Umweltverträgliche Ölabsorptionsvliesstoffe aus funktionalisierten Man-Made- Fasern

Der Einsatz von Ölbindemitteln reicht von der privaten Anwendung im Haushalt über den professionellen Einsatz im Handwerk und Gewerbe bis hin zu durch Havarien verursachte Unfälle und Katastrophen. Insbesondere bei Havarien auf Gewässern müssen meist schnell große Ölmengen beseitigt und deren Ausbreitung verhindert werden.

Vliesstoffe sind prädestiniert für die Anwendung als textiler Ölabsorber. Sie stellen eine Alternative zu den am Markt meist in loser Form als Schüttgut verfügbaren Materialien dar und bieten Vorteile hinsichtlich ihrer Ausbringbarkeit, der Wirksamkeit und der Wirkungsweise während des Einsatzes und der abschließenden Wiederaufnahme in kontaminierter Form. Entsorgung oder Wiederaufbereitung lassen sich überhaupt oder besser umsetzen.

Abbildung 1: Ölunfall in Ostfriesland, November 2013 (Quelle dpa).

Ein Problem des Einsatzes von Vliesstoffen zur Entfernung öliger Substanzen auf offenen Gewässern und bei der Wiederaufbereitung der Vliesstoffe ist ein unvermeidlicher Faserverlust. Dieser trägt zu der immer stärker werdenden Gewässerverschmutzung durch Kunststoffe (Marine Litter) bei, deren negative Auswirkungen bisher noch nicht abgeschätzt werden können.

Durch die Verwendung von in Gewässern biologisch abbaubaren Fasern aus Biopolymeren kann der Beitrag der Man-Made-Fasern zur Gewässerverschmutzung durch Kunststoffe nachhaltig reduziert werden. Interessierende Faserstoffe sind u.a. Viskose oder auch Polylactid (PLA), die industriell verfügbar und auf verschiedenen Wegen zu Vliesstoffen verarbeitet werden können. Die Effizienz der Vliesstoffe zur Öl-/Wasser-Separation muss dabei erhalten bleiben bzw. wird idealerweise noch verbessert. Kriterien hierfür sind eine hohe Ölaufnahmekapazität des Vliesstoffs – verbunden mit guter Ölbenetzung der Fasern – und eine gleichzeitig hohe Wasserabweisung, die neben einer hohen Trennwirkung auch die Schwimmfähigkeit des Vliesstoffs garantiert.

Das Ziel des geplanten Forschungsvorhabens ist es, vor diesem Hintergrund Konzepte für biobasierte ölabsorbierende Vliesstoffkonstruktionen zu erarbeiten, deren Ölsorptionseigenschaften durch maßgeschneiderte Oberflächeneigen-schaften und optimierter Vliesstoffkonstruktion definiert werden.

Ausgangspunkt stellen Vorversuche dar, die gezeigt haben, dass die gewünschten Benetzungseigenschaften z.B. durch Nachveredlung der Vliesstoffe erzielt werden können. So hat eine Modifikation von cellulosebasierten Vliesen mit Polydopamin bzw. Tanninsäure und Sekundärmodifikation mit einem hydrophoben Alkylthiol zu wasserabweisenden Vliesen geführt. Auch durch photochemische Modifizierung von Standardvliesstoffen aus Viskose mit Diallylphthalat (DAP), Pentaerythritoltriacrylat (PETA) konnten hohe Wasserkontaktwinkel bei gleichzeitiger hoher Ölaufnahme realisiert werden.

 

Angaben zum Forschungsvorhaben

IGF-Forschungsvorhaben IGF 20130 BG
Kooperationspartner: STFI (Chemnitz), IVC-Verbandsvorschlag
Laufzeit: 01.12.2018 - 31.11.2020
Ansprechpartner im DTNW:
Dr. Larisa Tsarkova, Tel. +49 2151 843-2016, E-Mail: tsarkova@dtnw.de
Christina Schippers, Tel. +49 2151 843-2026, E-Mail: schippers@dtnw.de