Schmutzabweisende Oberflächen

Ich bin mit Scotchgard auf Sofas, Teflon auf Antihaft-Pfannen und GoreTex auf meinem Regenmantel aufgewachsen. Diese Markenartikel wurden alle durch die große PFC-Familie (Perfluorcarbon) von Chemikalien ermöglicht, die unser Leben – und die Textilindustrie – verändert haben. Wenn sie auf Stoffe aufgetragen werden, sorgen sie für Wasser- und Fleckenbeständigkeit. Diese Perfluorcarbone – allgemein bekannt als Fluorkohlenwasserstoffe – gehören zu den am stärksten politisierten und am wenigsten verstandenen Chemikalien, die in der Textilindustrie verwendet werden. Bis vor kurzem dachte man, sie seien biologisch inert. Heute glaubt das niemand mehr.

Die milliardenschwere „Perfluorcarbon“-Industrie (PFC) ist für Wissenschaftler und Beamte der US-Umweltschutzbehörde (EPA) zur Regulierungspriorität geworden, weil seit Ende der 1990er Jahre eine Flut beunruhigender wissenschaftlicher Erkenntnisse veröffentlicht wurde. Diese Erkenntnisse haben PFCs in die Verbrecherliste der hochgiftigen, außerordentlich langlebigen Chemikalien erhoben, die weltweit menschliches Blut und die Tierwelt verseuchen. Regierungswissenschaftler sind besonders besorgt, weil die am weitesten verbreiteten Mitglieder der PFC-Familie im Gegensatz zu allen anderen giftigen Chemikalien in der Umwelt nie abgebaut werden.

Hier ist ein kurzes Wörterbuch der Perfluorchemikalien der Environmental Working Group, um Ihnen einen Überblick zu geben:

  • Perfluorierte Chemikalien oder Perfluorchemikalien (PFC) : Eine chemische Familie, die aus einem von Fluor umgebenen Kohlenstoffgerüst besteht, das sie unempfindlich gegen Hitze, Säure oder andere Kräfte macht, die normalerweise chemische Verbindungen zersetzen. Manchmal auch als „Teflon“-Chemikalien bezeichnet.
  • Fluorotelomer : Chemikalien, die bei Freisetzung in die Umwelt zu PFCs werden. Diese Chemikalien werden in Lebensmittelverpackungen, schmutzabweisender Kleidung und Teppichschutz verwendet.
  • PFOA : Perfluoroctansäure. Es ist das Abbauprodukt von Fluortelomeren und das Rückgrat vieler Konsumgüter. Darüber hinaus wird es auch als Tensid zur Herstellung von PTFE verwendet, dem Teflon in Pfannen, das manchmal auch C8 genannt wird.
  • PFOS : Perfluoroctanolsulfat. Es ist das Abbauprodukt von Fluortelomeren auf Basis der 3M-Chemie.
  • C8, C6 usw .: Hierbei handelt es sich um eine Reihe von Chemikalien, die mit PFOA identisch sind, deren Kohlenstoffgerüste jedoch unterschiedlich lang sind. PFOA/C8 hat 8 Kohlenstoffe, C7 hat 7 usw. Dies sind Abbauprodukte von Fluortelomeren.
  • PTFE : Polytetrafluorethylen. Dies ist ein Polymer, das für Kochgeschirr und andere Antihaftanwendungen verwendet wird. Markennamen sind unter anderem Teflon und Silverstone. Eine physikalisch expandierte Form von PTFE wird zur Herstellung von Gore-Tex verwendet. PFOA ist ein Bestandteil bei der Herstellung von PTFE.
  • Teflon : Teflon ist ein Markenname, kein einzelner chemischer Stoff. Teflon kann PTFE, Fluortelomer oder eine beliebige Anzahl von Perfluorchemikalien bedeuten – es basiert auf C8-Chemie und PFOA ist ein Nebenprodukt der Herstellung von PTFE, das in der Teflonchemie verwendet wird. Perfluorchemikalien werden oft als „Teflon“-Chemikalien oder als „Teflon“-Chemie bezeichnet.
Perfluorkohlenwasserstoffe zerfallen im Körper und in der Umwelt zu PFOA, PFOS und ähnlichen Chemikalien. (Hinweis: Die Chemie ist hier ziemlich komplex; bitte lassen Sie uns wissen, wenn uns ein Fehler unterlaufen ist!) Sie sind die langlebigsten synthetischen Chemikalien, die der Mensch kennt. Sind sie erst einmal im Körper, dauert es Jahrzehnte, sie wieder auszuscheiden – vorausgesetzt, Sie sind ihnen nicht mehr ausgesetzt. Sie sind für den Menschen giftig und haben gesundheitliche Auswirkungen von erhöhtem Cholesterin bis hin zu Schlaganfällen. Viele Studien bringen sie mit Geburtsfehlern, Entwicklungsverzögerungen und Krebs in Verbindung. [1]

Alarmiert durch die Ergebnisse der Toxizitätsstudien gab die EPA am 30. Dezember 2009 bekannt, dass PFCs (langkettige perfluorierte Chemikalien) auf eine Liste „bedenklicher Chemikalien“ gesetzt würden und dass Aktionspläne Beschränkungen für PFCs und die anderen drei Chemikalien auf der Liste nach sich ziehen könnten. [2]

Obwohl im Endprodukt nur wenig PFOA zu finden ist, könnte der Abbau der Fluortelomere, die in Papierprodukten und Textilbehandlungen verwendet werden, erklären, warum mehr als 90 % aller Amerikaner diese hochbeständigen, giftigen Chemikalien im Blut haben. Immer mehr Forscher glauben, dass schmutzabweisende Beschichtungen auf Textilbasis, die allgegenwärtig sind, möglicherweise die größte Umweltquelle dieser umstrittenen chemischen Familie der PFCs sind. [3]

Studien haben einen signifikanten Zusammenhang zwischen diesen Chemikalien und Schilddrüsenerkrankungen bei Frauen [4] sowie vorzeitig einsetzender Menopause [5] bestätigt . Sie wurden auch mit Schilddrüsenkrebs, Problemen des Immunsystems und Herzerkrankungen in Verbindung gebracht. Forscher glauben auch, dass sie im Körper als Hormonstörer wirken. [6]

Auf dem Markt gibt es viele Ausrüstungen, die behaupten, Stoffe schmutz- und fleckenabweisend zu machen. Zu den bekanntesten gehören:

  • Scotchgard
  • Teflon
  • Zepel
  • NanoTex
  • GreenShield
  • Krypton Grün
Bei jeder dieser Oberflächenbehandlungen wird Fluorkohlenwasserstoffchemie verwendet, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen – die Vorgehensweise ist dabei nur jeweils etwas anders.
Im Internet gibt es viele Informationen über 3M, DuPont und ihre beiden Produkte Scotchgard und Teflon. Die Environmental Working Group ( http://www.ewg.org/ ) bietet detaillierte Beschreibungen der Auswirkungen dieser Chemikalien auf uns sowie Informationen zu den zahlreichen Klagen, Gegenklagen und Forschungsstudien. Die Unternehmen behaupten, ihre neuen, neu formulierten Produkte seien völlig sicher – während andere Gruppen wie die Environmental Working Group diese Annahme in Frage stellen.
Vor Kurzem wurde den schmutzabweisenden Formeln eine neue Dimension hinzugefügt: der Einsatz von Nanotechnologie.
Wissenschaftler, die versuchten, Nanotechnologie auf die Schmutz- und Fleckenabweisung von Textilien anzuwenden, wandten sich – wie so oft in der Wissenschaft – der Natur zu. Bei der Untersuchung der Oberfläche von Lotusblättern, die eine unglaubliche Wasserabweisungskraft besitzen, stellten Wissenschaftler fest, dass die Oberfläche des Lotusblattes glatt erscheint, aber tatsächlich rau und von Natur aus schmutz- und wasserabweisend ist. Die raue Oberfläche verringert die Ausbreitungsfähigkeit des Wassers. Winzige Spalten in der Blattoberfläche fangen Luft ein und verhindern, dass Wassertropfen an der Oberfläche haften bleiben. Wenn Tropfen von der Oberfläche abrollen, nehmen sie Schmutzpartikel auf, die auf ihrem Weg liegen. Mit diesem gleichen Konzept entwickelten Wissenschaftler eine nanotechnologiebasierte Beschichtung, die eine ähnliche Struktur auf der Oberfläche der Faser bildet. Stoffe können durch einfaches Ausspülen mit Wasser gereinigt werden.
Nano-Tex ( www.nano-tex.com ) war die erste kommerziell erhältliche schmutzabweisende Textilveredelung auf Basis von Nanopartikeln. Sie kam im Dezember 2000 auf den Markt. Ein weiteres schmutzabweisendes Mittel auf Nanotechnologiebasis ist GreenShield ( www.greenshieldfinish.com ), das 2007 auf den Markt kam. Beide Veredelungen verwenden zwar Nanotechnologie, basieren aber auf Fluorkohlenwasserstoffchemie. Auf der Website von Nano-Tex finden sich nicht viele Informationen über die Rezeptur – im Grunde wird dort nur gesagt, dass es sich um eine neue Technologie handelt, die „jede Faser durch Nanotechnologie grundlegend verändert“. Viel mehr technische Spezifikationen werden Sie von Nano-Tex nicht erfahren. GreenShield ist mit Informationen über seinen Prozess viel freizügiger.
In den GreenShield-Beschichtungen ist das grundlegende Nanopartikel amorphes Siliciumdioxid, ein inertes Material, das in Anwendungen mit direktem menschlichen Verzehr gut eingesetzt wird. Es gilt allgemein als sicher und ist von der Food and Drug Administration (FDA) und der Environmental Protection Agency für derartige Anwendungen zugelassen. Durch die Verwendung von Siliciumdioxid kann GreenShield die Anzahl an Fluorkohlenwasserstoffen im Vergleich zu allen anderen Beschichtungen um den Faktor 8 oder mehr reduzieren. Es reduziert die gesamte chemische Belastung um den Faktor drei – damit ist GreenShield die Beschichtung, die die geringste Menge dieser Fluorkohlenwasserstoffe verwendet.
Die GreenShield-Beschichtung erhält jedoch gemischte Umweltbewertungen. Die Eco Intelligent Polyester-Stoffe von Victor Innovatix mit GreenShield erhielten im Cradle to Cradle-Programm eine Silberbewertung. Derselbe Stoff ohne die GreenShield-Beschichtung (oder eine andere Beschichtung) erhielt jedoch eine höhere Goldbewertung, was das durch GreenShield in das Produkt eingeführte Toxizitätsrisiko widerspiegelt.

 

[1] Umweltarbeitsgruppe für giftige Chemikalien 
[2] Die anderen drei Chemikalien auf der Liste sind polybromierte Diphenylether (PBDE), Phthalate und kurzkettige Chlorparaffine (SCCP). Drei dieser vier Chemikalien werden in der Textilverarbeitung verwendet.)
[3] Le Marechal, Alenka, et al; „Textilveredlungsindustrie als wichtige Quelle organischer Schadstoffe“ Universität Maribor, Institut für Umweltschutz, Maribor, Slowenien http://cdn.intechopen.com/pdfs-wm/29368.pdf
[4] Knox, SS, et al, „Perfluorcarbon-Exposition, Geschlecht und Schilddrüsenfunktion im C8 Health Project“, Journal of Toxicological Science, August 2011: 36(4):403-10.
[5] Knox, Sarah S., et al. „Auswirkungen einer frühen Menopause bei Frauen, die Perfluorcarbonen ausgesetzt sind“. Klinische Endokrinologie & Stoffwechsel. 96(6):0000-0000, Juni 2011. http://jcem.endojournals.org/content/96/6/1747.abstract
[6] Derbyshire, David. „Könnten Ihre Kochtöpfe die Wechseljahre auslösen? Im Haushalt gefundene Chemikalien stehen im Zusammenhang mit gesundheitlichen Problemen“. Gesundheit & Wellness: Sott.net. 24. März 2011.
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