Los textiles de algodón ignífugos de última generación sufren la liberación de formaldehído y son incómodos de usar. Los científicos de Empa lograron sortear este problema creando una red física y químicamente independiente de retardadores de llama dentro de las fibras. Este enfoque conserva las propiedades inherentemente positivas de las fibras de algodón, que representan las tres cuartas partes de la demanda mundial de fibras naturales para prendas de vestir y textiles para el hogar. El algodón es agradable para la piel porque puede absorber cantidades considerables de agua y mantener un microclima favorable en la piel.

Para bomberos y otro personal de servicios de emergencia, la ropa protectora constituye la barrera más importante. Para tales fines, El algodón se utiliza principalmente como capa textil interior que necesita propiedades adicionales:por ejemplo, debe ser ignífugo o proteger contra contaminantes biológicos. Sin embargo, no debe ser hidrofóbico, lo que crearía un microclima incómodo. Estas propiedades adicionales pueden incorporarse a las fibras de algodón mediante modificaciones químicas adecuadas.

Durabilidad frente a toxicidad

"Hasta ahora, Siempre ha sido necesario un compromiso para hacer que el algodón sea ignífugo, "dice Sabyasachi Gaan, un químico y experto en polímeros que trabaja en el laboratorio de Fibras Avanzadas de Empa. El algodón retardante de llama resistente al lavado en la industria se produce tratando la tela con retardadores de llama, que se une químicamente a la celulosa del algodón. En la actualidad, la industria textil no tiene otra opción que utilizar productos químicos a base de formaldehído, y el formaldehído está clasificado como carcinógeno. Este ha sido un problema sin resolver durante décadas. Si bien los tratamientos retardantes de llama a base de formaldehído son duraderos, tienen inconvenientes adicionales:los grupos -OH de la celulosa están químicamente bloqueados, lo que reduce considerablemente la capacidad del algodón para absorber agua, lo que resulta en un tejido incómodo.

Gaan conoce bien la química de las fibras de algodón y ha pasado muchos años en Empa desarrollando retardadores de llama basados ​​en la química del fósforo que ya se utilizan en muchas aplicaciones industriales. Ahora ha logrado encontrar una manera elegante y sencilla de anclar el fósforo en forma de una red independiente dentro del algodón.

Red independiente entre fibras de algodón

Gaan y sus colegas Rashid Nazir, Dambarudhar Parida y Joel Borgstädt utilizaron un compuesto de fósforo trifuncional (óxido de trivinilfosfina), que tiene la capacidad de reaccionar solo con moléculas específicamente agregadas (compuestos de nitrógeno como piperazina) para formar su propia red dentro del algodón. Esto hace que el algodón sea permanentemente resistente al fuego sin bloquear los grupos -OH favorables. Además, a la red física de óxido de fosfina también le gusta el agua. Este tratamiento retardante de llama no incluye formaldehído cancerígeno, que pondría en peligro a los trabajadores textiles durante la fabricación textil. Las redes de óxido de fosfina, así formado, no se lava:Después de 50 lavados, El 95 por ciento de la red retardante de llama todavía está presente en la tela.

Para brindar funciones protectoras adicionales al algodón retardante de llama desarrollado en Empa, los investigadores también incorporaron nanopartículas de plata generadas in situ dentro del tejido. Esto funciona muy bien en un proceso de un solo paso junto con la generación de redes de óxido de fosfina. Las nanopartículas de plata proporcionan a la fibra propiedades antimicrobianas y sobreviven 50 ciclos de lavado. también.

Una solución de alta tecnología de la olla a presión.

"Hemos utilizado un enfoque simple para arreglar las redes de óxido de fosfina dentro de la celulosa, "Dice Gaan." Para nuestros experimentos de laboratorio, Primero tratamos el algodón con una solución acuosa de compuestos de fósforo y nitrógeno y luego lo calentamos al vapor en una olla a presión fácilmente disponible para facilitar la reacción de reticulación de las moléculas de fósforo y nitrógeno ". El proceso de aplicación es compatible con los equipos utilizados en la industria textil . "Vaporizar textiles después de teñir, la impresión y el acabado es un paso normal en la industria textil. Por lo tanto, no se requiere una inversión adicional para aplicar nuestro proceso, "dice el químico de Empa.

Mientras tanto, esta química del fósforo desarrollada recientemente y su aplicación está protegida por una solicitud de patente. "Quedan dos obstáculos importantes, "Dice Gaan." Para la comercialización futura, necesitamos encontrar un fabricante de productos químicos adecuado que pueda producir y suministrar óxido de trivinilfosfina. Además, El óxido de trivinilfosfina debe estar registrado en REACH en Europa ".