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In der Textilindustrie wird Chitosan, welches sich aus Reststoffen der Insektenkultivierung oder aus Fischereiabfällen gewinnen lässt, bereits als biobasiertes und umweltfreundliches Schlichtemittel eingesetzt. Aufgrund seiner chemischen Struktur mit Bindestellen für weitere Funktionalitäten bietet sich das nachwachsende Biopolymer darüber hinaus auch zur nachhaltigen Veredlung und fluorfreien Hydrophob-Ausrüstung von Baumwolle, Polyester und Mischgeweben an.
In den Projekten HydroFichi und ExpandChi, die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wurden, konnten wir am Fraunhofer IGB gemeinsam mit Partnern aus der Textilindustrie chitosanbasierte, wasserabweisende Veredelungen entwickeln. Die chitosanbasierte Hydrophob-Ausrüstung kann PFAS bei Anwendungen mit geringeren bis mittleren Anforderungen ersetzen.
Die eingesetzte Technologie basiert auf einer Modifikation des Chitosanbackbones mit aktivierten Strukturen bzw. Molekülen, welche die gewünschten hydrophoben Eigenschaften zeigen. Chitosan agiert hierbei als Matrix. Die Quervernetzung auf dem Textil erfolgt dann entweder klassisch chemisch oder mit biobasierten Cross-Linkern. Teilweise wurden die Quervernetzer biotechnologisch funktionalisiert.
Neben der Wasserabweisung des beschichteten Textils, die auch nach mehreren Wäschen Bestand hat, verbessert die Ausrüstung zugleich die Abriebbeständigkeit des Textilgewebes. Die All-in-one-Formulierung lässt sich mit in der Textiltechnik üblichen Prozessen auf die Gewebe auftragen, auch im größeren Maßstab. Ein großes Textilmuster wird in der Weltausstellung 2025 in Osaka präsentiert. Untersuchungen zeigen nur wenige Inkompatibilitäten mit anderen Inhaltsstoffen. Damit besteht die Möglichkeit, die Wasserabweisung mit weiteren Veredlungen zu kombinieren.
Wir konnten die wasserabweisende, chitosanbasierte Ausrüstung bereits erfolgreich auf andere Materialien (Papier und Pappe) adaptieren, was sie für die Verpackungsindustrie interessant macht.
Mit entsprechenden Untersuchungen können wir maßgeschneiderte Derivate von Chitosan für weitere Einsatzmöglichkeiten herstellen, etwa als Haftschichten oder biobasierte Bindemittel für die holzverarbeitende Industrie.
Darüber hinaus lassen sich die im Projekt ExpandChi entwickelten chemischen und biotechnologischen Modifikationen grundsätzlich auch auf andere Polysaccharide zur Herstellung weiterer Funktionalitäten übertragen.
Gerne untersuchen wir im Kundenauftrag oder geförderten Projekt weitere Anwendungen und Verwertungsstrategien.
Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB