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September 2012
Matthias Mai
Oberflächenanalyse von Fluorcarbon-Ausrüstungen bezüglich der Permanenz des hydrophoben Effekts
Die Hydro- und Oleophobie sind Eigenschaften, die in der Textiltechnik von besonderem Interesse sind. Während es einige technische Lösungen zur Erzeugung des wasserabweisenden Effekts gibt, kann nur unter Verwendung von sogenannten Fluorcarbonen (FC) auch gleichzeitig eine Abweisung von Ölen erzielt werden.
Bei vorangegangenen Arbeiten im wehrwissenschaftlichen Institut für Werk- und Betriebsstoffe stellte sich heraus, dass die Wasserabweisung bei mit Fluorcarbon ausgerüsteten Textilien bereits nach der ersten Wäsche stark abnimmt und durch nachfolgende Wärmebehandlungen nicht wiederhergestellt werden kann. Allerdings ist die Oleophobie weiterhin vorhanden.
Das Ziel der Masterarbeit ist es, die Ursache für den Hydrophobieverlust zu identifizieren, um so die Wahl der Gegenmaßnahmen zu erleichtern. Dazu werden mit Hilfe von oberflächensensitiven und chemischen Analysen, sowie gängigen Textilprüfungen und betrachtenden Verfahren, wie der Rasterelektronenmikroskopie, Untersuchungen angestellt.
Die Resultate lassen darauf schließen, dass im Laufe einer Wäsche kein umfangreicher Abrieb der FC-Ausrüstung stattfindet. Jedoch führt die beim Waschen auftretende mechanische Belastung des Textils zur Fibrillierung der Cellulose-Fasern und somit zum Freilegen von hydrophilen Arealen. Durch die Aufschlagsenergie eines Regentropfens kann das Wasser die beschädigten Bereiche benetzen und so auch mit den inneren, unausgerüsteten Fasern in Kontakt kommen, was das Durchnässen des Gewebes beschleunigt. Bei Wassertropfen, die mit wenig Energie auf das Textil treffen, ist jedoch wegen der noch oberflächenwirksamen Fluorcarbone weiterhin ein hydrophober Effekt zu beobachten. Dadurch lässt sich auch das Weiterbestehen der Oleophobie nach der Wäsche erklären, da bei der Oleophobie-Prüfung ausschließlich das Verhalten von aufliegenden Öltropfen beurteilt wird. Die Untersuchung des Einflusses von Auflagerungen oder Resttensiden, die sich auf dem Textil befinden können, führt zu der Annahme, dass ihr Vorhandensein nicht gänzlich ausgeschlossen werden kann, aber eine maßgebliche Beteiligung am Hydrophobieverlust nicht stattfindet.
Bei vorangegangenen Arbeiten im wehrwissenschaftlichen Institut für Werk- und Betriebsstoffe stellte sich heraus, dass die Wasserabweisung bei mit Fluorcarbon ausgerüsteten Textilien bereits nach der ersten Wäsche stark abnimmt und durch nachfolgende Wärmebehandlungen nicht wiederhergestellt werden kann. Allerdings ist die Oleophobie weiterhin vorhanden.
Das Ziel der Masterarbeit ist es, die Ursache für den Hydrophobieverlust zu identifizieren, um so die Wahl der Gegenmaßnahmen zu erleichtern. Dazu werden mit Hilfe von oberflächensensitiven und chemischen Analysen, sowie gängigen Textilprüfungen und betrachtenden Verfahren, wie der Rasterelektronenmikroskopie, Untersuchungen angestellt.
Die Resultate lassen darauf schließen, dass im Laufe einer Wäsche kein umfangreicher Abrieb der FC-Ausrüstung stattfindet. Jedoch führt die beim Waschen auftretende mechanische Belastung des Textils zur Fibrillierung der Cellulose-Fasern und somit zum Freilegen von hydrophilen Arealen. Durch die Aufschlagsenergie eines Regentropfens kann das Wasser die beschädigten Bereiche benetzen und so auch mit den inneren, unausgerüsteten Fasern in Kontakt kommen, was das Durchnässen des Gewebes beschleunigt. Bei Wassertropfen, die mit wenig Energie auf das Textil treffen, ist jedoch wegen der noch oberflächenwirksamen Fluorcarbone weiterhin ein hydrophober Effekt zu beobachten. Dadurch lässt sich auch das Weiterbestehen der Oleophobie nach der Wäsche erklären, da bei der Oleophobie-Prüfung ausschließlich das Verhalten von aufliegenden Öltropfen beurteilt wird. Die Untersuchung des Einflusses von Auflagerungen oder Resttensiden, die sich auf dem Textil befinden können, führt zu der Annahme, dass ihr Vorhandensein nicht gänzlich ausgeschlossen werden kann, aber eine maßgebliche Beteiligung am Hydrophobieverlust nicht stattfindet.
Schlagwörter: Waschpermanenz; Fluorcarbon; Hydrophobie; Oleophobie; REM; ESCA; IC; ICP-OES; Benetzungswaage; Kontaktwinkelmessung; Bundesmann; Beregnungsprüfung; Spraytest
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