Преимущества супергидрофобных покрытий на основе хитозана

Хитозан, природный полисахарид, привлекает внимание своими способностями к образованию пленки и легкостью модификации. В отличие от традиционных покрытий на основе ПФАС, которые полагаются на синтетические фторированные соединения, покрытия из хитозана являются биоразлагаемыми, нетоксичными и экологически чистыми. С помощью метода осаждения без растворителей это современное покрытие придает супергидрофобность тканям, предлагая экологически чистую альтернативу для обработки текстиля.

Ключевые преимущества покрытий из хитозана без ПФАС включают:

Экологическая безопасность: Не содержит вредных фторированных химикатов, снижая экологическое воздействие.

Биодеградируемость: Естественно разлагается без выделения стойких загрязняющих веществ.

Совместимость с кожей: Безопасен для контакта с человеком, что подтверждено тестами на биосовместимость.

Улучшенная прочность: Сохраняет гидрофобные свойства даже после нескольких циклов стирки.

Производительность и гидрофобные свойства

Гидрофобность имеет решающее значение для применения в уличной одежде, защитной экипировке и промышленных текстилях. Анализ угла контакта и испытания на удар капли подтверждают, что покрытие из хитозана достигает супергидрофобности, с углом advancing contact angle (θA) 151° и углом receding contact angle (θR) 136°. Этот водоотталкивающий эффект обусловлен сочетанием химической структуры хитозана и нано- и микромасштабной шероховатости поверхности, как было проанализировано с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ).

Долговечность и стойкость к стирке

Одной из основных проблем водоотталкивающих покрытий является их долговечность в реальных условиях. Безфтористое покрытие из хитозана демонстрирует замечательную стабильность, особенно в кислых условиях. Гидрофобность остается неизменной даже после восьми циклов стирки, что подтверждает его устойчивость к экологическим стрессорам. Термогравиметрический анализ с инфракрасной спектроскопией (TGA-IR) дополнительно оценивает термическое разложение покрытия, подтверждая, что при разрушении не выделяются опасные соединения.

Биосовместимость и безопасность для человеческой кожи

Ключевым преимуществом покрытия хитозаном является его биосовместимость, что делает его безопасным для прямого контакта с кожей. Тесты на цитотоксичность на человеческих кератиноцитах (клеточная линия HaCaT) и фибробластах (клеточная линия HFF-1) показывают, что покрытие не вызывает неблагоприятных эффектов, что обеспечивает его пригодность для применения в одежде, медицинских текстилях и защитных тканях. Это отличает его от традиционных методов лечения на основе ПФАС, которые могут представлять риски для здоровья из-за длительного воздействия.

Будущие приложения и промышленные последствия

Разработка супергидрофобных покрытий без ПФАС открывает новые возможности для различных отраслей:

Уличная и спортивная одежда: Устойчивые водоотталкивающие текстили для курток, обуви и палаток.

Медицинские текстили: Защитные ткани с антибактериальными свойствами и влагостойкостью.

Промышленные и автомобильные применения: Водонепроницаемые покрытия для оборудования, обивки и рабочей одежды.

С учетом растущего регуляторного давления на отказ от продуктов, содержащих ПФАС, отраслям необходимо принять инновационные альтернативы. Хитозановое гидрофобное покрытие представляет собой прорыв в области устойчивой науки о материалах, обеспечивая эффективное, экологически чистое и безопасное решение для обработки тканей.

Безфтористый супергидрофобный покрытие из хитозана является революционным достижением в текстильной технологии. Используя естественные свойства хитозана, это инновационное покрытие обеспечивает выдающуюся водоотталкивающую способность, долговечность и биосовместимость без ущерба для окружающей среды. С учетом ужесточения регулирования по PFAS, принятие устойчивых альтернатив, таких как покрытия из хитозана, станет необходимым для отраслей, стремящихся достичь высоких показателей производительности и экологически чистых решений. Этот прорыв прокладывает путь к более экологичному будущему в технологии водоотталкивающих тканей.

Источники:

◆Ссылки: ScienceDirect

◆ScienceDirect: https://pse.is/74hjzx