Entwicklung von Mehrkomponenten-Compounds zur gezielten Migration hydrophiler Additive aus Formkörpern für technische Anwendungen in regulierten Bereichen

Ziel des Projektes war es, allgemeingültige strukturelle Zusammenhänge verschiedener Polymersysteme hinsichtlich der nicht kovalenten Bindungsfähigkeit für wasserlösliche Additive zu untersuchen und mechanistisch zu bewerten. Als Polymersystem sollten textile Fasern und Filme verschiedener Art entweder nachträglich mit einen sekundären Polymer beschichtet, oder direkt während dem Herstellungsprozess als Blend verarbeitet werden. Im Ergebnis sollte eine Steuerung der Migration von Additiven aus typischen regulierten Anwendungsbereichen untersucht und eine mechanistische Bewertung erfolgen.

Ergebnisse

Es wurden unterschiedliche Polymerfasern wie Cellulose, PLA, und PAN mit „haftvermittelnden“ Sekundärpolymeren beschichtet und untersucht inwieweit diese permanent auf dem Primärpolymer haften. Neben Carboxymethylcellulose wurden strukturell verschiedene Aminocellulosen und andere native Biopolymere wie z. B. Gelatine untersucht. Vor allem die verschiedenen Aminocellulosen und Gelatine adsorbierten auf den Polymerfasern. Wenn notwendig konnte eine permanente Fixierung über eine anschließende Vernetzung erreicht werden. Mit Cellulose und PAN wurden zudem mit dem Haftpolymer gemischte Polymerlösungen hergestellt und so Formkörper aus den entsprechenden Polymerblends erhalten.

Die aktive Oberflächenladung wurde anhand von analytischen Färbeversuchen und Zetapotentialmessungen der Faseroberfläche untersucht. Für die Migrationsuntersuchungen wurden vor allem praxisrelevante Additive wie wasserlösliche Vitamine, Antibiotika oder auch bioaktive Salze gewählt. Für diese häufig auch sehr komplexen Verbindungen konnten Leitgruppen angenommen werden. Anhand dieser und der Löslichkeit der Komponenten wurde versucht verallgemeinernde Rückschlüsse zu den Ergebnissen der Migrationsuntersuchungen zu finden.

Anwendung

Die Untersuchungen sind eine wichtige Grundlage für die Weiterentwicklung dieser Technik für verschiedene praxisrelevante Systeme. So könnten Textilien für den kosmetischen und medizinischen Bereich mit wasserlöslichen Wirkstoffen beladen und diese dann gezielt über einen gewissen Zeitraum abgegeben werden. Aktuell werden dafür vor allem gekapselte Wirkstoffsysteme eingesetzt, die wesentlich aufwendiger und damit kostenintensiver sind. Ebenso ist es vorstellbar, diese Art Polymersystem als Filtermaterial zu nutzen. Diese können beispielsweise für die Aufbereitung von Trinkwasser eingesetzt werden.