Lorsque vous allez courir dans les bois avec vos collants de course, l'élasthanne est la raison pour laquelle ils vous vont si confortablement. L'élasthanne est une matière élastique qui permet au tissu de s'étirer et de s'adapter à votre corps.
Mais lorsque les fibres d’élasthanne sont mélangées avec du coton, de la laine, du nylon ou d’autres fibres, comme c’est le cas aujourd’hui dans de nombreux vêtements, les vêtements deviennent presque impossibles à recycler. Il est extrêmement difficile de séparer les différentes fibres et les matériaux des vêtements ne peuvent donc pas être recyclés.
Pour cette raison, les vêtements et autres textiles font partie des matériaux que nous sommes les moins capables de recycler. Seulement 6 % environ des vêtements jetés par les ménages danois sont recyclés. En comparaison, 32 % de tous les emballages plastiques sont recyclés au Danemark.
Mais cela pourrait changer, déclare le professeur adjoint Steffan Kvist Kristensen du Centre interdisciplinaire de nanosciences de l'Université d'Aarhus. Avec plusieurs collègues, il est à l'origine d'une nouvelle technologie permettant de séparer les fibres des tissus mélangés. Les travaux sont publiés dans la revue Green Chemistry .
"Nous avons développé une méthode pour éliminer complètement l'élasthanne du nylon. Nous n'en sommes pas encore là avec le coton, car certaines fibres de coton sont dégradées au cours du processus. Mais nous pensons qu'avec quelques ajustements mineurs, nous pouvons résoudre ce problème. ce problème", dit-il et continue :
"En d'autres termes, nous pouvons démonter le tissu afin de pouvoir recycler beaucoup plus de textiles à l'avenir."
Il n’est pas facile de séparer l’élasthanne des autres fibres une fois qu’elles ont été tissées ensemble. Les vêtements sont fabriqués en enroulant les fibres principales, comme le nylon ou le coton, autour des fibres d'élasthanne, constituées de longues chaînes de molécules.
Les fibres ne se brisent que si l'on brise les longues chaînes de molécules, explique Steffan Kvist Kristensen. "Les nombreux maillons de la chaîne de l'élasthanne sont liés entre eux par une petite molécule appelée diamine. En chauffant les vêtements à 225 degrés Celsius et en ajoutant un alcool spécifique, nous avons trouvé une méthode pour briser les liens de l'élasthanne. Lorsque cela se produit, les chaînes s'effondrent et les matériaux se séparent.
"L'ensemble du processus se déroule dans ce qui est en fait une grande cocotte-minute dans laquelle nous introduisons les textiles. Nous ajoutons ensuite un peu d'alcool et un peu de base et le chauffons. Ensuite, nous le laissons cuire pendant un peu plus de quatre heures, et lorsque nous ouvrez à nouveau le couvercle, les différentes fibres auront été séparées."
Lorsque les Japonais attaquèrent Pearl Harbor le 7 décembre 1941, les États-Unis perdirent non seulement plusieurs milliers de soldats, des centaines d’avions et bon nombre de leurs plus grands navires de guerre. Le pays a également perdu l’accès à environ 90 pour cent du caoutchouc naturel dont il dépendait tant. Par conséquent, comme les Allemands, ils ont commencé à produire du caoutchouc synthétique.
Après la guerre, la production de caoutchouc synthétique a conduit à la découverte d'un certain nombre de fibres synthétiques dérivées qui pourraient être utilisées dans les textiles. L'une de ces fibres était l'élasthanne.
En 1958, le chimiste Joseph Shivers invente l'élasthanne, ou Spandex comme on l'appelle aussi souvent aux États-Unis. Depuis, l'élasthanne s'invite dans de plus en plus de nos vêtements..
La plupart des fibres des vêtements devant être recyclables, l'utilisation de produits chimiques agressifs n'est pas une option pour Steffan Kvist Kristensen et ses collègues. Au lieu de cela, ils utilisent de l'alcool et ajoutent une base d'hydroxyde de potassium.
"L'hydroxyde de potassium est l'un des principaux ingrédients des nettoyants pour canalisations ordinaires. Nous avons constaté que son ajout accélérait le processus. Cela augmente simplement la vitesse de la réaction chimique", dit-il.
Il ne sait pas exactement pourquoi cela se produit, mais cela brise les liens de l'élasthanne.
"Nous sommes presque sûrs que l'hydroxyde de potassium augmente la réactivité de notre alcool. Soit cela, soit les liaisons sont légèrement brisées par l'hydroxyde de potassium, il est donc plus facile pour l'alcool de les briser complètement", dit-il.
Jusqu'à présent, Steffan Kvist Kristensen et ses collègues n'ont expérimenté qu'avec deux bas en nylon à la fois. La technologie n’est donc pas encore prête à être mise en œuvre à l’échelle industrielle. Cela nécessitera d'être capable de décomposer des quantités beaucoup plus importantes de vêtements.
"Nous ne pouvons que légèrement étendre les choses en raison des limites de nos équipements. Il appartient donc à l'industrie d'adopter la technologie et de la développer sérieusement", dit-il.
Cependant, selon Steffan Kvist Kristensen, le Danemark ne dispose pas actuellement des installations nécessaires pour exploiter cette technologie à grande échelle. Pour cela, il faudra chercher au sud de la frontière. "L'industrie chimique au Danemark est petite, mais l'Allemagne possède certaines des plus grandes usines au monde. Ils pourront très probablement utiliser notre méthode pour recycler de grandes quantités de fibres provenant des vêtements contenant de l'élasthanne.
"Si nous voulons réussir, nous devons impliquer les grandes usines chimiques. Mais elles doivent voir un modèle commercial dans l'achat de matériaux recyclés et leur utilisation dans la production de nouvelles fibres. Si ce n'est pas le cas, la technologie ne décollera jamais."
Plus d'informations : Martin B. Johansen et al, Démontage chimique sélectif des fibres d'élasthanne et des revêtements polyuréthane dans les textiles, Chimie verte (2023). DOI :10.1039/D3GC02994H
Informations sur le journal : Chimie verte
Fourni par l'Université d'Aarhus
