Die Europäische Union will nun eine Reihe kritischer PFAS verbieten und fördert in vier großen Verbundprojekten die Entwicklung von Ersatzmaterialien für PFAS, z. B. im EU-Projekt „ZeroF“. In diesem Projekt entwickelt das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC im Verbund mit Industrieunternehmen und Forschungseinrichtungen Lösungen für PFAS-freie Lebensmittelverpackungen und Textilien. PFAS sind industriell hergestellte Chemikalien mit einer Vielzahl an Zusammensetzungen – so etwas wie Universaltalente in der Chemie: verhältnismäßig günstig herzustellen und überall da einsetzbar, wo es um besonders widerstandsfähige, glatte, öl- und wasserabweisende Oberflächen und Vollmaterialien geht. Sie sind temperatur- und chemikalienbeständig, werden als Hilfsmittel in der Produktion eingesetzt und sind selbst Bestandteil vieler. In die Umwelt gelangen sie durch Abwässer, als Abrieb oder Aerosol, sowie über die Ackerböden ins Grundwasser und in die Nahrungskette. Dort bleiben sie bestehen – als „Ewigkeits-Chemikalien“ können sie nicht auf natürlichem Wege abgebaut werden. In der EU ließen sich PFAS in mehr als 70 % der Grundwasser-Messtellen nachweisen.

Woher Ersatz für verbotene kritische Substanzen nehmen?

Unerwartet kommt das Verbot von besonders kritischen Vertretern aus der PFAS-Familie, das für 2023 von der EU-Kommission geplant ist, also nicht. Es stellt jedoch die Industrie vor erhebliche Schwierigkeiten, denn so einfach lassen sich PFAS aufgrund ihrer Eigenschaftsprofile und deren Bandbreite nicht ersetzen. Für besonders relevante Bereiche (Arzneimittel, Pflanzenschutz) sind Ausnahmeregelungen vorgesehen, außerdem gelten die üblichen Übergangsfristen. Doch die Umstellung auf PFAS-freie Produkte ist für die Industrie nicht zuletzt deshalb notwendig, weil bereits PFAS-Produzenten signalisieren, sich in naher Zukunft komplett vom europäischen Markt zurückziehen zu wollen. Um den umweltfreundlichen Ersatz von PFAS voranzubringen, fördert die EU derzeit in vier großen Verbundforschungsprojekten die Entwicklung von unschädlichen PFAS-Alternativen in ihren jeweiligen Hauptanwendungsfeldern.

Alternativen für PFAS mit dem Projekt „ZeroF“

Eines dieser vier Schlüsselprojekte ist das Projekt „ZeroF“, das sich mit PFAS-Alternativen für Lebensmittelverpackungen und Textilien beschäftigt. Das Fraunhofer ISC ist in „ZeroF“ maßgeblich an der Entwicklung von omniphoben (öl- und wasserabweisenden) und abriebbeständigen Beschichtungen für Textilien beteiligt. Mit der Stoffklasse der „Ormocer“-Lacke stellt das Fraunhofer ISC ein sehr vielseitiges Basismaterial zur Verfügung, das mit den vom Projektpartner VTT hergestellten cellulosebasierten Materialien kombiniert werden soll. „Die Herausforderung für uns besteht vor allem darin eine wasserabweisende Beschichtung für Textilien herzustellen, die gleichzeitig als wasserbasierte Lösung appliziert werden kann, da dies eine Vorgabe der Textilindustrie ist,“ erklärt Dr. Claudia Stauch, Projektleiterin am Fraunhofer ISC. „Das Ormocer als hybrides Material erlaubt es uns, anorganische und organische Materialeigenschaften zu kombinieren und so unendlich viele Stellschrauben für diese komplexe Fragestellung zu generieren.“ Dabei kommt den Projektbeteiligten zugute, dass „Ormocer“-Beschichtungen sehr gute Verarbeitungs-, Oberflächen- und Barriereeigenschaften mitbringen, was sie bereits in einer Reihe von Industrieprodukten unter Beweis stellen konnten.

Unterstützung für Unternehmen

Nicht nur vom Eigenschaftsprofil, sondern auch von der Akzeptanz der Industrie hängt der Einsatz der neu entwickelten „ZeroF“-Materialien ab. Um wirtschaftlichen Schaden abzuwenden, dürfen die Unternehmen, die jetzt PFAS einsetzen, nicht mit dem Verbot und seinen Folgen allein gelassen werden. Aktuell beraten die Forscher vom Fraunhofer ISC bereits Unternehmen, um diese bei der schnellen Umsetzung von umweltfreundlichen und wirtschaftlichen PFAS-Alternativen zu unterstützen.