Decolorization of cellulose-based post-consumer textile waste in a sequence involving sodium hydroxide, chlorine dioxide, and hydrogen peroxide

Todos os anos, o mundo descarta montanhas de roupas. Grande parte desse resíduo acaba em aterros sanitários ou é queimada, um destino cada vez mais difícil de aceitar à medida que a indústria da moda produz mais peças do que nunca. Uma solução promissora reside em transformar essas roupas velhas em novas, um processo conhecido como reciclagem fibra-a-fibra. No entanto, esse sonho circular enfrenta um obstáculo persistente: a cor. A maioria dos têxteis descartados é uma mistura caótica de tecidos tingidos em inúmeras tonalidades e, para torná-los úteis novamente, essa cor deve ser removida. O desafio não é apenas remover o corante, mas fazê-lo sem destruir o próprio tecido. O material no cerne deste quebra-cabeça é a celulose, a fibra natural encontrada no algodão e nas fibras regeneradas usadas na viscose. Essas fibras são longas cadeias de moléculas que conferem resistência ao pano, mas também são delicadas; os próprios produtos químicos necessários para branquear o corante podem, por vezes, romper essas cadeias, transformando fios fortes em uma massa fraca e inútil.

Pesquisadores da Nouryon, uma empresa química na Suécia, dedicaram-se a resolver este equilíbrio. Eles focaram em um tipo específico de resíduo: uma mistura de vestimentas pós-consumo de algodão e viscose que haviam sido separadas, trituradas e preparadas para o tratamento. O objetivo deles era encontrar uma sequência de etapas químicas que pudesse lavar a cor desses tecidos mistos enquanto mantinha as fibras intactas o suficiente para serem fiadas em um novo fio. Eles testaram um processo de três etapas envolvendo hidróxido de sódio, dióxido de cloro e peróxido de hidrogênio. A primeira etapa, usando hidróxido de sódio, atua como um sabão forte que ajuda a soltar o corante das fibras. A segunda etapa introduz o dióxido de cloro, um agente de branqueamento poderoso, e a etapa final utiliza peróxido de hidrogênio para concluir o trabalho e clarear o material. Os pesquisadores descobriram que essa combinação poderia transformar resíduos de cores escuras e mistas em um material brilhante e limpo, mas as condições exatas de cada etapa importavam imensamente.

A jornada começou com o tratamento alcalino. Quando os pesquisadores trataram o tecido triturado com hidróxido de sódio em altas temperaturas, a cor começou a subir. Eles descobriram que adicionar uma quantidade específica do produto químico — 150 quilogramas para cada tonelada de tecido — era suficiente para remover uma parte significativa do corante sem causar danos excessivos. Esta lavagem inicial elevou o brilho do algodão de um opaco 10 por cento para cerca de 40 por cento, e o da viscose de 7 por cento para quase 50 por cento. O líquido que escoou durante esta fase estava escuro com os corantes removidos, provando que a cor estava sendo separada com sucesso das fibras. Crucialmente, os pesquisadores observaram que, embora as fibras de algodão tenham perdido parte de sua força interna durante este processo, as fibras de viscose permaneceram surpreendentemente estáveis, mantendo sua estrutura mesmo sob o ataque químico.

Em seguida, veio a etapa do dióxido de cloro, que serviu como o grande executor para a remoção da cor restante. Os pesquisadores ajustaram a acidez da água nesta etapa, descobrindo que um ambiente levemente ácido era o ponto ideal. Nesse nível, o dióxido de cloro removeu o restante do corante, elevando o brilho do algodão para 74 por cento e o da viscose para 77 por cento. Esta etapa foi particularmente importante porque permitiu que a equipe controlasse a resistência das fibras. Ao refinar a acidez, eles puderam evitar que o produto químico decompusesse as cadeias de celulose de forma muito agressiva. Isso significava que podiam visar um nível específico de resistência da fibra, garantindo que o material fosse robusto o suficiente para uso futuro. O processo foi tão eficaz que o produto final parecia uma folha de papel branca e limpa, um contraste gritante com os retalhos coloridos e desfeitos que iniciaram o processo.

A etapa final envolveu peróxido de hidrogênio, um agente de branqueamento comum, mas com um toque diferente. Os pesquisadores adicionaram magnésio à mistura, um movimento que atuou como um estabilizador. Na ausência de magnésio, o peróxido de hidrogênio pode, por vezes, tornar-se demasiado agressivo, decompondo as fibras e libertando resíduos orgânicos na água. Com a presença de magnésio, o branqueamento tornou-se mais controlado. As fibras retiveram mais de sua força original, e a quantidade de material orgânico dissolvido na água residual diminuiu significadamente. Esta foi uma descoberta vital, pois mostrou que o processo poderia ser tornado mais limpo e eficiente. O magnésio não tornou o tecido mais branco do que teria sido sem ele, mas protegeu a integridade do tecido e reduziu o fardo ambiental do tratamento.

Ao longo do experimento, a equipe também analisou de perto o que restava no produto final. Descobriram que algumas fibras coloridas persistiam, mas quando analisaram esses fragmentos obstinados, descobriram que não eram algodão ou viscose de modo algum. Em vez disso, eram poliéster, provavelmente proveniente dos fios de costura usados para esticar as roupas originais. Esta contaminação é um problema conhecido na reciclagem, uma vez que o poliéster não se dissolve da mesma forma que a celulose. Os pesquisadores observaram que, embora isto seja um obstáculo, é um que pode ser gerido com melhores técnicas de separação ou triagem antes do início do processo de branqueamento. O estudo concluiu que a sequência de três etapas era um caminho viável a seguir. Ela transformou com sucesso um fluxo de resíduos complexos e mistos em uma matéria-prima brilhante e de alta qualidade, provando que a cor das nossas roupas descartadas não tem de ser o fim da sua história.