Green breathable non-toxic, sustainable, antibacterial hydrophobic natural textiles

dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.advisorLozhechnikova, Alina
dc.contributor.advisorHughes, Mark
dc.contributor.authorForsman, Nina
dc.contributor.schoolKemian tekniikan korkeakoulufi
dc.contributor.supervisorÖsterberg, Monika
dc.date.accessioned2016-10-12T11:40:21Z
dc.date.available2016-10-12T11:40:21Z
dc.date.issued2016-10-04
dc.description.abstractEco-friendly, sustainable products as well as energy efficient building have gained more and more interest in recent years. Porous, natural materials, e.g. wood and natural textiles, have the ability to buffer moisture, evening out the extremes in relative humidity thus providing a more convenient indoor climate. For some applications the hydrophilic nature of natural textiles is, however, considered a drawback. The goal of this work was to develop a coating that provides hydrophobic properties to textiles, as well as other cellulosic substrates, yet preserving their ability to adsorb and release moisture. Antibacterial properties are an additional benefit. Only natural and non-toxic materials were used. The coatings were fabricated according to the layer-by-layer method. Poly-L-lysine, a dispersion of carnauba wax and colloidal lignin particles were used. Poly-L-lysine acted as a cation, and antibacterial agent and the colloidal lignin particles acted as antibacterial agents as well. The wax dispersion provided hydrophobicity without inhibiting breathability, thanks to an uneven structure of wax droplets with enough space in between for air and water vapour to pass through. The adsorption behaviour was studied with QCM-D, contact angle measurements gave information about wetting properties classified the hydrophobicity and AFM imaging gave information about surface morphology. Contact angle, surface roughness and oxygen permeability were measured on coated freestanding CNF films, providing more information about the surface properties of the coatings. Contact angle and moisture buffer value were determined for textiles samples. The results showed that the coatings were hydrophobic, and with textiles, even superhydrophobicity was achieved. The hydrophobicity mostly depended on the amount of wax in the top layer of the coating. With the thickest wax coatings, the moisture buffering slightly deceased, the extent of the decrease depending on the textile substrate. These coatings have a great potential to be used in textile technology, both in domestic and wearable textiles. Unlike many common textile coatings today, these coatings are non-toxic, natural and suitable for a sustainable society.en
dc.description.abstractEkologiska, hållbara produkter liksom också energieffektivt byggande har vunnit mer och mer intresse de senaste åren. Porösa, naturliga material, som trä och naturtextilier, har förmågan att fungera som fuktighetsbuffert, och genom att jämna ut ytterligheterna i den relativa luftfuktigheten erbjuda ett behagligare inomhusklimat. För vissa tillämpningar anses naturtextiliers hydrofila natur emellertid vara en nackdel. Syftet med detta arbete var att utveckla en ytbeläggning som gör textilier och andra cellulosasubstrat hydrofoba, men ändå bevarar deras förmåga att uppta och avge fukt. Antibakteriella egenskaper är ytterligare en fördel. Endast naturliga och ogiftiga material användes. Ytbeläggningarna framställdes enligt lager-på-lager-metoden. Poly-L-lysin, en dispersion av carnauba vax och kolloidala ligninpartiklar användes. Poly-L-lysin fungerade som en katjon och antibakteriellt medel, och de kolloidala ligninpartiklarna fungerade också som antibakteriellt medel. Vaxdispersionen gav hydrofobitet utan att hindra andningsförmågan, tack vare en ojämn struktur av vaxdroppar med tillräckligt med utrymme mellan dropparna för att luft och vattenånga skulle kunna passera genom. Adsorptionen studerades med QCM-D, kontaktvinkelmätningar gav information om vätningsegenskaper och AFM mätning gav information on ytan. Kontaktvinkel, ytråhet och syrepermeabilitet mättes på ytbelagda fristående CNF filmer, och gav information on beläggningens ytegenskaper. Kontaktvinkel och förmåga att uppta och avge fukt mättes på textilprover. Resultaten visade att ytbeläggningarna var hydrofoba, och på textilier även superhydrofoba. Hydrofobin berodde mest på mängden vax i det översta lagret på beläggningen. Med de tjockaste vaxbeläggningarna minskade fuktighetsbufferten något, omfattningen av minskningen berodde på textiliesubstratet. Dessa ytbeläggningar har stor användningspotenital inom textilieteknologin, både som hushålls- och bärbara textilier. Till skillnad från många vanliga ytbeläggningar för textilier som används idag är dessa beläggningar ogiftiga, naturliga och passar ett hållbart samhälle.sv
dc.format.extent50+6
dc.format.mimetypeapplication/pdfen
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/22833
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:aalto-201610124933
dc.language.isoenen
dc.locationPKfi
dc.programmeBTT - Biotuotetekniikan koulutusohjelmafi
dc.programme.majorUusiutuvien materiaalien tekniikkafi
dc.programme.mcodeKM3002fi
dc.rights.accesslevelopenAccess
dc.subject.keywordtextileen
dc.subject.keywordhydrophobicityen
dc.subject.keywordmoisture bufferingen
dc.subject.keywordCNF filmen
dc.subject.keywordpolylysineen
dc.subject.keywordwax dispersionen
dc.titleGreen breathable non-toxic, sustainable, antibacterial hydrophobic natural textilesen
dc.titleGröna, andningsbara, ogiftiga, hållbara, antibakteriella, hydrofoba, naturliga textiliersv
dc.typeG2 Pro gradu, diplomityöfi
dc.type.okmG2 Pro gradu, diplomityö
dc.type.ontasotMaster's thesisen
dc.type.ontasotDiplomityöfi
dc.type.publicationmasterThesis
local.aalto.idinssi54665
local.aalto.openaccessyes
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
master_Forsman_Nina_2016.pdf
Size:
2.33 MB
Format:
Adobe Portable Document Format