Forskere kommer med teknologi til at genbruge brugt tøj i stedet for blot at brænde det

Når du løber i skoven i dine løbetights, er elastan grunden til, at de sidder så behageligt på dig. Elastan er et elastisk materiale, der gør det muligt for stoffet at strække sig og tilpasse sig din krop.

Men når elastanfibre blandes med bomuld, uld, nylon eller andre fibre, som det er tilfældet i meget tøj i dag, bliver tøjet næsten umuligt at genbruge. Det er ekstremt svært at skille de forskellige fibre fra, og derfor kan materialerne i tøjet ikke genbruges.

Af den grund er tøj og andre tekstiler blandt de materialer, som vi er dårligst til at genbruge. Kun omkring 6 % af det tøj, som danske husholdninger smider ud, bliver genbrugt. Til sammenligning bliver 32 % af al plastemballage genanvendt i Danmark.

Men det kan ændre sig, siger adjunkt Steffan Kvist Kristensen fra Tværfagligt Nanoscience Center ved Aarhus Universitet. Sammen med en række kolleger står han bag en ny teknologi, der kan udskille fibre i blandede stoffer. Værket er publiceret i tidsskriftet Green Chemistry .

"Vi har udviklet en metode til at fjerne elastan helt fra nylon. Vi er ikke helt i mål med bomuld endnu, fordi nogle af bomuldsfibrene bliver nedbrudt i processen. Men vi tror på, at vi med nogle mindre justeringer kan løse dette problem," siger han og fortsætter:

"Med andre ord kan vi skille stoffet ad, så vi kan genbruge langt flere tekstiler i fremtiden."

Opvarmning af tøj i en stor trykkoger

Det er ikke nemt at adskille elastan og andre fibre, når de først er vævet sammen. Tøj fremstilles ved at vikle hovedfibrene, såsom nylon eller bomuld, omkring elastanfibrene, som består af lange kæder af molekyler.

Fibrene knækker kun, hvis vi bryder de lange kæder af molekyler, forklarer Steffan Kvist Kristensen. "De mange led i elastankæden er bundet sammen af ​​et lille molekyle, der kaldes en diamin. Ved at varme tøjet op til 225 grader celsius og tilsætte en bestemt alkohol har vi fundet en metode til at nedbryde bindingerne i elastan. Når det sker kæderne falder fra hinanden og materialerne adskilles.

"Hele processen foregår i det, der i virkeligheden er en stor trykkoger, som vi fodrer tekstilerne ind i. Så tilsætter vi lidt alkohol og noget bund og varmer det op. Så lader vi det koge i godt fire timer, og når vi Åbn låget igen, de forskellige fibre er blevet adskilt."

Opfundet under Anden Verdenskrig

Da japanerne angreb Pearl Harbor den 7. december 1941, mistede USA ikke kun flere tusinde soldater, hundredvis af fly og mange af sine største krigsskibe. Landet mistede også adgangen til omkring 90 procent af det naturgummi, de var så afhængige af. Derfor begyndte de ligesom tyskerne at producere syntetisk gummi.

Efter krigen førte produktionen af ​​syntetisk gummi til opdagelsen af ​​en række afledte syntetiske fibre, som kunne bruges i tekstiler. En af disse fibre var elastan.

I 1958 opfandt kemikeren Joseph Shivers elastan, eller Spandex, som det også ofte kaldes i USA. Siden da har elastan fundet vej til mere og mere af vores tøj..

Den hemmelige ingrediens er afløbsrens

Fordi de fleste fibre i tøjet skal kunne genbruges, er det ikke en mulighed for Steffan Kvist Kristensen og hans kolleger at bruge skrappe kemikalier. I stedet bruger de alkohol og tilføjer en kaliumhydroxidbase.

"Kaliumhydroxid er en af ​​hovedingredienserne i almindelige afløbsrenser. Vi fandt ud af, at tilsætning af dette accelererede processen. Det øger simpelthen hastigheden af ​​den kemiske reaktion," siger han.

Han ved ikke, hvorfor det sker præcist, men det bryder bindingerne i elastanen.

"Vi er ret sikre på, at kaliumhydroxid øger reaktiviteten af ​​vores alkohol. Enten det, eller også bliver bindingerne nedbrudt lidt af kaliumhydroxidet, så det er nemmere for alkoholen at bryde dem fuldstændigt," siger han.

Håber, at tøjindustrien vil tage teknologien til sig

Indtil videre har Steffan Kvist Kristensen og hans kolleger kun eksperimenteret med to nylonstrømper ad gangen. Teknologien er derfor endnu ikke klar til implementering i industriel skala. Dette vil kræve at være i stand til at nedbryde meget større mængder tøj.

"Vi kan kun skalere tingene lidt op på grund af begrænsningerne i vores udstyr. Så det er op til industrien at omfavne teknologien og skalere den op for alvor," siger han.

Men ifølge Steffan Kvist Kristensen har Danmark i øjeblikket ikke faciliteterne til at udnytte teknologien i stor skala. Du bliver nødt til at se syd for grænsen for dette. "Den kemiske industri i Danmark er lille, men Tyskland har nogle af de største anlæg i verden. De vil højst sandsynligt kunne bruge vores metode til at genanvende store mængder fibre fra elastanholdigt tøj.

"Hvis vi skal lykkes med det her, er vi nødt til at få de store kemiske fabrikker med. Men de skal se en forretningsmodel i at købe genbrugsmaterialer og bruge dem i produktionen af ​​nye fibre. Hvis de ikke gør det, vil teknologien vil aldrig tage fart."

Flere oplysninger: Martin B. Johansen et al, Selektiv kemisk adskillelse af elastanfibre og polyurethanbelægninger i tekstiler, Grøn kemi (2023). DOI:10.1039/D3GC02994H

Journaloplysninger: Grøn kemi

Leveret af Aarhus Universitet