Textiel krijgt zelden een tweede leven: slechts 12% van alle textiel wordt herbruikt, 7% krijgt een nieuw leven in een andere vorm zoals isolatie of tapijtonderlagen en maar 1% wordt gerecycled tot nieuw textiel. UvA-onderzoeker Nienke Leenders optimaliseerde samen met chemiebedrijf Avantium een technologie die grootschalige textielrecycling een stap dichterbij brengt. Met de verbeterde methode kunnen katoen en polyester volledig worden gescheiden, ook bij grote hoeveelheden te recyclen textiel.

Ongeveer de helft van het textielafval bestaat uit een mengsel van katoen en polyester. Om beide stoffen opnieuw te kunnen gebruiken, moeten ze goed van elkaar gescheiden worden. Achtergebleven katoen verstoort namelijk de recycling van polyester.

Leenders onderzocht een chemische recyclingroute die niet alleen de vezels scheidt, maar ook de katoenfractie omzet in bruikbare grondstoffen. Haar onderzoek richt zich op het Dawn Technology-proces, dat Avantium samen met de UvA ontwikkelt.

Katoen als een kralenketting

Dawn Technology benut het verschil tussen katoen en polyester. Katoen bestaat voornamelijk uit cellulose: lange ketens van aan elkaar gekoppelde suikermoleculen. Met behulp van zoutzuur kunnen de bindingen tussen die bouwstenen worden verbroken. Leenders vergelijkt dit met het losmaken van de kralen van een ketting. ‘Zoutzuur verbreekt de bindingen tussen de glucosebouwstenen, alsof het alle kralen van een ketting losknipt van elkaar.’ Zo wordt de cellulose afgebroken tot suikers, terwijl het polyester bij deze behandeling als vast materiaal achterblijft.

De suikers kunnen vervolgens worden omgezet in CMF, een tussenproduct voor de productie van nieuwe materialen. Een collega van Leenders onderzoekt hoe van CMF weer bouwstenen voor biobased kunststof kunnen worden gemaakt . ‘Zo zou afgedankte katoenen kleding een alternatief kunnen bieden voor de suikers uit landbouwgewassen die voor biobased kunststoffen gebruikt kunnen worden.’

Over polyester

Polyester is de meest gebruikte synthetische vezel in de textielindustrie. Polyester wordt vaak gebruikt vanwege: vochtopname, slijtvastheid, en lage prijs en een hoge bestendigheid tegen weersinvloeden, licht en schuring in vergelijking met andere materialen. Daarnaast is polyester heel makkelijk aanpasbaar, het pluist niet snel, is makkelijk te verven en krimpt niet makkelijk.

Volledige scheiding

Om het proces te verbeteren onderzocht Leenders onder meer de invloed van de zoutzuurconcentratie, en de hoeveelheid textiel in de reactor op de reactietijd.
‘Het scheiden van katoen van polyester vereist sterk geconcentreerd zoutzuur: 43 tot 44 procent, tegenover de 37 procent van een gangbare geconcentreerde zoutzuuroplossingen. Die hogere concentratie wordt bereikt door extra waterstofchloridegas toe te voegen.’

De reactietijd hangt ook af van de hoeveelheid textiel ten opzichte van het zuur. Bij minder textiel is er meer zuur beschikbaar per hoeveelheid katoen en verloopt de reactie sneller. En bij meer textiel duurt het proces dus langer. ‘Het is heel belangrijk dat polyester keer op keer vrij is van katoen na het scheidingsproces’, zegt Leenders.

Ook andere vezels tellen mee

Afgedankte kleding bevat vaak meer dan alleen katoen en polyester. Daarom onderzocht Leenders ook wat er gebeurt met andere vezels, zoals elastaan. Elastaan zit in veel kledingstukken en maakt de stof rekbaar. ‘Ook deze vezel kan bij de behandeling met zoutzuur worden afgebroken.’ Anders dan bij katoen, ontstaan daarbij geen suikers. Elastaan valt daarbij uiteen in kleine deeltjes die in de vloeistof blijven zweven. Hierdoor kunnen katoen, polyester en elastaan van elkaar gescheiden wordens.

Op grote schaal testen

Leenders testte het proces ook op grotere schaal bij Avantium in Delfzijl, in een reactor met een inhoud van 230 liter. De resultaten waren vergelijkbaar met die van de eerdere laboratoriumexperimenten: in de test met afgedankt katoen-polyestertextiel werd het katoen volledig verwijderd. Een belangrijke stap richting textielrecycling op grote schaal aldus Leenders. ‘Technisch gezien is het op grote schaal haalbaar’.

Foto: Resten na verwerking van shirts van zuiver katoen. Alleen de polyesterlabels en -naden blijven achter. Afbeelding: Leenders / Avantium.

Bron: Universiteit van Amsterdam