Als je in je hardlooplegging door het bos gaat hardlopen, is elastaan ​​de reden dat hij zo comfortabel zit. Elastaan ​​is een elastisch materiaal waardoor de stof kan uitrekken en zich aan je lichaam kan aanpassen.

Maar wanneer elastaanvezels worden gemengd met katoen, wol, nylon of andere vezels, zoals tegenwoordig het geval is bij veel kleding, wordt het bijna onmogelijk om de kleding te recyclen. Het is uiterst moeilijk om de verschillende vezels van elkaar te scheiden en daarom kunnen de materialen in de kleding niet worden gerecycled.

Om deze reden behoren kleding en ander textiel tot de materialen waarvan we het slechtst zijn in recycling. Slechts ongeveer 6% van de kleding die door Deense huishoudens wordt weggegooid, wordt gerecycled. Ter vergelijking:in Denemarken wordt 32% van alle plastic verpakkingen gerecycled.

Maar dit kan veranderen, zegt assistent-professor Steffan Kvist Kristensen van het Interdisciplinaire Nanoscience Center van de Universiteit van Aarhus. Samen met een aantal collega's zit hij achter een nieuwe technologie die vezels in gemengde stoffen kan scheiden. Het werk is gepubliceerd in het tijdschrift Green Chemistry .

“We hebben een methode ontwikkeld om elastaan ​​volledig uit nylon te verwijderen. Met katoen zijn we er nog niet helemaal, omdat een deel van de katoenvezels daarbij wordt afgebroken. Maar we denken dat we met wat kleine aanpassingen het probleem wel kunnen oplossen. dit probleem", zegt hij en vervolgt:

"Met andere woorden:we kunnen de stof demonteren, zodat we in de toekomst veel meer textiel kunnen recyclen."

Kleding verwarmen in een grote snelkookpan

Het is niet eenvoudig om elastaan ​​en andere vezels te scheiden als ze eenmaal met elkaar zijn geweven. Kleding wordt gemaakt door de belangrijkste vezels, zoals nylon of katoen, rond de elastaanvezels te wikkelen, die uit lange ketens van moleculen bestaan.

De vezels breken alleen uit elkaar als we de lange ketens van moleculen breken, legt Steffan Kvist Kristensen uit. "De vele schakels in de elastaanketen zijn met elkaar verbonden door een klein molecuul dat diamine wordt genoemd. Door de kleding te verwarmen tot 225 graden Celsius en een specifieke alcohol toe te voegen, hebben we een methode gevonden om de bindingen in elastaan ​​af te breken. Wanneer dit gebeurt, de kettingen vallen uiteen en de materialen scheiden.

"Het hele proces vindt plaats in wat in feite een grote snelkookpan is waar we het textiel in doen. Vervolgens voegen we een beetje alcohol en wat basis toe en verwarmen het. Vervolgens laten we het iets meer dan vier uur koken, en als we open het deksel opnieuw, de verschillende vezels zijn gescheiden."

Uitgevonden tijdens de Tweede Wereldoorlog

Toen de Japanners Pearl Harbor op 7 december 1941 aanvielen, verloren de Verenigde Staten niet alleen enkele duizenden soldaten, honderden vliegtuigen en veel van hun grootste oorlogsschepen. Het land verloor ook de toegang tot ongeveer 90 procent van het natuurlijke rubber waar het zo afhankelijk van was. Daarom begonnen ze, net als de Duitsers, synthetisch rubber te produceren.

Na de oorlog leidde de productie van synthetisch rubber tot de ontdekking van een aantal afgeleide synthetische vezels die in textiel konden worden gebruikt. Eén van deze vezels was elastaan.

In 1958 vond de scheikundige Joseph Shivers elastaan ​​uit, of Spandex zoals het in de Verenigde Staten ook vaak wordt genoemd. Sindsdien heeft elastaan ​​zijn weg gevonden naar steeds meer van onze kleding..

Het geheime ingrediënt is afvoerreiniger

Omdat de meeste vezels in de kleding recyclebaar moeten zijn, is het gebruik van agressieve chemicaliën geen optie voor Steffan Kvist Kristensen en zijn collega's. In plaats daarvan gebruiken ze alcohol en voegen ze een kaliumhydroxidebase toe.

"Kaliumhydroxide is een van de belangrijkste ingrediënten in gewone afvoerreinigers. We ontdekten dat de toevoeging hiervan het proces versnelde. Het verhoogt simpelweg de snelheid van de chemische reactie", zegt hij.

Waarom dit precies gebeurt weet hij niet, maar het verbreekt wel de bindingen in het elastaan.

"We zijn er vrij zeker van dat kaliumhydroxide de reactiviteit van onze alcohol verhoogt. Ofwel worden de bindingen enigszins afgebroken door het kaliumhydroxide, zodat het gemakkelijker is voor de alcohol om ze volledig te verbreken", zegt hij.

Hoopt ​​dat de kledingindustrie de technologie zal omarmen

Tot nu toe hebben Steffan Kvist Kristensen en zijn collega's slechts met twee nylonkousen tegelijk geëxperimenteerd. De technologie is dus nog niet klaar voor implementatie op industriële schaal. Hiervoor moeten veel grotere hoeveelheden kleding kunnen worden afgebroken.

"We kunnen de zaken maar een klein beetje opschalen vanwege de beperkingen van onze apparatuur. Het is dus aan de industrie om de technologie te omarmen en serieus op te schalen", zegt hij.

Volgens Steffan Kvist Kristensen beschikt Denemarken momenteel echter niet over de faciliteiten om de technologie op grote schaal te exploiteren. Hiervoor moet je ten zuiden van de grens kijken. "De chemische industrie in Denemarken is klein, maar Duitsland heeft enkele van de grootste fabrieken ter wereld. Zij zullen hoogstwaarschijnlijk onze methode kunnen gebruiken om grote hoeveelheden vezels uit elastaanhoudende kleding te recyclen.

‘Als we hierin willen slagen, moeten we de grote chemische fabrieken aan boord krijgen. Maar ze moeten een bedrijfsmodel zien door gerecycleerde materialen te kopen en deze te gebruiken bij de productie van nieuwe vezels. Als ze dat niet doen, zal de technologie zal nooit van de grond komen."

Meer informatie: Martin B. Johansen et al, Selectieve chemische demontage van elastaanvezels en polyurethaancoatings in textiel, Groene chemie (2023). DOI:10.1039/D3GC02994H

Journaalinformatie: Groene chemie

Aangeboden door de Universiteit van Aarhus