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Hydrophobe Schutzschicht verbessert mechanische Festigkeit von Hanftextilien und Papier
Ein silikonhaltiger, wasserbasierter Polyurethanlack verbessert die Wasserfestigkeit und mechanische Stabilität von Hanfstoff und Papier deutlich – und eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten für cellulosische Substrate.
Hanfgewebe und Zellulosepapier sind nachhaltige Materialien mit hohem Anwendungspotenzial – doch ihre begrenzte Wasserbeständigkeit und mechanische Belastbarkeit hemmen eine breitere industrielle Nutzung. Ein Forschungsteam aus China hat nun eine funktionalisierte Beschichtung entwickelt, die diese Schwächen adressiert: Ein wasserbasierter Polyurethan-Acrylat-Lack mit Silikonkomponenten (WPUASi) erhöht sowohl die Hydrophobie als auch die Festigkeit der Substrate.
Die auf einem interpenetrierenden Polymernetzwerk (IPN) basierende Emulsion wurde auf Hanftextilien und Filterpapier aufgetragen. Dabei stieg der Wasserkontaktwinkel (WCA) bei Hanf von 0° auf 127,5°, bei Papier auf 113,2°. Auch die mechanischen Kennwerte verbesserten sich deutlich: Die Reißfestigkeit des Hanfgewebes nahm um 19 % zu, die Faltfestigkeit des Filterpapiers stieg auf das 23-Fache.
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Beständig auch nach dem Waschen
Selbst nach mehreren Waschzyklen behielten die behandelten Substrate einen Großteil ihrer hydrophoben und mechanischen Eigenschaften. Das deutet auf eine gute Haftung und Stabilität der Beschichtung hin. Darüber hinaus wurde die WPUASi-Formulierung auf andere faserbasierte Materialien wie Baumwolle, Polyester-Baumwollmischungen, Acrylfasern sowie auf Holzwerkstoffe (z. B. Hartfaserplatten und Balsaholz) aufgebracht. Auch hier lagen die Wasserkontaktwinkel zwischen 100° und 120°.
In einem weiteren Versuch kombinierten die Forschenden die Beschichtung mit Curcumin, um einen UV-beständigen, antibakteriellen und wasserabweisenden Multifunktionsstoff auf Hanfbasis herzustellen. Die Ergebnisse zeigen das Potenzial der neuartigen Formulierung für den Einsatz in funktionalisierten, bio-basierten Materialsystemen.
Quelle: Deng, Lihua et al. (2025): Simultaneously improving water resistance and mechanical strength of hemp fabric and paper substrates enabled by silicone-containing waterborne polyurethane surface coating. In: Progress in Organic Coatings, Volume 200, Article 108976.
