Weichmacher sind in vielen Alltagsgegenständen, aber auch in Medizinprodukten enthalten. Sie werden Polymeren hinzugefügt, um eine höhere Elastizität und Flexibilität des Materials zu erzielen. In Blutbeuteln und medizinischen Schläuchen wird häufig der PVC-Zusatzstoff DEHP (Diethylhexylphthalat) eingesetzt, der sich negativ auf die menschliche Gesundheit auswirken kann. Die EU hat DEHP, das zur Substanzklasse der Phthalate gehört, als reproduktionstoxisch eingestuft. Aufgrund seiner fortpflanzungsschädigenden Eigenschaften darf der Weichmacher in der EU nicht ohne Zulassung verwendet werden. In Kosmetika oder Spielzeug ist die Substanz verboten. Dennoch ist sie nach wie vor im Weich-PVC enthalten, aus dem beispielsweise Blutbeutel bestehen. "Weich-PVC enthält bis zu 40 Gewichtsprozent DEHP-Weichmacher. Da die Weichmachermoleküle nicht chemisch an das PVC gebunden sind, können sie in die Umgebung migrieren“, sagt Dr. Thomas Neubert, Wissenschaftler am Fraunhofer- Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST in Braunschweig. Der Physiker und seine Kollegen nutzen das Atmosphärendruck-Plasmaverfahren, um die molekulare Struktur des Weichmachers an der Kunststoffoberfläche zu verändern und die Moleküle so miteinander zu vernetzen, dass die schädliche Substanz das vernetzte Gitter nicht passieren kann. Im Plasma werden reaktive Spezies und energiereiche UV-Strahlung erzeugt, die in die PVC-Oberfläche eindringen. Hierdurch werden chemische Bindungen in den Weichmachermolekülen aufgebrochen, die sich dann mit den benachbarten Molekülen verbinden. Das so entstandene Netz bildet eine Schutzbarriere, die das DEHP nicht durchdringen kann. Das PVC selber wird nicht verändert und dessen mechanische Eigenschaften bleiben erhalten.
Barrierewirkung von 95 Prozent
In Tests konnten die Forscher nachweisen, dass sich die Migration der Weichmacher aus dem Weich-PVC um 95 % reduzieren lässt. Zur Bestimmung der Barrierewirkung werden die behandelten PVC-Folien zwei Stunden in dem Lösungsmittel n-Decan gelagert und anschließend die Menge der migrierten Weichmacher ermittelt. Zur Prüfung der Langzeitstabilität wurden die behandelten Weich-PVC-Folien vier Monate lang an der Luft gelagert. Das Ergebnis: Das erzeugte Molekül-Netz löst sich nicht auf; die Barrierewirkung von 95 % bleibt erhalten.
Der komplette Beitrag ist in der JOT 04/20201 erschienen.
Autor(en): Dr. Simone Kondruweit vom Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
