Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Polyoxazolin-basierte Ausrüstungapolymere zur Generierung antiadhäsiver Textilien mit steuerbarer antimikrobieller Funktion

Antimikrobielle Textilien sind wichtige Produkte für die KMU der Textilindustrie, da die entsprechenden Ausrüstungen vor allem von mittelständischen Unternehmen durchgeführt werden. Darüber hinaus sind Produkte mit antibakteriellen Oberflächen für viele andere Industriebereiche (Tapeten, Verpackungsindustrie, Elektronik- und Haushaltsgeräte, Sanitärbereich, etc.) von großer Bedeutung. Alle aktuell verwendeten Technologien sind allerdings nur bedingt zukunftssicher, da die Nutzung von Bioziden in Gebrauchsgütern aufgrund möglicher negativer Auswirkungen auf Mensch und Umwelt mittlerweile kritisch betrachtet wird. Daher ist es insbesondere für KMU essenziell, auf neue gesetzliche Regelungen und ein verändertes Kaufverhalten der Verbraucher vorbereitet zu sein. Vor diesem Hintergrund sind biozidfreie, rein antiadhäsiv wirkende Ausrüstungen sowie kombiniert antiadhäsiv/antimikrobielle Varianten, die keine Biozide an die Umwelt abgeben, besonders vielversprechend. Ziel dieses Forschungsprojekts ist daher die Entwicklung einer neuartigen textilen Ausrüstungstechnologie, die leicht steuerbar beide Wirkprofile ermöglicht und gleichzeitig ein großes Potenzial für andere Industriebereiche aufweist. Der hier vorgestellte Ansatz basiert auf der Verwendung der gut untersuchten Substanzklasse der Polyoxazoline. Für deren breiten industriellen Einsatz spricht die kommerzielle Verfügbarkeit verschiedener Polyoxazolin-Varianten, die Möglichkeit wasserbasierter Formulierungen, ihre chemische Beständigkeit, sowie ihre toxikologische Unbedenklichkeit, die bereits in verschiedenen Studien bestätigt wurde. Der Hauptfokus des Projekts liegt auf der Entwicklung von Methoden, um Polyoxazoline in einem industriell nutzbaren und kostengünstigen Verfahren auf der Oberfläche von textilen Gebilden zu immobilisieren. Hierbei wird der Fokus auf verschiedenen Anwendungen liegen, die insbesondere für KMU interessant sind.

Ergebniszusammenfassung:

Textile Oberflächen stellen seit jeher einen Angriffspunkt für mikrobiellen Befall dar. Dies äußert sich durch die Bildung von hartnäckigen Biofilmen, die neben ästhetischen Einschränkungen sowie der Zerstörung bzw. Unbrauchbarkeit des Materials auch mit einer erheblichen potentiellen gesundheitlichen Gefahr einhergehen. Bestehende technische Lösungen für die antimikrobielle Textilausrüstung reichern sich in der Umwelt an und stehen im Verdacht, gesundheitliche Schäden zu verursachen. Ziel des vorliegenden Forschungsvorhabens war daher die Entwicklung von neuartigen Ausrüstungspolymeren auf der Basis von Polyoxazolinen für textile Anwendungen, die den textilen Materialien gleichzeitig antiadhäsive als auch antimikrobielle Eigenschaften verleihen. Dabei sollten Polyoxazoline mit intrinsisch antiadhäsiven Eigenschaften derart funktionalisiert werden, dass sie zusätzlich eine antimikrobiell wirkende Seitenkette und darüber hinaus eine geeignete chemische Ankergruppe für eine kovalente Fixierung an textilen Produkten aus Baumwolle und Polyester aufweisen. Dies gelang über eine mehrstufige Derivatisierung des Grundpolymers. Die Immobilisierung an textilen Substraten gelang gleichermaßen an Standardtextilien als auch an kommerziell verfügbaren Spezies. Alle derart ausgerüsteten Textilien zeigten sowohl antiadhäsive als auch antimikrobielle Eigenschaften. Wegen der kommerziellen Verfügbarkeit der Ausgangspolymere, der Wasserlöslichkeit der Polyoxazolinderivate sowie der toxikologischen Unbedenklichkeit eröffnen sich den vielen KMU der Textilbranche mit der Umsetzung und Weiterentwicklung der F&E-Ergebnisse neue Produkte mit Antifouling-Eigenschaften, die bisher nur mit umweltproblematischen bzw. öffentlich wenig akzeptierten Chemikalien erzielt werden konnten. Dadurch erschließt sich der deutschen Textilindustrie mittelfristig ein neues Marktsegment, das die Wettbewerbsfähigkeit von einheimischen KMU gegenüber ausländischen Mitbewerbern nachhaltig erhöhen kann.