Quando vai a correre nei boschi con i tuoi collant da corsa, l'elastan è il motivo per cui ti vestono così comodamente. L'elastan è un materiale elastico che permette al tessuto di allungarsi e adattarsi al tuo corpo.
Ma quando le fibre di elastan vengono mescolate con cotone, lana, nylon o altre fibre, come avviene oggi in molti vestiti, i vestiti diventano quasi impossibili da riciclare. È estremamente difficile separare le diverse fibre e quindi i materiali dei vestiti non possono essere riciclati.
Per questo motivo, i vestiti e altri tessili sono tra i materiali che riusciamo peggio a riciclare. Solo circa il 6% dei vestiti gettati via dalle famiglie danesi viene riciclato. In confronto, in Danimarca il 32% di tutti gli imballaggi in plastica viene riciclato.
Ma questo potrebbe cambiare, afferma il professore assistente Steffan Kvist Kristensen del Centro interdisciplinare di nanoscienze dell’Università di Aarhus. Insieme ad alcuni colleghi ha ideato una nuova tecnologia in grado di separare le fibre nei tessuti misti. Il lavoro è pubblicato sulla rivista Green Chemistry .
"Abbiamo sviluppato un metodo per rimuovere completamente l'elastan dal nylon. Con il cotone non siamo ancora arrivati a questo punto, perché alcune fibre di cotone vengono degradate durante il processo. Ma crediamo che, con alcuni piccoli aggiustamenti, possiamo risolvere questo problema", dice e continua:
"In altre parole, possiamo smontare il tessuto in modo da poter riciclare molti più tessuti in futuro."
Non è facile separare l'elastan dalle altre fibre una volta intrecciate. Gli abiti vengono realizzati avvolgendo le fibre principali, come nylon o cotone, attorno alle fibre di elastan, costituite da lunghe catene di molecole.
Le fibre si spezzano solo se rompiamo le lunghe catene di molecole, spiega Steffan Kvist Kristensen. "I numerosi anelli della catena dell'elastan sono legati insieme da una piccola molecola chiamata diammina. Riscaldando i vestiti a 225 gradi Celsius e aggiungendo un alcol specifico, abbiamo trovato un metodo per rompere i legami dell'elastan. Quando ciò accade, le catene si spezzano e i materiali si separano.
"L'intero processo avviene in quella che è a tutti gli effetti una grande pentola a pressione in cui mettiamo i tessuti. Poi aggiungiamo un po' di alcol e un po' di base e scaldiamo il tutto. Poi lasciamo cuocere per poco più di quattro ore, e quando riaprire il coperchio, le diverse fibre saranno state separate."
Quando i giapponesi attaccarono Pearl Harbor il 7 dicembre 1941, gli Stati Uniti non solo persero diverse migliaia di soldati, centinaia di aerei e molte delle loro più grandi navi da guerra. Il paese ha perso anche l’accesso a circa il 90% della gomma naturale da cui dipendeva così tanto. Pertanto, come i tedeschi, iniziarono a produrre gomma sintetica.
Nel dopoguerra, la produzione della gomma sintetica portò alla scoperta di numerose fibre sintetiche derivate che potevano essere utilizzate nel settore tessile. Una di queste fibre era l'elastan.
Nel 1958, il chimico Joseph Shivers inventò l'elastan, o Spandex, come viene spesso chiamato anche negli Stati Uniti. Da allora, l'elastan ha trovato posto in un numero sempre maggiore di nostri vestiti..
Poiché la maggior parte delle fibre dei vestiti devono essere riciclabili, l’uso di prodotti chimici aggressivi non è un’opzione per Steffan Kvist Kristensen e i suoi colleghi. Invece, usano l'alcol e aggiungono una base di idrossido di potassio.
"L'idrossido di potassio è uno degli ingredienti principali dei comuni detergenti per scarichi. Abbiamo scoperto che l'aggiunta di questo elemento accelera il processo. Aumenta semplicemente la velocità della reazione chimica", afferma.
Non sa esattamente perché ciò accada, ma rompe i legami nell'elastan.
"Siamo abbastanza sicuri che l'idrossido di potassio aumenti la reattività del nostro alcol. Oppure i legami vengono leggermente spezzati dall'idrossido di potassio, quindi è più facile per l'alcol romperli completamente", afferma.
Finora Steffan Kvist Kristensen e i suoi colleghi hanno sperimentato solo due calze di nylon alla volta. La tecnologia non è quindi ancora pronta per l’implementazione su scala industriale. Ciò richiederà la capacità di scomporre quantità molto maggiori di vestiti.
"Possiamo ampliare le cose solo leggermente a causa dei limiti delle nostre attrezzature. Quindi spetta all'industria abbracciare la tecnologia e ampliarla sul serio", afferma.
Tuttavia, secondo Steffan Kvist Kristensen, la Danimarca attualmente non dispone delle strutture per sfruttare questa tecnologia su larga scala. Dovrai guardare a sud del confine per questo. "L'industria chimica in Danimarca è piccola, ma la Germania ha alcuni degli stabilimenti più grandi del mondo. Molto probabilmente saranno in grado di utilizzare il nostro metodo per riciclare grandi quantità di fibre da indumenti contenenti elastan.
"Se vogliamo avere successo, dobbiamo coinvolgere i grandi impianti chimici. Ma devono vedere un modello di business nell'acquisto di materiali riciclati e nel loro utilizzo nella produzione di nuove fibre. In caso contrario, la tecnologia non decollerà mai."
Ulteriori informazioni: Martin B. Johansen et al, Disassemblaggio chimico selettivo di fibre di elastan e rivestimenti in poliuretano nei tessuti, Chimica verde (2023). DOI:10.1039/D3GC02994H
Informazioni sul giornale: Chimica verde
Fornito dall'Università di Aarhus
