Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISCPFAS (Per- und Polyfluoralkylsubstanzen) sind eine Gruppe von Chemikalien, die in vielen Alltagsprodukten und industriellen Anwendungen vorkommen. Neben ihren ausgezeichneten thermischen und mechanischen Eigenschaften sowie der chemischen Inertheit, ist es vor allem die Wasser- und gleichzeitig Fett- und Schmutzabweisung, die diese Materialklasse auszeichnet. Anwendungen hierfür sind z. B. Antihaft-Kochgeschirr sowie wasserabweisenden Textilien oder Membranen. Auch in der Industrie sind PFAS wichtig: beispielsweise chemisch und thermisch inerte Dichtungen, Conformal Coatings oder thermisch stabile Beschichtungen bei der Elektronikherstellung sowie in der Automobilindustrie. Allerdings gibt es zunehmende Bedenken hinsichtlich der Umwelt- und Gesundheitsrisiken, da PFAS in der Umwelt und im menschlichen Körper kaum abgebaut werden und sich anreichern können.
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Wo ist überall PFAS enthalten?
PFAS-freie Alternativen für unterschiedlichste Anwendungen
PFAS-freie, nachhaltige Lösungen für Alltagsprodukte und industrielle Anwendungen
Unsere Entwicklungen zu PFAS-freien Alternativen umfassen eine große Vielfalt an Anwendungsbereichen wie z. B. Textilien, Verpackungsmaterialien, Batterietechnologien sowie Medizintechnik und elektronische Bauteile. Einen Auszug daraus stellen wir Ihnen hier vor.
PFAS-freie Textilien für Kleidung
PFAS helfen, Textilien wasser-, schmutz- und fettabweisend auszustatten. Das macht sie ideal speziell für Outdoor-Kleidung sowie für beanspruchte Textilien oder Heimtextilien. Da PFAS beim Waschen der Textilien und durch Abrieb in die Umwelt gelangen, sollten sie möglichst bald ersetzt werden. Erste Alternativen gibt es bereits. Auch das Fraunhofer ISC arbeitet bereits seit vielen Jahren daran.
PFAS-freie Antihaftbeschichtungen
Für beschichtete Pfannen gibt es bereits einige gute Alternativen zu PFAS. Antihaftbeschichtungen werden zudem auch in zahlreichen industriellen Verarbeitungsprozessen eingesetzt. Das Fraunhofer ISC hat hierzu erste fluorfreie Alternativen auf Basis von ORMOCER® entwickelt, die gezielt auf die jeweilige Anwendung angepasst werden können.
PFAS-freie Kathoden für Lithium-Ionen- und Natrium-Ionen-Batterien
Stand-der-Technik-Kathoden für Lithium-Ionen- und Natrium-Ionen-Batterien werden zumeist unter Verwendung des reproduktionstoxischen Lösemittels N-Methyl-2-pyrrolidone (NMP) und dem fluorierten Bindemittel Polyvinylidenfluorid (PVDF) produziert. Wir arbeiten seit einigen Jahren daran, eine wasserbasierte Kathodenherstellung zu implementieren, welche es erlaubt, auf das reproduktionstoxische Lösemittel zu verzichten und PFAS-freie Bindemittel einzusetzen.
PFAS-freie Papiere und Verpackungen
Das Anwendungsfeld ist von hoher Sensibilität und Omnipräsenz geprägt, da häufig direkter Kontakt von Menschen und teils auch von Lebensmitteln vorliegt und die Produkte in die Umwelt gelangen. Daher ist es von besonderer Bedeutung, hier PFAS zu substituieren. Das Fraunhofer ISC entwickelt bereits seit vielen Jahren multifunktionelle nachhaltige Beschichtungen für Papiere und Verpackungen. Diese decken in der Regel alle typischen PFAS-Eigenschaften (wasser- und fettabweisend, chemisch beständig etc.) ab. Zu diesem Zweck stehen diverse Anlagen zur Beschichtung sowie Testanlagen im Pilotmaßstab zur Verfügung.
PFAS-freie elektronische Bauteile
PFAS spielen bei elektronischen Bauteilen, Platinen und Verkabelungen oft eine entscheidende Rolle, insbesondere wenn es um die Kombination aus hoher Isolationsfähigkeit, Durchschlagsfestigkeit, thermischer und chemischer Beständigkeit sowie Brandschutz geht. In der Halbleiterelektronik kommen fluorhaltige Gase und Polymere auch als Prozesschemikalien zum Einsatz. ORMOCER®-Materialien können sowohl im Produkt als auch in der Prozessumgebung verwendet werden – entweder als umweltfreundliche Alternativen zu fluorhaltigen Polymeren in Elektronikkomponenten oder zur Reduzierung des Bedarfs an fluorierten Prozesschemikalien.