ChitoTex Fasern aus Chitosan. Umweltfreundliche Produkte für die Textilindustrie aus Chitin

ChitoTex Chitinprodukte für die Textilindustrie und Funktionstextilien aus Chitosan Helmuth Focken Biotechnik e.K.

ChitoTex Mikrofaser mit Chitosangarn. Antimikrobiell wirkende Mikrofaserfingerzahnbürste von Helmuth Focken Biotechnik e.K. mit Chitosan dotiertem Garn.

ChitoTex steht für umweltfreundliche Produkte in der Textilindustrie aus Chitin, für chitosandotierte Funktionstextilien und Chitosangewebe.

Chitin und Chitosan sind kein Abfall sondern Wertstoff

Größtenteils aus fossilen nicht erneuerbaren Quellen werden weltweit mehr als 100 Millionen Tonnen Rohstoffe zur Herstellung von Massenprodukten oder Energieerzeugung verbraucht. Nachwachsende Rohstoffe gewinnen zunehmend an Bedeutung.

Chitin gilt als ein nahezu unerschöpflicher, nachwachsender Rohstoff. Es ist ein Polysacharid (langkettige Moleküle aus verknüpften Zuckereinheiten).
Chitin, das in der Natur vor allem in den Panzern und Schalen von Insekten und Krebstieren sowie in Pilzen als Gerüststoff weit verbreitet ist, wird permanent tonnenweise in der Natur aus verschiedenen Quellen hergestellt. Die globalen Ressourcen werden auf etwa 1O6 bis 107 Tonnen geschätzt ist das zweithäufigste Polysaccharid nach der Cellulose, der es als Polymer von N-Acetylglucosamin strukturell ähnelt.

Chitosan ebenso ein Polysacharid wird chemisch oder enzymatisch aus Chitin gewonnen.
Durch Abspalten der Acetyl-Gruppen mit Laugen (alkalische Hydrolyse) erhält man das Chitosan mit seinen freien Aminogruppen, an die sich leicht positiv geladene Wasserstoff-Ionen anlagern, Das Polysaccharid Chitosan kann als Polykation fungieren, dessen verteilte positive Ladungen eine Vielzahl nützlicher Wechselwirkungen mit anderen Substanzen vermitteln.

Chitosan enzymatisch gewonnen
Um das makromolekulare (langkettige) Chitin und die Freisetzung von Saccharid-Monomeren zu erreichen, werden neue Mikroorganismen und Enzyme gesucht. Wie bei der Spaltung von Cellulose bedarf es dazu  vieler verschiedener Enzymaktivitäten. Verschiedene chitinolytische Enzyme auch aus neuartigen Bakterienstämmen werden bereits gewonnen. Auch können die benötigten Enzyme in technischen Mengen und rekombinant bereitgestellt werden.

ChitoTex, umweltfreundliche Produkte für die Textilindustrie aus Chitin.
Beide Polymere Chitin und Chitosan  kristalline Mikrofibrillen bilden und  sich zu Fasern, Filmen, Membranen und Kolloiden verarbeiten lassen.
Die freien Aminogruppen des Chitosans eröffnen Reaktionsmöglichkeiten zu sehr unterschiedlichen Materialen, deren chemische und mechanische Eigenschaften in weiten Grenzen steuerbar sind. Auch von Chitin kann man durch Anhängen von Kohlenwasserstoff- oder Säureresten an die freien Hydroxyl-Gruppen zahlreiche Derivate herstellen.

ChitoTex: Chitin und Chitosan aus Fischereiabfällen

Nach aktuellen Schätzungen (Stand 2017) fallen jährlich weltweit 6 bis10 Mio. Tonnen, in den 28 EU Staaten alleine circa 280.000 Tonnen chitinhaltige Fischereiabfälle aus der Krustentierverarbeitung an. Diese immense Menge muss rechtlich verankert innerhalb der EU entsorgt werden. Die Prozesse werden ständig optimiert, künftig dürfte eine grüne und wirtschaftliche Variante zur chemischen Chitinspaltung bereitstehen. Das Chitin aus europäischen Schalenabfällen kann rein enzymatisch zu diversen Zuckerderivaten abgebaut werden.

Die Deacetylierung von crabshell – Chitosan führte gleichzeitig zu einem drastischen Abfall der mittleren viscosimetrischen Molmasse ( Mv), insbesondere wenn die Temperatur und die Konzentration an NaOH erhöht werden. Diese Parameter beeinflussten jedoch nicht den Grad der Deacetylierung (DD).
Chitin aus Eismeergarnele (Pandalus borealis )ist ein guter Rohstoff für die Herstellung von Chitosan mit niedrigem DD und gleichzeitig hoher mittlerer Mv, während Krill-Chitin (Euphausia superba) ein gutes Ausgangsmaterial zur Herstellung von Chitosan mit hohem DD und niedrigem Mv ist.
Chitosan, das aus Insekten (Calliphora erythrocephala), unter milden Bedingungen (Temperatur: 100°C, NaOH-Konzentration: 40 %, Zeit: 1-2h ) hergestellt wurde, hatte die gleichen Eigenschaften hinsichtlich DD und Mv wie das aus Krill hergestellte Chitosan. Der Bedarf an Zeit, Energie und NaOH ist für die Herstellung von Insekten-Chitosan geringer als für crabshell-Chitosan vergleichbare Resultaten für DD und Mv.

ChitoTex: Die schwarzen Soldatenfliegen (Hermetia illucens) ist seit kurzem eine wirtschaftliche Chitinquelle.
Chitosan soll aus Insekten für ChitoTex enzymatisch gewonnen, mit dem Ziel  umweltfreundliche Produkte für die Textilindustrie aus Chitin zu erzeugen.

Die positiven Eigenschaften des Chitosans, seine antimikrobielle Wirkung können auf Textilien übertragen werden.
Durch die Aminfunktionalisierung von Chitosan kann die Amingruppe als Ankerpunkt verwendet werden. Die positiven Eigenschaften des Chitosans, seine antimikrobielle Wirkung können so auf Textilien übertragen werden.

ChitoTex Mikrofaserfingerzahnbürste mit Chitosan im Garn

ChitoTex Mikrofaserfingerzahnbürste von Helmuth Focken Biotechnik e.K. wirkt antibakteriell ohne toxisch zu sein. Das mitverarbeitete Chitosangarn überträgt seine antimikrobielle Wirkung auf das Textil das aus saugstarker, Plaqueaufnehmender  Mikrofaser besteht.

Chitosan ist im Gegensatz zu Silber, das in Garn eingebracht ist, nicht toxisch und biologisch abbaubar. Helmuth Focken Biotechnik e.K. ist es gelungen antibakteriell wirkende Mikrofaserfingerzahnbürsten herzustellen. Eine  Variation ist die Mikrofaserfingerzahnbürste in Kombination mit einem Chitosangarn zu verarbeiten.

ChitoTex: Biologisch reine Chitosanfasern für Chitosangewebe in Medizintextilien.
Reine, biokompatible Chitosanfasern für Garne aus dem Naturmaterial Chitosan können bereits hergestellt werden. Diese sind in der Lage, sich im Körper selbstständig abzubauen.
Im Nassspinnverfahren werden die Chitosangarne erzeugt um anschließend im Web- oder Wirkverfahren zu Chitosangeweben weiterverarbeitet zu werden. Da dies unter Verzicht chemischer Zusatzstoffe geschieht, entsteht im Ergebnis ein biologisch reines Chitosangewebe, das in der Regenerationsmedizin eingestzt als resorbierbares Gewebe von großem Interesse sein kann.

Beide Polymere Chitin und Chitosan sind biologisch abbaubar weswegen sie in Kosmetik, Pharmazie und Medizin in vielfältiger Anwendung zum Einsatz kommen.

Ein Kommentar

  1. Pingback: Chitosan im Textil – Mikrofaser-Fingerzahnbürste

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