To najczęściej używane włókno naturalne – według niektórych analityków jej udział w rynku tkanin naturalnych wynosi aż 70%. Oczywiście, nasze letnie tekstylia to tylko niewielki procent zastosowania tej rośliny – sporządza się z niej również grubsze tkaniny (w tym popularny dżins), nie tylko odzieżowe, ale i tapicerskie. Używa się jej także do produkcji środków opatrunkowych, sieci rybackich, papieru (w tym banknotów), filtrów do kawy…
Bawełna swoją popularność zawdzięcza stosunkowo niskiej cenie produkcji, ale przede wszystkim temu, że jest wytrzymała, chłonna, miękka i miła w dotyku, łatwo chłonie barwniki, a przy tym pozwala na tkanie tkanin o ogromnej różnorodności faktur – od tiulu i satyny, przez aksamit i płótno, aż po drelich. W porównaniu z syntetykami mniej się kurczy, nie uczula, pozwala skórze oddychać, a przy tym zatrzymuje ciepło. Wielu klientów wybiera ją także ze względu na naturalne pochodzenie. Czyżby zatem tkanina idealna?
Niestety, zawsze jest jakieś „ale”. Ekologiczność bawełny często bywa kwestionowana ze względu na sposób jej uprawy, ale nie tym dziś się zajmujemy – interesuje nas samo włókno. A to ma co najmniej jedną poważną wadę: jest wysoce łatwopalne.
Przyznajmy – w codziennym użytkowaniu, o którym wspomniano na początku, nie jest to wada, która spędzałaby nam sen z powiek. Nie zakładamy przecież, że dżinsy ochronią nas przed ogniem, prawda? Kiedy jednak uświadomimy sobie, że z bawełny szyje się także odzież ochronną dla strażaków, ratowników czy kucharzy, a także że wykorzystuje się ją w sprzętach AGD i transporcie – sprawy zaczynają wyglądać inaczej. Bawełna łatwo ulega zapłonowi, pali się gwałtownie i może przyczynić się do szybkiego rozprzestrzeniania ognia – a tego chcielibyśmy uniknąć.
Oczywiście, łatwopalność to nie tylko cecha bawełny, ale skupiamy się na niej z racji jej powszechnego zastosowania.
Od lat jednym z najskuteczniejszych sposobów walki z tą właściwością tkanin (i nie tylko) jest stosowanie uniepalniaczy (czyli środków zmniejszających palność – nazywanych też retardantami lub antypirenami). To substancje chemiczne, które zapobiegają zapaleniu się materiału lub znacząco spowalniają proces płonięcia, ograniczając intensywność płomienia i zyskując czas na ewakuację lub interwencję.
Termin „uniepalniacz” odnosi się do funkcji substancji, a nie do jej konkretnego składu chemicznego – na rynku funkcjonuje wiele różnych retardantów, które dodaje się do wyrobów włókienniczych na różnych etapach produkcji.
Czyli możemy odetchnąć z ulgą? Niekoniecznie. Wiele z obecnie stosowanych uniepalniaczy, zwłaszcza środki halogenowe, budzi poważne obawy zdrowotne – mogą prowadzić do zaburzeń hormonalnych i neurologicznych, a także zwiększać ryzyko nowotworów.
I tu do akcji wkraczają naukowcy. Skoro nie możemy zrezygnować z uniepalniaczy, ale też nie chcemy ryzykować zdrowiem ludzi i środowiskiem, trzeba szukać nowych rozwiązań. Jedno z nich opracowali badacze z Łukasiewicz – ICSO "Blachownia". Postawili oni na zmianę składu chemicznego środków uniepalniających – tak, by były skuteczne, a jednocześnie bezpieczne.
Już wcześniej wiadomo było, że skuteczność i niską toksyczność wykazują uniepalniacze na bazie azotu i fosforu. Naturalnym krokiem było więc sięgnięcie po aminokwasy, które zawierają azot. Szczególne zainteresowanie wzbudziła L-alanina – aminokwas naturalnie występujący w ludzkim organizmie. Powszechnie stosuje się ją w suplementach, a osoby aktywne fizycznie używają jej jako źródła energii.
Tym razem L-alanina posłużyła jednak jako składnik innowacyjnego uniepalniacza. Naniesiono go na tkaninę bawełnianą metodą zanurzeniową – pozwala ona na równomierne pokrycie materiału (nikt przecież nie chce, żeby jeden rękaw koszulki był bardziej łatwopalny niż drugi). Po aplikacji tkaninę starannie wysuszono, by utrwalić powłokę, a następnie poddano serii testów.
Najważniejsze z nich to:
- analiza TG (termograwimetryczna) – oceniająca stabilność termiczną środka i jego wpływ na właściwości materiału,
- testy LOI (Limiting Oxygen Index) – sprawdzające efektywność działania retardantu.
Wyniki potwierdziły skuteczność nowego środka i jego pozytywny wpływ na właściwości ogniochronne bawełnianych tkanin. Kolejnym krokiem było złożenie wniosku patentowego, by zabezpieczyć rozwiązanie i móc zaproponować je przemysłowi – dla lepszej ochrony przed ogniem, bez narażania zdrowia.
Betina Małysa, Grupa Badawcza Procesy Katalityczne
Prace badawcze dofinansowano ze środków budżetu państwa w ramach VII edycji programu MEiN pn. „DOKTORAT WDROŻENIOWY 2023” (temat: Opracowanie koncepcji technologii otrzymywania bezhalogenowych uniepalniaczy do tkanin na bazie wybranych α-aminokwasów”, nr umowy: DWD/7/0323/2023).
Napisz komentarz
Komentarze