Ziel der Entwicklung

Die bestehenden Technologien für antivirale und antibakterielle Textilien, welche z. B. für Schutzkleidung oder Masken genutzt werden können, nutzen Silber(ionen) oder polykationische Oberflächen, für die es verschiedene gesundheits- und umweltbezogene Bedenken gibt. Somit besteht der Bedarf nach einer unbedenklichen und möglichst simplen Alternative. Ziel der Entwicklung war es, mittels Natriumhypochlorit N Halamin-Strukturen an stickstoffhaltigen Polymerfasern auszubilden, um sowohl antibakterielle als auch antivirale Eigenschaften hervorzurufen.

Vorteile und Lösungen

Zum einen wurden intrinsisch stickstoffhaltige Polymere mit unterschiedlich konzentrierten Natriumhypochlorit-Lösungen unter Variation der Reaktionszeiten behandelt. Hierfür wurde sowohl kommerzielles Polyamid 6 genutzt als auch spezielle Polymere, teilaromatische Polyamide und Polyhydrazide, synthetisiert. Anschließend wurden die antibakterielle und antivirale Wirksamkeiten sowie die Biokompatibilitäten der Fasern geprüft.
Die Behandlung von kommerziellem Polyamid 6 resultierte sowohl in antibakteriellen als auch antiviralen Eigenschaften. Mittels Kapillarviskosimetrie wurde ein leichter Molmassenabbau registriert, welcher mit einer leichten Erhöhung der Zytotoxizität der Fasern einherging. Durch Lagerungs- und Waschversuche in der Waschmaschine mit anschließender, erneuter Natriumhypochlorit-Behandlung konnte die Stabilität und Regenerierbarkeit untersucht werden mit dem Ergebnis, dass die Fasern eine durchaus hohe Lagerstabilität ohne Verlust der Bioaktivität aufweisen, eine Regenerierbarkeit jedoch nicht gegeben ist.
Als potentiell stabilere Alternative zu PA6 wurde ein teilaromatisches, kommerziell nicht verfügbares Polyamid synthetisiert und mittels Schmelzspinnen zu Fasern verarbeitet, nachdem die zunächst synthetisierten Polyhydrazide thermoplastisch nicht verarbeitbar waren. Es stellte sich heraus, dass dieses eine sehr gute Biokompatibilität aufweist und durch Chlorierung eine starke antibakterielle Wirksamkeit ohne den beobachteten Molmassenabbau des PA6 erzielt werden konnte. Eine antivirale Wirkung konnte jedoch in den Tests nicht nachgewiesen werden.
Neben den Untersuchungen an stickstoffhaltigen Polymerketten wurden auch Polymere mit cyclischen, halogenierbaren Gruppen funktionalisiert. Diese Synthesen waren allerdings sehr aufwändig. Die Bioaktivitäts- und Stabilitätsuntersuchungen zeigten keine Vorteile gegenüber den direkt chlorierten Polymeren auf.
Schließlich wurde ein Polyamid 6-Kittel den Chlorierungsbedingungen unterzogen.

Zielgruppe und Zielmarkt

Die Produkte können in medizinischen Bereichen in Form von persönlicher Schutzausrüstung für Kittel, Handschuhe, Mund-Nasen-Schutz und Haarschutzartikel eingesetzt werden, wo ein Schutz vor Viren und Bakterien besonders wichtig ist. Denkbar sind auch Schutzabdeckungen, Teppiche und Matten oder Filtermaterialien.
Für weitere wirtschaftliche Umsetzungen der Forschungsresultate wird auf der Basis fundierter Argumentationen durch ausgewiesene Testergebnisse an realen Produkten, Materialeigenschaften und gefertigten Versuchsmustern der Kontakt zu bestehenden Unternehmen mit Bezug zu Chemiefasern und PSA gesucht und Entwicklungsleistungen angeboten. Forschungsergebnisse, darauf aufbauende Weiterentwicklungen sowie Präzisierung von künftigen Entwicklungszielen sowie produktorientierte Arbeiten könnten in dieser Kooperation diskutiert und zeitnah umgesetzt werden. Das Interesse nach Abschluss des Vorhabens besteht in der Akquise praxisrelevanter Versuche als Forschungsleistung, ggf. um geeignete Technologien für andere Anwendungsgebiete zu prüfen, die bisher nicht berücksichtigt wurden.
Für die angestrebte Kundenakquise ist zum Transfer der Forschungsergebnisse geplant, die Ergebnisse bei Kundenmeetings, Ausstellungen auf Messen (z. B. Techtextil), Präsentationen auf Fachtagungen (z. B. Chemiefasertagung Dornbirn) und Beiträgen bei Netzwerken (z. B. LUVO-Netzwerkverbund) vorzustellen.
Es wird erwartet, dass sich deutlich positive wirtschaftliche Effekte für unsere Einrichtung und die eigenen zukünftigen Forschungsarbeiten ergeben.