MOE-Fellowship

Julija Pupeike

Functional textiles research using environmentally friendly processes

Forschung zu Funktionstextilien mit umweltfreundlichen Verfahren

Die Textilindustrie ist fĂŒr eines der grĂ¶ĂŸten Umweltverschmutzungsprobleme der Welt verantwortlich, da sie unerwĂŒnschte Veredelungshilfsmittel im Abwasser freisetzt und bei der Produktion viel Wasser und Energie verbraucht. Die wachsende Besorgnis ĂŒber diese Probleme fĂŒhrt dazu, dass viele der traditionellen nasschemischen Textilverarbeitungsprozesse nach und nach durch verschiedene Formen von schonenden FlĂŒssig- und Trockenveredelungsverfahren ersetzt werden. Unsere Forschung zielt daher darauf ab, umweltfreundlichere Verfahren fĂŒr die Beschichtung leitfĂ€higer Polymere einzusetzen, um elektrisch leitfĂ€hige und antimikrobielle Eigenschaften auf Textilien zu erzielen. Auf der Grundlage frĂŒherer Studien wurde eine umweltfreundliche Methode zur Modifizierung von Textilien mit Hilfe eines nichtpolymeren Gasplasmas angewandt.  Polyamid (PA) und biologisch abbaubare Wollstoffe wurden ausgewĂ€hlt, um die Entwicklung von elektrisch leitfĂ€higen und antimikrobiellen Materialien zu untersuchen. Es hat sich bestĂ€tigt, dass eine nicht-thermische Plasmabehandlung die Hydrophilie erhöht und die ReaktivitĂ€t der Woll- und PolyamidfaseroberflĂ€che verbessert, ohne die elementare Zusammensetzung und die makroskopischen mechanischen Eigenschaften zu beeintrĂ€chtigen. Die handelsĂŒblichen Poly(3,4-Ethylendioxythiophen)-Polystyrolsulfonate (PEDOT: PSS), Clevios F ET und Clevios S V3 (Heraeus Holding GmbH, Hanau, Deutschland) wurden aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung und ViskositĂ€t fĂŒr unsere Druck-/Beschichtungsmethoden ausgewĂ€hlt. "Table Top" - Druckmaschinen und Siebdruckverfahren in verschiedenen Variationen wurden eingesetzt, um eine bessere elektrische LeitfĂ€higkeit der mit PEDOT PSS beschichteten Gewebe zu erreichen.  PEDOT: PSS kann als "leitfĂ€higer SĂ€urefarbstoff" bezeichnet werden, da negativ geladene PSS-Sulfonat-Ionen (-SO3-) mit den kationischen Aminogruppen der Woll- und Polyamidfasern wechselwirken. Einige der untersuchten Proben wurden mit einem Melaminharz mit niedrigem Formaldehydgehalt namens Tubicoat Fixiermittel HT (CHT Germany GmbH, TĂŒbingen) behandelt. Melaminharzsysteme mit niedrigem Formaldehydgehalt werden fĂŒr Textilien verwendet, um widerstandsfĂ€hige Beschichtungen herzustellen, die die Abrieb- und WaschbestĂ€ndigkeit erhöhen. Die OberflĂ€chenmorphologie und -struktur von Wolle und PA-Geweben, die verschiedenen Modifikationen unterzogen wurden, wurde mittels Rasterelektronenmikrsokopie (REM) untersucht. Die chemischen Strukturen der mit PEDOT: PSS beschichteten Woll- und PA-Gewebe wurden zudem mittels FTIR-ATR charakterisiert. Verschiedene Clevios-Produkte und Beschichtungsmethoden wurden mit der VIS/NIR-Absorption im Bereich von 600-1200 nm untersucht. Eine elektrische LeitfĂ€higkeit auf der Nanoskala konnte bei den PEDOT: PSS-Beschichtungen, mittels Strom-sensitiven-Atomkraftmikroskopie (CS-AFM) beobachtet werden, was wiederum auf eine Korrelation der OberflĂ€che und den elektrischen Eigenschaften schließen ließ. Dies ist eine neu entdeckte und Ă€ußerst viel versprechende Methode zur Messung der elektrischen LeitfĂ€higkeit solcher Materialien. Unsere Erkenntnisse können zur Entwicklung von Textilien fĂŒr die Bereiche Medizin/Gesundheitswesen, Sport, Mode und MilitĂ€r genutzt werden. In Zukunft werden wir weitere Studien durchfĂŒhren, um die elektrische LeitfĂ€higkeit und die antimikrobiellen Eigenschaften der Proben zu analysieren.


Übersicht

Förderzeitraum

20.08.2023 - 19.08.2024

Institut

Deutsches Textilforschungszentrum Nord-West e. V. (DTNW)

Betreuer

Dr. Alaa Salma

Kontakt

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