Biopolymere aus Bakterien schützen technische Textilien
Bisher werden technische Textilien meist durch erdölbasierte Chemikalien wind- und wasserdicht oder abriebbeständiger. Forschende aus Denkendorf haben jetzt eine biobasierte Alternative gefunden.
Foto: DITF
Biopolymere, hergestellt von Bakterien aus nachwachsenden Rohstoffen und möglichst auch recyclingfähig, könnten in vielen technischen Anwendungen den Einsatz von erdölbasierten Chemikalien wie Polyacrylate oder Polyurethane überflüssig machen. Ein Team der Deutschen Institute für TextiI- und Faserforschung Denkendorf (DITF) forscht an Polyamiden aus Aminosäuren und Polyestern wie Polymilchsäure oder Polyhydroxyalkanoate (PHA), die alle aus nachwachsenden Rohstoffen stammen.
PHA sind ein Überbegriff für eine Gruppe biotechnologisch hergestellter Polyester, die vor allem für medizinische Anwendungen interessant sind. Immer mehr PHA-Produkte kommen auf den Markt, weshalb sie auch für Beschichtungen im technischen Bereich verstärkt eingesetzt werden könnten.
Lesetipp: Polyesterfasern aus CO2 hergestellt
Bakterien stellen Polyhydroxyalkanoate im Bioreaktor her
Füttert man bestimmte Bakterien mit Kohlenhydraten und Fetten, so produzieren sie in einem Bioreaktor in CO2-haltiger Atmosphäre und unter einer Lichtquelle mit angepasster Wellenlänge Polyhydroxyalkanoate über ihren Stoffwechsel. Modifiziert man die molekulare Struktur dieser Verbindungen, so lassen sich Moleküle mit ganz bestimmten Eigenschaften einstellen. Dadurch werden wasserabweisende PHA etwa für die Beschichtung technischer Textilien und von Outdoorbekleidung interessant.
Lesetipp: Ungiftige Alternative für Industrieanwendungen gefunden
Im Labor konnte das DITF-Team bereits glatte und gut anhaftende Beschichtungen auf Garnen aus Baumwolle und Geweben aus Baumwolle, Polyamid und Polyester aufbringen. Dabei wurde das geschmolzene Polymer durch eine Ummantelungsdüse auf die Garne aufgetragen. Gewebe wiederum wurden mithilfe einer Rakel mit dem geschmolzenen Polymer beschichtet.
Eigenschaften der Beschichtung variieren mit der Molekülbeschaffenheit
Entscheidend für die Eigenschaften des beschichteten Textils ist die Länge der molekularen Seitenkette des PHA. So lassen sich durch PHA mit mittellangen Seitenketten eine geringe Steifigkeit und ein guter textiler Griff erzielen. Allerdings ist ihre Waschbeständigkeit noch sehr gering. PHA mit kurzen Seitenketten hingegen weisen eine hohe Wasch- und Scheuerbeständigkeit auf, dann aber wird der textile Griff etwas steifer.
