30 Jahre Fachgruppe Waschmittelchemie: Von Schaumbergen zur nachhaltigen Chemie
Die Fachgruppe Waschmittelchemie der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) feiert auf ihrer Jahrestagung am 29./30. April 2004 in Königswinter ihren 30. Geburtstag. Sie war 1974 als Reaktion auf eine sehr kontroverse und emotionale öffentliche Diskussion über die Umweltverträglichkeit von Waschmitteln und deren Inhaltsstoffe von Wissenschaftlern aus Hochschule, Behörde und Industrie gegründet worden. Ihre Arbeit hat sich von der fallbezogenen Problemlösung hin zur nachhaltigen Verantwortung verlagert, umfasst aber auch die wissenschaftlichen Grundlagen bis hin zu den Rohstoffen und ihren Synthesen.
Eine Fachgruppe unter dem Dach der GDCh schien 1974 das ideale Forum zu sein, um durch Diskussion und Austausch von wissenschaftlichen Erkenntnissen die öffentliche Diskussion über die Umweltverträglichkeit von Waschmitteln zu versachlichen. Die wichtigsten Themen, die im Rahmen der Fachgruppenarbeit behandelt wurden, waren Phosphate und deren Ersatzstoffe, der biologische Abbau von Tensiden, Bleichmittel, Ökobilanzen und Umweltzeichen sowie neue Waschmittelformulierungen und Fragen der Nachhaltigkeit. Der Gewässerschutz spielte und spielt dabei eine ganz herausragende Rolle. So wird Ministerialdirektor a. D. Dr. D. Ruchay, der als Vertreter des Bundesumweltministeriums die Gewässerschutzpolitik in Deutschland in den vergangenen 30 Jahren wesentlich mitbestimmt hat, in Königswinter in einem Festvortrag über "30 Jahre Gewässerschutz in Deutschland - durch gesellschaftliche Kooperation zum Erfolg" referieren.
Die Vorträge auf der Tagung geben einen Überblick über die vielfältigen Arbeitsgebiete von Waschmittelchemikern. Nach wie vor aktuell: der Umwelt- und Verbraucherschutz. So berücksichtigt die amtliche Überwachung den Umweltschutz, indem sie die Vorgaben des Wasch- und Reinigungsmittelgesetzes überprüft, und den Verbraucherschutz, der in verschiedenen gesetzlichen Regelungen verankert ist. Beispiele zeigen aber, dass die Überwachung auf Basis der bestehenden Rechtsinstrumente von den Erwartungen der Verbraucher abweichen kann.
Verbraucherschutz und Verbrauchernutzen werden in Königswinter u.a. am Beispiel der Weichspülmittel diskutiert. Sind sie eine überflüssige Produktkategorie oder Produkte mit hohem Verbrauchernutzen? Die Hersteller von Weichspülmitteln haben hierzu ihre Erkenntnisse zusammengetragen. Die Datensammlung zeigt, dass Weichspülmittel ein besseres Image verdienen, als sie derzeit besitzen. So konnte die Umweltbelastung deutlich gemindert werden. Weichspüler sind sehr gut hautverträglich, auch deshalb, weil weichgespülte Wäsche wegen geringerer Textil-Hautreibung zu weniger Hautreizungen führt. Neben Weichheit und Frische sorgen Weichspüler für weniger Knitterfalten, leichteres Bügeln, längeren Werterhalt von Textilien und besseren Tragekomfort insbesondere bei synthetischen Textilien, bei denen sie die statischen Aufladungen reduzieren.
Immer häufiger wird der Begriff Detergenzien als Synonym für Waschmittel benutzt. Detergenzien sind Stoffe oder Zubereitungen, die Seifen oder andere Tenside (grenzflächenwirksame Stoffe) enthalten und für Waschprozesse auf Wasserbasis bestimmt sind. So hat die Kommission der Europäischen Gemeinschaften im September 2002 einen Vorschlag für eine Verordnung des Europäischen Parlaments und Rates über Detergenzien vorgelegt. Umweltschutzbelange spielen dabei eine entscheidende Rolle. Die Jahrestagung zeigt, dass die ökologischen Eigenschaften von Detergenzien mit den heute verfügbaren Methoden gut beurteilt werden können. Grundlage für eine umfassende Umweltbewertung ist das Life-cycle Assessment (Ökobilanz). Dabei werden die verschiedenen Umweltauswirkungen der Waschmittelinhaltsstoffe von ihrer Produktion bis zu ihrer Entsorgung verfolgt. Erkenntnisse aus diesen Betrachtungen sind ein wesentliches Element für die nachhaltige Entwicklung neuer Produkte.
Begonnen hat diese Entwicklung Ende der fünfziger Jahre, als der Waschmittelverbrauch rasant zunahm und dies durch Schaumberge auf vielen Gewässern sichtbar wurde. Das 1961 erlassene Detergenziengesetz gehörte zu den ersten Umweltschutzgesetzen in Deutschland. In den Siebzigern verständigte man sich auf EG-Ebene auf weitergehende Anforderungen an die Abbaubarkeit von Tensiden. Ein weiters Problem war die Überdüngung von Gewässern durch Phosphate aus Waschmitteln, der landwirtschaftlichen Düngung sowie häuslicher Abwässer. Durch die Entwicklung von wirksamen Ersatzstoffen konnte der Anteil der Phosphate aus Waschmitteln zu diesem Problem weitgehend eliminiert werden. Mit dem Wasch- und Reinigungsmittelgesetz von 1986 wurde eine Reihe von weiteren Inhaltsstoffen kritisch bewertet und teils durch weniger problematische Stoffe ersetzt. Diese Richtlinien über Anforderungen an Tenside wurden mittlerweile EU-weit überarbeitet und dem Stand der Wissenschaft angepasst. Heute beurteilt man auch mengenmäßig unbedeutende Stoffe wie Duft- und Konservierungsstoffe hinsichtlich ihres sensibilisierenden Potenzials, ihrer bioziden Eigenschaften, ihrer Persistenz und Akkumulierbarkeit. So wurden beispielsweise Moschusxylolverbindungen von der deutschen Industrie freiwillig aus dem Verkehr genommen. Andere Bestandteile von Duftstoffen finden weiterhin Verwendung und sind in Oberflächengewässern und sogar noch in der Nordsee in geringsten Mengen nachweisbar.
Wenn auch der Umwelt- und Gesundheitsschutz in der Wasch- und Reinigungsmittelentwicklung ganz groß geschrieben wird, verlieren die Forscher andere wichtige Aspekte nicht aus dem Auge. So können mikroskopisch kleine Veränderungen von Oberflächen (Nanopartikel) die Oberflächeneigenschaften von Glas oder Keramik so verändern, dass eine bessere Benetzung und eine schnellere Trocknung ermöglicht sowie Grauschleier minimiert werden und Schmutz leichter abgewiesen wird ("Lotuseffekt"). In der Glasindustrie hat man bereits mit Nanopartikeln und Nanobeschichtungen für kratzfeste, nichtreflektierende und selbstreinigende Gläser gute Erfahrungen gemacht.
Die Entdeckung spezieller Polymere als Farbübertragungsinhibitoren hat Anfang der neunziger Jahre wesentlich zur Entwicklung von Color-Waschmitteln beigetragen. Ihre Aufgabe ist es, abgelöste Farbstoffmoleküle von farbigen Kleidungsstücken in der Waschflotte abzufangen. Ein Wiederaufziehen dieser Farbstoffe insbesondere auf hellem Gewebe kann dadurch verhindert werden. Zunächst hat man Polyvinylpyrrolidon als Farbübertragungsinhibitor eingesetzt, doch die Produktpalette hat sich mittlerweile auf andere Polymere ausgedehnt.
Ester von Fettsäuren bilden eine wichtige Gruppe von Inhaltsstoffe für Wasch-, Reinigungs- und Pflegemittel. Neben der konventionellen Synthese solcher Ester scheint sich die schonende Herstellung durch enzymatische Katalyse mehr und mehr zu etablieren. Hochwertige Produkte können somit biotechnologisch auch aus relativ empfindlichen Rohstoffen gewonnen werden.
Die Grundlagen- und Anwendungsforschung auf dem Gebiet der Wasch- und Reinigungsmittel erfasst alle Gebiete der Chemie. Ein Schwerpunkt liegt dabei allerdings bei der Physikalischen Chemie. So wird beispielsweise die Adsorption und Aggregation von Tensiden an hydrophilen und hydrophoben Oberflächen, die Benetzungskinetik von Tensidlösungen, das Verhalten von kolloidalen Suspensionen und Micellen, von Vesikeln und Liposomen, die Bildung von Schaumfilmen oder die Wirkungsweise von Geruchsabsorbern untersucht.
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