När du springer i skogen i dina löpartights är elastan anledningen till att de sitter så bekvämt. Elastan är ett elastiskt material som gör att tyget sträcker sig och anpassar sig efter din kropp.
Men när elastanfibrer blandas med bomull, ull, nylon eller andra fibrer, som det är i många kläder idag, blir kläderna nästan omöjliga att återvinna. Det är extremt svårt att separera de olika fibrerna och därför går inte materialen i kläderna att återvinna.
Av den anledningen är kläder och andra textilier bland de material som vi är sämst på att återvinna. Endast cirka 6 % av de kläder som slängs av danska hushåll återvinns. Som jämförelse återvinns 32 % av alla plastförpackningar i Danmark.
Men det här kan komma att förändras, säger adjunkt Steffan Kvist Kristensen från Interdisciplinary Nanoscience Center vid Aarhus Universitet. Tillsammans med ett antal kollegor står han bakom en ny teknik som kan separera ut fibrer i blandade tyger. Verket publiceras i tidskriften Green Chemistry .
"Vi har utvecklat en metod för att ta bort elastan helt från nylon. Vi är inte riktigt där än med bomull, eftersom en del av bomullsfibrerna bryts ner i processen. Men vi tror att vi med några mindre justeringar kan lösa detta problem", säger han och fortsätter:
"Vi kan med andra ord ta isär tyget så att vi kan återvinna mycket mer textilier i framtiden."
Det är inte lätt att separera elastan och andra fibrer när de väl vävts ihop. Kläder tillverkas genom att linda huvudfibrerna, som nylon eller bomull, runt elastanfibrerna, som består av långa kedjor av molekyler.
Fibrerna går bara isär om vi bryter de långa kedjorna av molekyler, förklarar Steffan Kvist Kristensen. "De många länkarna i elastankedjan binds samman av en liten molekyl som kallas en diamin. Genom att värma kläderna till 225 grader Celsius och tillsätta en specifik alkohol har vi hittat en metod för att bryta ner bindningarna i elastan. När detta händer, kedjorna faller isär och materialen separeras.
"Hela processen sker i vad som i själva verket är en stor tryckkokare som vi matar in textilierna i. Sedan tillsätter vi lite alkohol och lite botten och värmer upp det. Sedan låter vi det koka i drygt fyra timmar, och när vi öppna locket igen, de olika fibrerna har separerats."
När japanerna attackerade Pearl Harbor den 7 december 1941 förlorade USA inte bara flera tusen soldater, hundratals flygplan och många av sina största krigsfartyg. Landet förlorade också tillgången till cirka 90 procent av det naturgummi som de var så beroende av. Därför började de, precis som tyskarna, tillverka syntetiskt gummi.
Efter kriget ledde tillverkning av syntetiskt gummi till upptäckten av ett antal härledda syntetiska fibrer som kunde användas i textilier. En av dessa fibrer var elastan.
1958 uppfann kemisten Joseph Shivers elastan, eller Spandex som det också ofta kallas i USA. Sedan dess har elastan letat sig in i allt fler av våra kläder..
Eftersom de flesta av fibrerna i kläderna måste vara återvinningsbara är användningen av starka kemikalier inte ett alternativ för Steffan Kvist Kristensen och hans kollegor. Istället använder de alkohol och lägger till en kaliumhydroxidbas.
"Kaliumhydroxid är en av huvudingredienserna i vanliga avloppsrenare. Vi upptäckte att tillsatsen av detta påskyndade processen. Det ökar helt enkelt hastigheten på den kemiska reaktionen", säger han.
Han vet inte varför detta händer exakt, men det bryter bindningarna i elastanen.
"Vi är ganska säkra på att kaliumhydroxid ökar reaktiviteten hos vår alkohol. Antingen det, eller så bryts bindningarna ner något av kaliumhydroxiden, så det är lättare för alkoholen att bryta dem helt", säger han.
Hittills har Steffan Kvist Kristensen och hans kollegor bara experimenterat med två nylonstrumpor åt gången. Tekniken är därför ännu inte redo för implementering i industriell skala. Detta kommer att kräva att man kan bryta ner mycket större mängder kläder.
"Vi kan bara skala upp lite på grund av begränsningarna i vår utrustning. Så det är upp till industrin att ta till sig tekniken och skala upp den på allvar", säger han.
Men enligt Steffan Kvist Kristensen har Danmark för närvarande inte möjligheter att utnyttja tekniken i stor skala. Du måste titta söder om gränsen för detta. "Den kemiska industrin i Danmark är liten, men Tyskland har några av de största anläggningarna i världen. De kommer med största sannolikhet att kunna använda vår metod för att återvinna stora mängder fibrer från kläder som innehåller elastan.
"Om vi ska lyckas med det här måste vi få ombord de stora kemiska fabrikerna. Men de måste se en affärsmodell i att köpa återvunnet material och använda dem i produktionen av nya fibrer. Om de inte gör det, måste tekniken kommer aldrig att ta fart."
Mer information: Martin B. Johansen et al, Selektiv kemisk demontering av elastanfibrer och polyuretanbeläggningar i textilier, Green Chemistry (2023). DOI:10.1039/D3GC02994H
Journalinformation: Grön kemi
Tillhandahålls av Aarhus Universitet
