Onderzoekers hebben een chemische verwerkingstechniek ontwikkeld die weefsels kan afbreken tot herbruikbare moleculen, zelfs als ze een mengsel van materialen bevatten.

De één in éénWetenschappelijke vooruitgangHet proces dat in het artikel van 3 juli wordt beschreven, laat zien dat chemische recycling oud textiel nieuw leven kan inblazen. Als dit wordt opgeschaald, zou dit kunnen bijdragen aan het aanpakken van de stijgende afvalberg die door de mode-industrie wordt gegenereerd, zegt co-auteur van het onderzoek Dionisios Vlachos, een ingenieur aan de Universiteit van Delaware in Newark.

Schattingen geven aan dat minder dan 1% van het textiel wordt gerecycled en dat bijna driekwart van de gebruikte kleding wordt verbrand of op stortplaatsen belandt. “Een goed derde of meer van de microplastics die in de oceaan terechtkomen, zijn afkomstig van kleding”, zegt Vlachos. “Ons vermogen om technologie te ontwikkelen om met al dit afval om te gaan en het uit het milieu, stortplaatsen en oceanen te verwijderen, is erg belangrijk.”

Miriam Ribul, die duurzame materialen onderzoekt bij het UKRI Textiles Circularity Centre, zegt dat hoewel recycling moet worden gezien als een laatste redmiddel nadat oude kleding is gerepareerd en hergebruikt, de industrie “investeringen in deze nieuwe processen en technologieën zou verwelkomen om op te schalen”.

Moeilijk textiel

Bij veel recycling gaat het om het fysiek scheiden van afval in grondstoffen, maar deze aanpak kent zwakke punten bij de verwerking van textiel. Veel stoffen zijn gemaakt van een mix van materialen, bijvoorbeeld katoen gemixt met synthetische vezels zoals polyester. Mechanische recyclingtechnieken hebben moeite met het scheiden van meervezelig textiel in producten die kunnen worden hergebruikt. “De kwaliteit van wat je krijgt gaat achteruit”, zegt Vlachos.

Onderzoekers wendden zich in plaats daarvan tot chemische recycling om bepaalde synthetische componenten van weefsels af te breken tot herbruikbare bouwstenen. Ze gebruikten een chemische reactie genaamd microgolf-ondersteunde glycolyse, die grote ketens van moleculen (polymeren) kan afbreken in kleinere eenheden met behulp van warmte en een katalysator. Hiermee verwerken ze stoffen met verschillende samenstellingen, waaronder 100% polyester en 50/50 polykatoen, dat bestaat uit polyester en katoen.

Bij zuivere polyesterstoffen werd door de reactie 90% van het polyester omgezet in een molecuul genaamd BHET, dat direct kan worden gerecycled om meer polyesterstoffen te maken. De onderzoekers ontdekten dat de reactie het katoen niet aantastte, dus met polyester-katoenen stoffen was het mogelijk om zowel het polyester af te breken als het katoen terug te winnen. Cruciaal was dat het team de reactieomstandigheden kon optimaliseren, zodat het proces slechts 15 minuten duurde, waardoor het uiterst kosteneffectief was. "Normaal gesproken duurt het dagen voordat deze dingen kapot gaan. Dus als ik van dagen naar een paar minuten ga, denk ik dat dit een belangrijke innovatie is", zegt Vlachos. Ten slotte zegt hij: ‘Ik denk dat we binnen enkele seconden kunnen vertrekken.’

uitbreiding

In de studie werd ook onderzocht hoe andere materiaalcombinaties reageren op het reactieproces. De resultaten waren goed, zelfs als het textiel onbekende hoeveelheden vezels bevatte, zoals katoen, polyester, nylon of spandex. Spandex werd afgebroken tot een nuttig molecuul genaamd MDA, en nylon kon, net als katoen, intact worden geëxtraheerd. Sommige polyesterstoffen produceerden echter verminderde hoeveelheden BHET, inclusief geverfde stoffen en stoffen die behandeld waren om UV-licht of vuur te weerstaan. Het team suggereert dat verder onderzoek nodig is om de omstandigheden voor dergelijke materialen te optimaliseren.

In een analyse als onderdeel van hun onderzoek schatten Vlachos en zijn collega's dat bij verdere ontwikkeling 88% van de kleding in de wereld gerecycled zou kunnen worden.

“We hebben een eenvoudig proces dat we kunnen schalen om grote hoeveelheden kleding te verwerken”, zegt Vlachos. “We zijn erg optimistisch dat dit daadwerkelijk werkelijkheid kan worden.”