Lợi ích của lớp phủ siêu kỵ nước dựa trên chitosan

Chitosan, một polysaccharide tự nhiên, đang thu hút sự chú ý nhờ khả năng tạo màng và dễ dàng điều chỉnh. Khác với các lớp phủ dựa trên PFAS truyền thống, phụ thuộc vào các hợp chất fluor hóa tổng hợp, lớp phủ chitosan có thể phân hủy sinh học, không độc hại và thân thiện với môi trường. Thông qua một phương pháp lắng đọng không dung môi, lớp phủ tiên tiến này mang lại tính siêu kỵ nước cho vải, cung cấp một lựa chọn thân thiện với môi trường cho các phương pháp xử lý vải.

Lợi ích chính của lớp phủ chitosan không chứa PFAS bao gồm:

An toàn môi trường: Không chứa hóa chất fluor hóa độc hại, giảm tác động đến sinh thái.

Khả năng phân hủy sinh học: Phân hủy tự nhiên mà không thải ra các chất ô nhiễm bền vững.

Tương thích với da: An toàn cho tiếp xúc với con người, như đã được xác nhận bởi các thử nghiệm tương thích sinh học.

Độ bền được cải thiện: Duy trì các tính chất kỵ nước ngay cả sau nhiều chu trình giặt.

Hiệu suất và Tính chất Kỵ nước

Tính kỵ nước rất quan trọng cho các ứng dụng trong trang phục ngoài trời, thiết bị bảo vệ và vải công nghiệp. Phân tích góc tiếp xúc và thử nghiệm va chạm giọt nước xác nhận rằng lớp phủ chitosan đạt được tính siêu kỵ nước, với góc tiếp xúc tiến (θA) là 151° và góc tiếp xúc lùi (θR) là 136°. Hiệu ứng chống thấm nước này được cho là do sự kết hợp giữa cấu trúc hóa học của chitosan và độ nhám bề mặt ở quy mô nano và vi mô, như đã được phân tích qua kính hiển vi điện tử quét (SEM).

Độ bền và Khả năng chống giặt

Một trong những thách thức lớn của các lớp phủ chống thấm nước là độ bền của chúng trong các điều kiện thực tế. Lớp phủ chitosan không chứa PFAS thể hiện sự ổn định đáng kể, đặc biệt là trong các điều kiện axit. Tính kỵ nước vẫn được duy trì ngay cả sau tám chu kỳ giặt, cho thấy khả năng chống lại các yếu tố căng thẳng từ môi trường. Phân tích nhiệt trọng lượng kết hợp với quang phổ hồng ngoại (TGA-IR) còn đánh giá thêm sự phân hủy nhiệt của lớp phủ, xác nhận rằng không có hợp chất độc hại nào được giải phóng khi phân hủy.

Tính tương thích sinh học và An toàn cho Da người

Một lợi thế quan trọng của lớp phủ chitosan là tính tương thích sinh học của nó, làm cho nó an toàn khi tiếp xúc trực tiếp với da. Các thử nghiệm độc tính trên tế bào keratinocytes người (dòng tế bào HaCaT) và fibroblasts (dòng tế bào HFF-1) cho thấy lớp phủ không gây ra tác động bất lợi, đảm bảo tính phù hợp cho các ứng dụng trong quần áo, vải y tế và vải bảo hộ. Điều này làm cho nó khác biệt so với các phương pháp điều trị dựa trên PFAS thông thường, có thể gây ra rủi ro cho sức khỏe do tiếp xúc kéo dài.

Các ứng dụng tương lai và những tác động trong ngành công nghiệp

Sự phát triển của các lớp phủ siêu kỵ nước không chứa PFAS mở ra những khả năng mới cho nhiều ngành công nghiệp:

Thời trang ngoài trời và thể thao: Vải bền chống nước cho áo khoác, giày dép và lều.

Vải y tế: Vải bảo vệ có tính kháng khuẩn và khả năng chống ẩm.

Sử dụng trong công nghiệp và ô tô: Lớp phủ chống nước cho thiết bị, bọc ghế và trang phục làm việc.

Với áp lực quy định ngày càng tăng để loại bỏ các sản phẩm chứa PFAS, các ngành công nghiệp phải chấp nhận các giải pháp thay thế sáng tạo. Lớp phủ kỵ nước dựa trên chitosan đại diện cho một bước đột phá trong khoa học vật liệu bền vững, cung cấp một giải pháp hiệu quả, thân thiện với môi trường và an toàn cho việc xử lý vải.

Lớp phủ chitosan siêu kỵ nước không chứa PFAS là một bước tiến cách mạng trong công nghệ dệt may. Bằng cách tận dụng các tính chất tự nhiên của chitosan, lớp phủ sáng tạo này mang lại khả năng chống nước xuất sắc, độ bền và tính tương thích sinh học mà không gây ảnh hưởng đến môi trường. Khi các quy định về PFAS trở nên nghiêm ngặt hơn, việc áp dụng các giải pháp thay thế bền vững như lớp phủ chitosan sẽ là điều cần thiết cho các ngành công nghiệp nhằm đạt được các giải pháp hiệu suất cao và thân thiện với môi trường. Đột phá này mở ra con đường cho một tương lai xanh hơn trong công nghệ vải chống thấm nước.

Nguồn:

◆Tài liệu tham khảo: ScienceDirect

◆ScienceDirect: https://pse.is/74hjzx