Projekt

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Biodegradable polymer membrane for the production of seamless breathable outdoor clothing

Gesuchsteller/in Stucki Mario
Nummer 183421
Förderungsinstrument Bridge - Proof of Concept
Forschungseinrichtung Institut für Chemie- und Bioingenieurwissenschaften ETH Zürich
Hochschule ETH Zürich - ETHZ
Hauptdisziplin Materialwissenschaften
Beginn/Ende 01.09.2018 - 31.08.2019
Bewilligter Betrag 129'608.00
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Alle Disziplinen (2)

Disziplin
Materialwissenschaften
Chemische Verfahrenstechnik

Keywords (10)

Breathable; Membrane; Biodegradable; Waterproof; Polymer; Material Science; Porous; Laminate; Fabric; Textile

Lay Summary (Deutsch)

Lead
Die wasserdichte und atmungsaktive Outdoorbekleidung hat sich in den letzten Jahren stark verändert. Die meist verkauften Lösungen mit fluorierter Chemie wurden als eine Quelle von gefährlichen Stoffen (Perfluorcarbone, PFCs) identifiziert. Durch den Einsatz von Greenpeace (Detox) wurde das Problem bekannt und die Marken verwenden nun erste PFC-freie Lösungen. Leider basieren diese auf herkömmlichen, aus der Bekleidungsindustrie bekannten, Materialien und sind aufgrund der komplexen Struktur eines Stoffes für Regenbekleidung, dem Laminat, nicht recyclierbar. Zudem werden diese Materialien verdächtigt massiv zum Problem der Mikro- und Nanoplastikpartikeln beizutragen.
Lay summary
Das Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines bioabbaubaren Laminats. Dafür wird unser templatbasierte Prozess auf die verfügbaren bioabbaubaren Polymere angewendet. Der Prozess erlaubt es uns die Eigenschaften der Membran selektiv zu optimieren in dem wir die Innenseite der atmungsaktiven Poren wasserabstossend funktionalisieren. Zusätzlich zu den Schutzfunktionen, wird die bioabbaubarkeit untersucht und optimiert. Das Produkt soll nicht vorzeitig abgebaut werden und unbrauchbar werden. Die verfügbaren Polymere bauen sich bei normalen Bedingungen nicht ab, erlauben jedoch einen selektiven Abbau unter spezifischen Konditionen wie erhöhte Temperatur oder eine passende biologische Umgebung. Die Membranen, welche den Anforderungen der Kunden entsprechen, werden mit einem ebenso bioabbaubaren Kleber auf einen bioabbaubaren Stoff laminiert um ein komplettes Produkt anzubieten.
Direktlink auf Lay Summary Letzte Aktualisierung: 30.08.2018

Verantw. Gesuchsteller/in und weitere Gesuchstellende

Mitarbeitende

Abstract

We have developed a process for highly breathable, yet waterproof membranes for applications in functional outdoor equipment. The pores are introduced via a template removal method and are at the same time functionalized to ensure sweat to leave from inside and water to be repelled from outside. The market leading technology in this field, sell thousands of their fluorinated membranes. Fluorinated chemicals revealed to be extremely hazardous and persistent in the environment. Therefore, Greenpeace started the Detox campaign condemning the use of these and other dangerous chemicals in the textile industry. Besides these chemical related hazardous problems, the next question that arises is the waste management of polymer-containing objects. They are usually disposed in landfills, where they are on the way to be incinerated, thus releasing CO2 from the combustion or even more harmful molecules if fluorine compounds are still present. They can also be forgotten and lost in the nature or wrongly disposed, herein persisting in the environment with a very slow degradation. In such cases, we face a new problem; the production of particulates plastic (nano- and microplastic).This project will investigate and market biodegradable membranes. We investigated multiple options of biodegradable polymers (e.g. poly (lactic acid) (PLA) ). In the project, we will produce membranes and prototypes with these polymers and test them on their functionality as well as their stability. The membrane will be compared to current products based on the industrial standards for waterproofing, windproofing and breathability. Along with this, the degradation process is followed very closely. No consumer wishes to buy a rain jacket that disappears in the rain. However, the cleavage of the polymer bonds in modern biodegradable polymers happens only at elevated temperatures in combination with water and the complete decomposition requires microorganisms. In conclusion, the membrane is stable in a cupboard but vanishes quickly in industrial composting sites but will also decompose if left forgotten in nature.We believe that we can produce the first biodegradable membrane that replaces the current used polymeric materials at no loss of the accustomed protection of the wearer. Our product shows a defined life cycle, independent of careful or careless disposal after use.
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