L'eau dure amène le polyester à éliminer beaucoup plus de microplastiques, et seuls certains tissus bénéficient fortement des revêtements protecteurs, révélant pourquoi la chimie de l'eau et les finitions textiles invisibles influencent de manière significative les risques de pollution réels.
Étude : Réduire la perte de fibres microplastiques provenant du polyester lavé à la main. Crédit d'image : Katarzyna Ledwon/Shutterstock
Dans une étude récente publié dans la revue Rapports scientifiquesdes chercheurs ont étudié si les revêtements anti-fibres microplastiques (MPF) pouvaient réduire efficacement la libération de microplastiques par les tissus en polyester lors du lavage des mains..
Ils ont constaté que le revêtement réduisait MPF libération, mais son efficacité dépend du type de tissu et de la qualité de l’eau. Le revêtement réduit MPF libération jusqu'à 92 pour le polyester vert et environ 30 % pour le polyester noir.
MPFgénéralement définis dans la littérature plus large comme des fibres microplastiques de moins de 5 mm, contribuent largement à la pollution microplastique marine, le blanchiment des textiles synthétiques étant responsable d'environ 35 % des microplastiques trouvés dans l'océan.
La croissance de la fast fashion a intensifié ce problème, posant des menaces écologiques à la vie marine, notamment aux récifs coralliens et aux poissons, qui peuvent subir une inhibition de leur croissance et des dommages génétiques. L'exposition humaine à MPF est également associée à des problèmes respiratoires et à d’autres problèmes de santé.
Sommaire
Technologies de revêtement existantes pour le contrôle des fibres
Une stratégie d’atténuation prometteuse consiste à utiliser des revêtements textiles spéciaux qui réduisent la perte de fibres lors du lavage. Des études ont montré que les revêtements fabriqués à partir de matériaux biodégradables ou de polymères à faible friction peuvent réduire MPF libération jusqu'à 90 % lors du lavage en machine.
Il faut aborder le lavage des mains et la chimie de l’eau
Cependant, toutes les recherches antérieures se sont limitées au lavage en machine dans de l’eau déminéralisée avec ou sans détergent, alors que les deux tiers de la population mondiale lavent leurs vêtements à la main, souvent avec de l’eau naturelle ou riche en minéraux.
L'influence de la dureté de l'eau, mesurée par le total des matières dissoutes (DT), sur MPF la libération est donc un élément clé de l’enquête.
Objectifs de l'étude et configuration expérimentale
Les chercheurs ont testé les performances d'un système existant MPF-réduire le revêtement lors du lavage des mains pour évaluer comment différentes sources d'eau affectent la quantité et la taille des fibres libérées par les tissus en polyester.
Procédure de préparation et de revêtement du tissu
Deux tissus 100% polyester (vert et noir) ont été testés. Chaque tissu a été préparé sous forme d'échantillons de 15 × 15 cm, non enduits ou enduits selon un procédé à deux couches.
La première couche consistait à appliquer une solution d'apprêt de 3-aminopropyltriéthoxysilane (APTES) dans le toluène, suivi d'une hydrolyse, d'un nettoyage et d'un traitement au plasma.
La deuxième couche, du polydiméthylsiloxane (PDMS), a été appliqué par dépôt en phase vapeur pour créer une surface à faible friction, dans le but de réduire MPF perte.
Protocole de lavage des mains et sélection de l’eau
Chaque échantillon de tissu a été lavé manuellement sur une planche à laver en bambou pendant 5 minutes en utilisant 1 L d'eau à environ 25°C, contenant un détergent standard. Trois types d'eau ont été utilisés : déminéralisée (DI), du robinet et de l’eau du lac Ontario, chacune différant par DT contenu.
L'effluent de lavage a été filtré à travers des filtres en nylon de 12 µm, séché et analysé au microscope pour compter et mesurer. MPF.
Méthodes de caractérisation des surfaces et des fibres
Les propriétés de surface des tissus ont été évaluées par microscopie électronique à balayage (MEB), spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), et spectroscopie photoélectronique à rayons X (XPS), ainsi que des mesures d'angle de contact pour évaluer la mouillabilité et l'intégrité du revêtement.
Les types de fractures des fibres ont également été visuellement classés en ruptures de fatigue ou de tension, ce qui donne un aperçu de la manière dont les propriétés de l'eau influencent la rupture des fibres.
Effets du TDS sur la libération du MPF
DT dans l'eau de lavage a fortement augmenté MPF libération : le polyester vert et noir non enduit libère plus de deux fois plus de microplastiques en haute teneurDT L'eau du lac Ontario comme dans les bassesDT eau déminéralisée.
Performances de revêtement sur tous les types de tissus
Les revêtements à deux couches réduisent considérablement MPF les émissions de polyester vert de 77 à 92 % dans différents types d'eau, mais ne diminuent que les émissions de fibres de polyester noires de 26 à 37 %. La réduction pour le polyester noir en DI l'eau du robinet était modeste et non statistiquement significative (p = 0,052), alors que les réductions de l'eau du robinet et de l'eau du lac étaient substantielles.
Pour le polyester vert, l'efficacité du revêtement diminue nettement à mesure que DT augmenté, mais pour le polyester noir, il n'y avait pas de relation constante entre la dureté de l'eau et les performances.
Le polyester noir sans revêtement libère environ 60 % moins de microplastiques que le polyester vert.
Influence de la chimie de l'eau sur la longueur des fibres
Croissant DT conduit à une réduction significative de MPF longueur : les mesures de longueur ont été effectuées uniquement pour le polyester noir et les fibres libérées dans DI l'eau du lac Ontario était en moyenne de 1,19 mm, tandis que celle du lac Ontario n'était en moyenne que de 0,53 mm. Le revêtement n'a pas changé de manière significative MPF rupture de fibre en longueur ou en surface. Les tests d'angle de contact avec l'eau ont révélé que les tissus enduits étaient initialement hydrophobes, bien que la durabilité du revêtement variait, en particulier sur le polyester vert.
Contamination des surfaces et adhérence du revêtement
FTIR les analyses ont révélé une contamination préexistante au silicone, tandis que XPS Une contamination au fluor a été identifiée sur le polyester vert, ce qui pourrait avoir affecté l'adhérence du revêtement. Les auteurs notent que le dos technique du polyester noir contenait déjà une finition à base de silicone, ce qui réduisait sa perte de base et rendait l'ajout PDMS le revêtement semble moins efficace par rapport à ce point de départ modifié.
La perméabilité à l'air et les mécanismes de rupture des fibres ne sont pas affectés par la composition du revêtement ou de l'eau de lavage, confirmant que les différences de MPF les rejets étaient principalement liés à la chimie de l’eau plutôt qu’aux dommages aux tissus.
Impact de la dureté de l'eau sur la fragmentation du MPF
Cette étude a démontré qu'une plus grande DT dans l'eau de lavage des mains augmente MPF libère et raccourcit la longueur des fibres, probablement parce que les minéraux dissous fragmentent les fibres déjà détachées plutôt que de causer des dommages supplémentaires au tissu.
Limites du revêtement et implications pratiques
Le PDMS revêtement efficacement réduit MPF émissions, en particulier du polyester vert, mais ses performances ont été entravées par la contamination de la surface et la dureté de l'eau. Ces résultats soulignent que la composition de l'eau joue un rôle clé dans MPF pollution, même lors du lavage manuel.
Forces et contraintes de la preuve
Les points forts incluent une comparaison complète des types d’eau et des analyses de surface avancées. Cependant, le petit MPF vérification limitée en masse du mécanisme de coupe de fibres proposé.
Les auteurs ont souligné que les futures normes devraient également quantifier MPF la perte de masse comme mesure principale, pas seulement le nombre de fibres, en particulier pour les scénarios de lavage des mains.
Orientations futures de la recherche sur l’atténuation des MPF
Les recherches futures devraient quantifier MPF perte de masse dans différentes compositions chimiques de l'eau et explorez des revêtements plus robustes adaptés aux textiles du monde réel.
Les résultats ont des implications pratiques pour les fabricants, les décideurs politiques et les consommateurs en ce qui concerne MPF l’atténuation, les normes de filtration des eaux usées et la conception de matériaux textiles.
