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Fluorfreie WPU-Beschichtung für wasserabweisende Textilien
Forschende präsentieren eine fluorfreie, wasserbasierte Polyurethanbeschichtung (WPU) mit Siloxan-Synergie für wasserabweisende Textilien. Die Kombination aus Seitenkettenfunktionalisierung und doppelter Siloxan-Wirkung liefert eine nachhaltige und industriell umsetzbare Alternative zu bisher fluorhaltigen Ausrüstungen.
Funktionale wasserabweisende Textilien beruhen bislang häufig auf biotoxischen Fluorverbindungen oder erfordern komplexe Herstellungsprozesse. Beides erschwert die breite industrielle Anwendung aufgrund ökologischer Bedenken und hoher Kosten. Ein chinesisches Forschungsteam um Shiyu Wang stellt nun eine fluorfreie, einfach zu verarbeitende und wirksame wasserbasierte Polyurethanbeschichtung (WPU) vor, die durch Seitenkettenfunktionalisierung und Siloxan-Synergie eine nachhaltige Alternative bietet.
Im Zentrum der Formulierung stehen ungebundene endständige tertiäre Amingruppen, die eine effiziente Aminionisation und damit eine stabile Emulsion ermöglichen. Auf dieser Basis wurde ein WPU-System polymerisiert, das sowohl im Polymerrückgrat als auch in den beweglichen Seitenketten eine ausreichende Menge an Polysiloxanen trägt. Die so geschaffene doppelte Siloxan-Wirkung bildet eine verstärkte wasserabweisende Barriere.
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Doppelte Siloxan-Wirkung als Schlüssel zur Wasserabweisung
Der Mechanismus beruht auf zwei sich ergänzenden Effekten: Die mobilen Siloxanketten wehren das Eindringen flüssigen Wassers ab, während die Siloxane im Weichsegment die Fasern ummanteln und so eine zusätzliche Isolierungsschicht bilden. Mit der optimierten Arbeitslösung WPU-I8P6 behandelte Baumwollgewebe erreichten einen Wasserkontaktwinkel von 148,0° und im Sprühtest nach AATCC Test Method 22–2017 die Bewertung 90.
Auch unter praxisnahen Belastungen erwies sich die Beschichtung als robust: Die Wasserabweisung blieb nach 360 h Bewitterung, 50 Abriebzyklen, Waschvorgängen und chemischer Korrosion erhalten. Die Beschichtung lässt sich zudem über ein einfaches Pad-Dry-Cure-Verfahren applizieren und ist sowohl fluor- als auch VOC-frei.
Industriell umsetzbarer Weg zu nachhaltigen Textilausrüstungen
Mit dem vorgestellten Ansatz adressieren die Forschenden zentrale Anforderungen an moderne Textilbeschichtungen: Verzicht auf bedenkliche Fluorchemie, einfache Verarbeitbarkeit und langlebige Funktion. Die Kombination aus Seitenkettenfunktionalisierung und doppelter Siloxan-Synergie eröffnet damit einen industriell viablen Weg zur Herstellung nachhaltiger, wasserabweisender Textilien.
Quelle: Wang, S. et al. Fluorine-free waterborne polyurethane coatings with siloxane synergy for sustainable water-repellent textiles. Prog. Org. Coat. (2026).
