Coton Ignifuge et Confortable : Tissu Protecteur Sans Formaldéhyde

Les tissus de coton ignifuges à la pointe de la technologie souffrent de dégagements associés au formaldéhyde et sont désagréables à porter. Les chercheurs de l’Empa ont réussi à contourner ce problème en créant un réseau sous forme physique et chimiquement tiers de produits ignifuges à l’intérieur des matériaux. Cette approche conserve les attributs intrinsèquement positifs particuliers des matériaux en coton, qui représentent les trois quarts des besoins mondiaux en fibres naturelles dans les vêtements ainsi que les textiles de maison. Le coton naturel est doux pour la peau car il peut absorber beaucoup d’eau et maintenir un microclimat favorable pour la peau.

En ce qui concerne les pompiers et autres personnels des services d’intervention d’urgence, les vêtements de protection constituent la barrière la plus importante. Pour ce genre d’usages, le coton est principalement utilisé comme couche textile interne qui nécessite des propriétés supplémentaires : par exemple, il doit être ignifuge voire protéger des polluants biologiques. Néanmoins, il ne devrait pas avoir à devenir hydrophobe, ce qui créerait un microclimat inconfortable. Ces types de propriétés supplémentaires pourraient être intégrés aux fibres de coton naturelles par des modifications chimiques idéales.

«Jusqu’à présent, il a toujours utilisé un compromis pour rendre le coton ignifuge», explique Sabyasachi Gaan, chimiste et expert en polymères qui semble travailler au laboratoire Advanced Fibers de l’Empa. Le coton ignifuge résistant au lavage dans le secteur est produit en traitant le tissu avec des retardateurs de flamme, qui se lient généralement chimiquement à la cellulose du coton naturel. Actuellement, l’industrie textile n’a pas d’autre choix que d’utiliser des produits chimiques à base de formaldéhyde – et le formaldéhyde sera classé comme cancérigène. C’est un bon problème non résolu depuis de nombreuses années. Bien que les traitements ignifuges à base de formaldéhyde soient généralement durables, ils présentent des inconvénients supplémentaires : les groupes -OH de la cellulose sont généralement bloqués chimiquement, ce qui réduit généralement considérablement la capacité du coton à absorber l’eau, ce qui conduit à un textile inconfortable.

Gaan connaît bien la chimie particulière des fibres 100 % coton et a passé de nombreuses années avec l’Empa à développer des produits ignifuges basés sur la chimie du phosphore qui sont actuellement utilisés dans de nombreuses applications commerciales. Maintenant, ils ont réussi à trouver un moyen élégant et facile de pointer le phosphore sous la forme d’un réseau indépendant dans le coton.

Le gel qui produit des drogues

Gaan et ses collègues Rashid Nazir, Dambarudhar Parida et Fran Borgstädt ont utilisé la substance phosphorée trifonctionnelle (oxyde de trivinylphosphine), qui n’a la capacité de répondre qu’avec des molécules particulièrement ajoutées (composés azotés comme la pipérazine) pour former son propre système à l’intérieur du coton. . Ce particulier rend le coton complètement résistant au feu sans obstruer les groupements -OH favorables. En outre, le système d’oxyde de phosphine corporel aime également l’eau potable. Ce traitement ignifuge ne contient pas de formaldéhyde cancérigène, qui peut mettre en danger les employés du textile lors de la production textile. Les réseaux d’oxyde de phosphine, ainsi façonnés, ne s’y lavent pas : après 50 lavages, 95 pour cent du système ignifuge sont encore présents dans le tissu en question.

Afin d’apporter des fonctionnalités défensives supplémentaires au coton ignifuge créé à l’Empa, les chercheurs ont également inclus des nanoparticules d’argent créées in situ dans le tissu. Cela fonctionne bien dans un processus en une étape avec la production des réseaux d’oxyde de phosphine. Les nanoparticules d’argent fournissent à la fibre des propriétés antimicrobiennes et survivent également à 50 cycles de lavage du linge.

« Nous avons utilisé une approche simple pour réparer les réseaux d’oxyde de phosphine à l’intérieur de la cellulose », déclare Gaan. «Pour nos expériences en laboratoire, nous avons d’abord traité le coton naturel avec une solution aqueuse de phosphore et de composés azotés, puis l’avons cuit à la vapeur dans un four à pression disponible pour faciliter la réaction de réticulation particulière du phosphore et des molécules d’azote. ” Le processus de formulaire de demande est compatible avec l’équipement utilisé dans l’industrie textile particulière. « La cuisson à la vapeur des textiles après la teinture, l’impression et la finition est une partie normale de l’industrie textile. L’application du procédé ne nécessite donc pas d’investissement supplémentaire », explique le chimiste de l’Empa.

Pendant ce temps, cette chimie du phosphore nouvellement développée et son logiciel sont protégés par une demande de brevet. « Deux obstacles importants subsistent », déclare Gaan. « Pour une commercialisation future, nous devons trouver un fabricant de produits chimiques idéal, capable de produire et de fournir de l’oxyde de trivinylphosphine. De plus, l’oxyde de trivinylphosphine doit être enregistré REACH en Europe. ”