L'Empa cherche des alternatives aux PFAS avec un procédé plasma

Les vêtements fonctionnels modernes peuvent être imperméables et antisalissants, mais ils sont souvent imprégnés de produits chimiques contenant des PFAS. Il n'est pas facile de remplacer ces substances nocives. C'est pourquoi les chercheurs de l'Empa développent, en collaboration avec des fabricants de textiles, une technologie permettant de trouver des substituts aux PFAS et de les utiliser de manière plus précise.

Parce que les PFAS sont hydrofuges, antisalissants et dégraissants, la recherche d'un groupe de substances alternatives est un défi. C'est pourquoi les chercheurs de l'Empa travaillent avec des partenaires de l'industrie pour développer des technologies et des matériaux permettant de fabriquer des textiles sans PFAS avec les propriétés souhaitées, de manière durable et économique. Le projet «EC0Tex» a pour objectif de produire des revêtements hydrofuges pour les fils textiles en utilisant des substances exemptes de fluor dans une installation d'enduction au plasma spécialement développée à cet effet.

Le principe «Safe and Sustainable by Design» (SSbD) est au cœur du projet «EC0Tex», afin d'éviter l'utilisation de substances de substitution qui devront être jugées tout aussi nocives par la suite. C'est pourquoi, comme l'explique l'Empa dans son communiqué, l'équipe de recherche compare très tôt dans le processus de développement les besoins de l'industrie, de l'environnement et de la société à l'aide d'analyses de risques et filtre les matériaux et les technologies qui ne répondent pas aux propriétés souhaitées en termes de durabilité ou de rentabilité.

Imprégnation par procédé plasma

En collaboration avec les partenaires de mise en œuvre de l'industrie textile suisse, un nouveau procédé d'imprégnation adapté à l'industrie et utilisant la technologie plasma doit ainsi voir le jour. En effet, les substances exemptes de PFAS utilisées jusqu'à présent doivent être employées en trop grandes quantités avec les techniques traditionnelles pour produire les propriétés matérielles des textiles enduits de PFAS.

La nouvelle installation plasma, conçue à cet effet en collaboration avec les chercheurs de l'Empa, doit permettre d'appliquer des revêtements extrêmement fins sur les fibres individuelles d'un fil. «Nous pouvons ainsi réduire considérablement la quantité de produits chimiques utilisés tout en obtenant une imprégnation complète des fils», explique Dirk Hegemann de l'Empa. Les fils ainsi obtenus pourraient être utilisés directement pour la production de vêtements de plein air et de sport, mais aussi pour les cordes, ajoute le chercheur.

Enrobé en profondeur

La technique d'enduction induite par plasma consiste à générer du plasma dans une chambre au moyen d'une décharge électrique gazeuse. Comme il s'agit d'une énergie élevée à basse température, les produits chimiques s'évaporent dans la chambre et forment des espèces réactives qui se fixent sur les fibres individuelles d'un fil. Habituellement, seules les fibres les plus extérieures d'un textile peuvent être imprégnées de cette manière. «Nous avons adopté une nouvelle approche : La nouvelle installation de revêtement par plasma produit des espèces de réactivité différente qui peuvent aussi pénétrer profondément dans la structure du fil», explique Dirk Hegemann, chercheur à l'Empa. Il en résulte un revêtement résistant et pénétrant.

Le défi: graisse et saleté

Pour remplacer les PFAS, les chercheurs étudient comment les composés organosiliciés pourraient être utilisés pour l'imprégnation. L'innocuité en cas d'exposition à l'environnement par l'abrasion ou le lavage doit être analysée avec précision. Selon l'Empa, les premières analyses montrent que les composés organosiliciés forment des couches hautement réticulées avec d'excellentes propriétés en termes de rejet de l'eau et de séchage rapide, qui dépassent même celles des imprégnations PFAS en termes de résistance.

Un défi reste toutefois à relever à l'heure actuelle : la résistance à la graisse et à la saleté que peuvent offrir les textiles PFAS. Selon M. Hegemann, des travaux supplémentaires sont nécessaires pour pouvoir remplacer les PFAS dans les textiles tels que les vêtements de protection au travail. Le grand groupe des composés organosiliciés ouvre une multitude de possibilités. Selon les chercheurs, grâce à la technologie plasma, il existe la possibilité de trouver d'autres nouvelles solutions en adaptant les substances de départ et les conditions d'enduction et de les adapter sur mesure aux propriétés souhaitées des textiles - tout en gardant à l'esprit les principes «Safe and Sustainable by Design».