuarie 2006, Agenția SUA pentru Protecția Mediului (EPA) a abordat cei mai mari opt producători de fluorocarburi și a solicitat participarea lor la Programul de administrare PFOA 2010/15 și angajamentul lor de a reduce PFOA și substanțele chimice conexe la nivel global, atât în emisiile instalației, cât și în conținutul produsului 95% până în 2010 și 100% până în 2015.
producătorii de fluoropolimeri își îmbunătățesc procesele și își reduc deșeurile pentru a reduce cantitatea de materiale PFOA utilizate. Cantitatea de PFOA din formulările de finisare este mult diminuată și continuă să scadă, dar chiar și părți pe trilion sunt detectabile. Formulatorii de finisare continuă să evalueze noi materiale care pot elimina PFOA menținând în același timp performanța, dar o soluție este încă la orizont. O piesă critică în acest puzzel este că PFOA este, de asemenea, produsă indirect prin defalcarea treptată a fluorotelomerilor – astfel încât un finisaj rezistent la pete poate fi formulat fără cantități detectabile de PFOA, dar încă produce PFOA atunci când substanțele chimice încep să se descompună.
recent, o nouă dimensiune a fost adăugată formulărilor rezistente la pete, și anume utilizarea nanotehnologiei.
nanotehnologia este definită ca manipularea precisă a atomilor și moleculelor individuale pentru a crea structuri stratificate. În lumea nanoștiinței, materialele obișnuite prezintă proprietăți unice la scară nanometrică. Premisa de bază este că proprietățile se pot schimba dramatic atunci când dimensiunea unei substanțe este redusă la gama nanometrică. De exemplu, ceramica care este în mod normal fragilă poate fi deformabilă atunci când dimensiunea lor este redusă. În vrac, aurul este inert, cu toate acestea, odată descompus în grupuri mici de atomi, devine foarte reactiv.
ca orice tehnologie nouă, nanomaterialele poartă cu ele potențial atât pentru bine, cât și pentru rău. Cele mai importante griji nu se referă la viziuni apocaliptice, ci mai degrabă la posibilitatea mai prozaică și probabilă ca unele dintre aceste materiale noi să se dovedească a fi periculoase pentru sănătatea noastră sau pentru mediu. După cum relatează John D. Young și Jan Martel în „The Rise and Fall of Nanobacteria”, chiar și nanoparticulatele care apar în mod natural pot avea un efect dăunător asupra corpului uman. Dacă nanoparticulatele naturale ne pot dăuna, ar fi înțelept să analizăm cu atenție posibilele acțiuni ale nanomaterialelor proiectate. Dimensiunea nanoparticulelor înseamnă, de asemenea, că acestea pot scăpa mai ușor în mediu și se pot infiltra adânc în organele interne, cum ar fi plămânii și ficatul. În plus față de îngrijorare, fiecare nanomaterial este unic. Deși cercetătorii au efectuat o serie de studii privind riscurile pentru sănătate ale materialelor individuale, această abordare scattershot nu poate oferi o imagine cuprinzătoare a pericolelor—date cantitative despre ce materiale, în ce concentrații, afectează organismul în ce intervale de timp.
ca urmare a acestor îngrijorări, în septembrie 2009, SUA. EPA a anunțat un studiu al efectelor asupra sănătății și mediului ale nanomaterialelor-un pas pe care mulți îl susțineau de ani de zile. Și acest lucru nu se întâmplă prea curând: mai mult de 1.000 de produse de consum care conțin nanomateriale sunt disponibile în SUA și mai multe sunt adăugate în fiecare zi.
și nanotehnologia a fost utilizată pentru textile în mai multe moduri: la nivelul fibrelor, precum și la nivelul țesăturilor, oferind o gamă extraordinară de produse textile Nano-activate (cel mai frecvent nanofibre, fibre nanocompozite și fibre nanocoatate) – precum și în rezistența solului și a petelor.
pentru oamenii de știință care încercau să aplice nanotehnologia pe solul textil și pe repelența petelor, s-au îndreptat, așa cum se întâmplă adesea în știință, spre natură: studiind suprafața frunzelor de lotus, care au o capacitate incredibilă de a respinge apa, oamenii de știință au observat că suprafața frunzei de lotus pare netedă, dar este de fapt aspră și în mod natural murdărie și hidrofug. Suprafața aspră reduce capacitatea apei de a se răspândi. Micile fisuri din suprafața frunzei captează aerul, împiedicând picăturile de apă să adere la serviciu. Pe măsură ce picăturile se rostogolesc de pe suprafață, ele ridică particule de murdărie care se află în calea lor. Folosind același concept, oamenii de știință au dezvoltat un finisaj bazat pe nanotehnologie care formează o structură similară pe suprafața fibrelor. Țesăturile pot fi curățate prin simpla clătire cu apă.
Nano-Tex (www.nano-tex.com) a fost primul finisaj de țesătură respingător de sol pe bază de nanoparticule Disponibil în comerț. A debutat în decembrie 2000. Un alt respingător de sol pe bază de nanotech este GreenShield (www.greenshieldfinish.com) care a debutat în 2007. Ambele finisaje, deși folosesc nanotehnologia, își bazează și produsul pe chimia Fluorocarbonului. Site-ul Nano – Tex nu oferă prea multe informații despre formularea lor-practic ei spun doar că este o nouă tehnologie care „transformă fundamental fiecare fibră prin nanotehnologie”. Nu veți obține mult mai mult în calea specificațiilor tehnice din Nano-Tex. GreenShield este mult mai viitoare cu informații despre procesul lor.
în finisajele GreenShield, nanoparticula de bază este Silice amorfă, un material inert care are o utilizare bine stabilită în aplicații care implică consumul uman direct și este în general recunoscut ca fiind sigur și aprobat de Food and Drug Administration (FDA) și Agenția pentru Protecția Mediului pentru astfel de aplicații. Utilizarea siliciului permite GreenShield să reducă cantitatea de flurocarburi cu un factor de 8 sau mai mult din toate celelalte finisaje și reduce sarcina chimică generală cu un factor de trei – făcând GreenShield finisajul care folosește cea mai mică cantitate din aceste flurocarburi.
cu toate acestea, finisajul GreenShield primește evaluări mixte de mediu. Țesăturile Eco inteligente din poliester Victor Innovatix cu GreenShield au obținut un rating de argint în programul Cradle to Cradle. Cu toate acestea, același material textil fără finisaj GreenShield (sau orice finisaj) a obținut un rating de aur mai mare, reflectând riscul de toxicitate introdus produsului de GreenShield. Informațiile privind disponibilitatea produsului sunt la www.victor-innovatex.com.
PFOA Puzzle – perspective Textile— http://www.textileinsight.com/articles.php?id=37
Bjorhus, Jennifer, „Scotchgard este atractiv din nou”, St. Paul Pioneer Press, 27 mai 2003