Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Thermisch schaltbare Tenside mit optimalen Eigenschaften zur Integration in Textilaufbereitungsprozesse

Ziel des beantragten Forschungsvorhabens sind thermisch schaltbare Tenside mit optimalen Eigenschaften zur Integration in Textilaufbereitungsprozesse. Derartige Tenside zeigen eine reversible Schaltbarkeit ihrer Tensidwirkung (Amphiphilie, Benetzungsverhalten, Solubilisierungsvermögen) in Abhängigkeit von der Temperatur. Die thermische Schaltbarkeit beruht auf einer temperaturbedingten Änderung der hydrophoben bzw. hydrophilen Eigenschaften des Tensidschwanzes, wodurch das thermisch schaltbare Tensid von einem amphiphilen in einen hydrophilen Zustand übergeht. Durch geeignete Synthesestrategien werden thermisch schaltbare Tenside mit an Aufbereitungsverfahren angepasster Schalttemperatur entwickelt, die im Rahmen des Waschprozesses ein hohes Solubilisierungsvermögen für Anschmutzungen zeigen (amphiphiler Zustand der thermisch schaltbaren Tenside) und sich bei den niedrigeren Temperaturen des Spülprozesses von den Textilfasern ablösen (hydrophiler Zustand der thermisch schaltbaren Tenside). Da in Waschmittelformulierungen nichtionische und anionische Tenside verwendet werden, werden sowohl anionische als auch nichtionische thermisch schaltbare Tenside entwickelt.

Den ca. 2.300 textilen Dienstleistern (vorwiegend KMU) werden durch die Projektergebnisse thermisch schaltbare Tenside mit an Aufbereitungsverfahren angepasster Schalttemperatur bzw. Waschmittel auf Basis derartiger Tenside zur Verfügung stehen, die eine effektive Minimierung des Resttensidgehalts auf Berufskleidung im Spülprozess bei zur effektiven Schmutzentfernung im Waschprozess optimaler hoher Waschmitteldosierung ermöglichen. Bei Aufbereitung von Berufskleidung ohne Schutzfunktion lässt sich der Aufwand im Spülprozess verringern, wodurch sich reduzierte Frisch- und Abwassergebühren sowie ein erhöhter Maschinendurchsatz ergeben. Im Fall von Berufskleidung mit Schutzfunktion lässt sich die Anzahl möglicher Aufbereitungszyklen erhöhen. Insgesamt ergeben sich wirtschaftliche Vorteile von über 9,4 Mio. €/a.

Ergebniszusammenfassung:

Textilien für verschiedene Einsatzgebiete (z.B. OP- und Schutztextilien) dürfen nach der Aufbereitung nur noch sehr geringe Resttensidgehalte aufweisen, da diese einen negativen Einfluss auf die Schutzfunktion bzw. die Nachausrüstung Hydrophobierung) der textilen Materialien haben können. Zur Verringerung des Resttensidgehalts von Textilien ist derzeit ein intensiver Spülprozess unter Einsatz großer Wassermengen erforderlich. Daher wurden thermisch schaltbare Tenside zur Minimierung des Resttensidgehalts bei der Aufbereitung von Berufsbekleidung entwickelt. Derartige Tenside zeigen eine reversible Schaltbarkeit ihrer Tensidwirkung (Amphiphilie, Benetzungsverhalten, Solubilisierungsvermögen) in Abhängigkeit von der Temperatur. Die thermische Schaltbarkeit beruht dabei auf einer temperaturbedingten Änderung der hydrophilen bzw. hydrophoben Eigenschaften des Tensidschwanzes (thermosensitiver Teil des thermisch schaltbaren Tensids), der unterhalb einer definierten Temperatur (LCST: Lower Critical Solution Temperature) von einem hydrophoben in einen hydrophilen Zustand übergeht. Im Rahmen des Projektes wurden thermisch schaltbare Tenside mit an Aufbereitungsverfahren angepasster Schalttemperatur entwickelt, die im Rahmen des Waschprozesses ein hohes Solubilisierungsvermögen für Anschmutzungen zeigen (amphiphiler Zustand der thermisch schaltbaren Tenside) und sich bei den niedrigeren Temperaturen des Spülprozesses von den Textilfasern ablösen (hydrophiler Zustand der thermisch schaltbaren Tenside).