نقش الیاف پلی استر در صنعت مد

پلی استر به عنوان الیاف مصنوعی از نفت خام مشتق می شود که رایج ترین نوع الیاف در جهان به حساب می آید. میزان استفاده از الیاف پلی استر در سال 2020 از پنبه پیشی گرفته است و هم اکنون به همراه سایر الیاف مصنوعی، بیش از 65% از الیاف مورد استفاده در صنعت نساجی و پوشاک را تشکیل می دهد. پلی استر سبک و محکم است، به راحتی رنگ آمیزی می شود، به شکل بافتنی یا کشبافی در می آید و به آسانی با الیاف دیگر مخلوط می گردد. الیاف پلی استر در هنگام معرفی به بازار برای اولین بار در دهه 1970 توانستند به دلیل ماهیت شستشوی آسان و ضد چروک بودن، انقلابی را پدید آورند. در ضمن ارزان بودن نسبی این الیاف باعث رشد سریع فست فشن (fast fashion) گردید.
در طی این سال ها تقاضا برای پلی استر به شدت و به صورت پیوسته افزایش پیدا کرده است. در سال 1980، حجم تولید جهانی پلی استر 5.2 میلیون تن بود. تا سال 2014 این میزان به 46.1میلیون تن رسید. در طول این مدت، تامین 73.4% رشد تقاضا برای تمام الیاف، برعهده پلی استر بوده است.

منشا پتروشیمی پلی استر و تاثیرات آن

پلی استر به واسطه یک واکنش شیمیایی بین زغال سنگ، مواد نفتی (از نفت خام)، هوا و آب ساخته می شود. در سال 2015 بیش از 330 میلیون بشکه نفت برای تولید پلی استر و سایر منسوجات مصنوعی استفاده شده است که این رقم با ظرفیت بیش از 21000 استخر شنای المپیک برابری می کند.
تولید پلی استر از نظر میزان مصرف آب و ایجاد پساب نسبت به تولید الیاف طبیعی، اثرات زیست محیطی کمتری دارد. با این حال انرژی مورد نیاز برای تولید پلی استر (125 مگا ژول انرژی برای هر کیلوگرم تولید) و گازهای گلخانه ای منتشر شده (14.2 کیلوگرم دی اکسید کربن به ازای هر کیلوگرم تولید) آن را به یک فرآیند پر تاثیر تبدیل کرده است. پلی استر تولید شده در سال 2015 به منظور استفاده در تولید پوشاک، 282 میلیارد کیلوگرم گاز دی اکسید کربن (تقریباً سه برابر بیشتر از پنبه) منتشر کرده است.
آلودگی نیز یک مشکل بالقوه دیگر است. کارخانه های تولید پلی استری که فاقد سیستم تصفیه فاضلاب هستند نیز مواد بالقوه خطرناکی را مثل آنتیموان، کبالت، نمک های منگنز، برمید سدیم و دی اکسید تیتانیوم به محیط زیست وارد می نمایند. از آنجاییکه پلی استر پلاستیکی مبتنی بر نفت است، مانند الیاف طبیعی زیست تخریب پذیر نیست. در عوض حداقل برای چندین دهه در محل دفن زباله باقی می ماند و احتمالا روند تجزیه آنها ممکن است صدها سال طول بکشد. طبق تحقیقات اخیر در هنگام شسته شدن پارچه ها و لباس های پلی استری، الیاف ریزی از آنها جدا می شوند و به عنوان الیاف میکرو پلاستیک به منابع آبی و اقیانوس ها وارد گردند. ماهی، صدف و سایر موجودات آبزی آنها را قورت می دهند، بنابراین سموم این میکروپلاستیک های انباشته شده وارد زنجیره مواد غذایی آبزیان می شوند. این مواد سمی می توانند وارد زنجیره غذایی انسان ها شده و بدین گونه به محیط وسیع تری منتقل می گردند.

محدودیت های بازیافت

در حال حاضر بیشتر پلی استر مورد استفاده در تولید پوشاک، پلی استر خام است. درصد بسیار کمی از لباس ها، یعنی حدوداً کمتر از 1% آنها از طریق منسوجات جمع آوری شده دوباره به عنوان پارچه یا لباس مورد استفاده قرار می گیرند. امروزه تمام یا بخش اعظمی از لباس ها از طریق پلی استر تولید می شود، اما ما هنوز تا استفاده از سیستم حلقه بسته فاصله زیادی داریم. هر چند بازیافت صورت می گیرد، اما با محدودیت هایی مواجه است. بخش عمده ای از نخ ها و پارچه های پلی استری بازیافت شده از پلاستیک بازیافتی (rPET) به خصوص بطری های پلاستیکی مشتق می شوند. به نظر می رسد استفاده از این پلاستیک های بازیافتی نسبت به استفاده از پلی استرهای خام، یک راه حل زیست محیطی پایدارتر باشد، چون این فرآیند 30% تا 50% انرژی کمتری مصرف می کند، نیاز به استخراج اولیه نفت خام را کاهش می دهد و میزان زباله دپو شده در محل های دفن زباله را پایین می آورد.
با این حال پلی استر بازیافتی هم خالی از مشکل نیست. هر بار که پلاستیک به منظور بازیافت، مجدداً گرم می شود، کیفیت آن پایین می آید؛ بنابراین نمی توان آن را به طور نامحدود بازیافت کرد (اگر چه محققان و مشاغل استارتاپی، راه حل هایی برای این کار ارائه داده اند). رنگرزی قطعات پلاستیکی به دست آمده از پلاستیک های بازیافتی می تواند دشوار باشد، بنابراین به رنگ و آب بیشتر برای رنگرزی آنها نیاز است؛ با این وجود هنوز هم ممکن است تناقض رنگ به وجود بیاید. فرآیند بازیافت پلاستیک در درجه حرارت بالا، می تواند یک ترکیب آنتیموان سرطان زا را در جو آزاد کند. سهولت ترکیب پلی استر با سایر الیاف نیز می تواند در هنگام بازیافت مشکلاتی را به وجود بیاورد. بیشتر الیاف پلی استری که سالانه تولید می شوند، بیشتر در پارچه های پلی کتان (poly-cotton) که مخلوطی از پنبه و پلی استر هستند، مورد استفاده قرار می گیرند تا در پارچه های 100% پلی استر. در حال حاضر جدا کردن الیاف پنبه و پلی استر پارچه های پلی کتان بازیافتی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست، اگر چه برخی پیشرفت های نوآورانه در این زمینه صورت گرفته است. بیشتر پارچه های پلی کتان به جای اینکه به عنوان زباله دور ریخته شوند، وارد چرخه بازیافت می گردند تا برای استفاده در عایق کاری و پر کردن کف مبلمان ها به کار برده شوند.
با وجود این مشکلات، استفاده از پلی استر بازیافتی هنوز هم گزینه پایدارتری نسبت به استفاده از پلی استر خام محسوب می شود. البته به احتمال زیاد پیشرفت های جدید صورت گرفته در پلی استر بیولوژیکی، یعنی پلی استری که از مواد نفتی خام مشتق نشده باشد، گزینه پایدارتری به حساب آید. هر دو نوع الیافی که به صورت جزئی یا کلی بیولوژیکی هستند، به زمین و انرژی کمتری نیاز دارند و در ضمن گازهای گلخانه ای کمتری نیز منتشر می کنند.

معیارهای فعلی رتبه بندی و جایگزین ها

معیارهای زیست محیطی الیاف با در نظر گرفتن تمام اثرات زیست محیطی تولید پلی استر، پلی استر خام را در کلاس D قرار می دهد، بنابراین پلی استر در این رتبه بندی اندکی جایگاه بهتری نسبت به نایلون، پنبه های معمولی و ویسکوز (از جمله ویسکوز بامبو) دارد، زیرا آنها در کلاس E قرار می گیرند. این رتبه بندی یک امتیاز استهلاکی محسوب می شود که از وزن دهی معیارها روی انواع تاثیرات زیست محیطی مانند استفاده از آب، آلودگی و زیست تخریب پذیری گرفته می شود.
پلی استرهای بازیافتی شیمیایی در کلاس B و پلی استرهای بازیافتی مکانیکی در کلاس A قرار می گیرند. از گزینه های مناسب جایگزین برای پلی استر خام می توان به پلی استر بازیافت شده (از منسوجات پلی استر استفاده شده چه بعد از مصرف و چه قبل از مصرف) و بیوسنتتیک ها گرفته شده از منابع کاملاً تجدید پذیر و یا تا حدی تجدید پذیر اشاره کرد.

بارهای معلق، میکرو پلاستیک ها و آلودگی های دریایی

میکرو پلاستیک ها، ذرات پلاستیکی با قطر کمتر از 1 میلی متر هستند. آنها در زیستگاه های دریایی در سرتاسر جهان انباشته می شوند و نوع جدیدی از تهدیدات زیست محیطی و سلامتی را به وجود می آورند. آلاینده هایی مثل آفت کش ها و مواد شیمیایی تولیدی به ذرات انباشته شده در محیط زیست آبزیان می چسبند و در نتیجه وارد زنجیره غذایی انسان ها می شوند. تحقیقات اخیر نشان می دهد که منبع اصلی میکرو پلاستیک ها، پسماندهای آلوده با الیاف پلاستیکی است (بزرگترین منبع به حساب نمی آید). میکرو الیاف در هنگام شسته شدن لباس های ساخته شده از الیاف مصنوعی (پلی استر، اکریلیک، پلی پروپیلن و غیره) آزاد می شوند.
آزمایشاتی که با استفاده از ماشین های لباسشویی خانگی صورت گرفته است، نشان داده که یک عدد لباس می تواند بیش از 1900 الیاف را طی شستشو تولید کند. میزان الیاف آزاد شده به نوع و ترکیب پارچه، و تکنیک های مختلف تولید پوشاک بستگی دارد. همچنین به نظر می رسد که میزان انتشار الیاف به سن لباس (میزان منتشر شدن الیاف در لباس های کهنه 1.8 برابر بیشتر است) و نوع ماشین لباسشویی (میزان منتشر شدن الیاف در ماشین های لباسشویی با ظرفیت بالا، 5.3 برابر بیشتر است) هم بستگی داشته باشد.
مطالعه انجام شده توسط شرکت پاتاگونیا (Patagonia) تخمین زده است که روزانه به ازای هر 100 هزار نفر، بیشتر از 110 کیلوگرم میکرو الیاف در منابع آبی محلی ریخته می شود (تقریباً معادل آلودگی ناشی از 15000 کیسه پلاستیکی). براساس نتایج همین تحقیقات، یکی دیگر از منابع در حال رشد ناشی از آلاینده های پلاستیکی در محیط زیست، میکرو الیاف موجود در لجن های هرز آب ها هستند که به عنوان کود کشاورزی در مزارع مورد استفاده قرار می گیرند. تا زمانیکه جایگزین های اقتصادی که از ویژگی های عملکردی (بسیار با ارزش) موادی نظیر پلی استر تقلید می کنند، در دسترس نباشد؛ حذف منسوجات مصنوعی بسیار بعید خواهد بود.
این موضوع باعث شده که کاهش آلودگی میکرو الیاف به عنوان یک رویکرد اصلی، کمتر مورد توجه قرار بگیرد. شرکت هایی مانند پاتاگونیا از تحقیقات علمی در زمینه میکرو الیاف پشتیبانی می کنند و مشتریان را ترغیب می نمایند تا هر کاریکه می توانند انجام دهند تا این تاثیر کمتر شود (مثلا خرید پوشاک با کیفیت تر تا ریزش الیاف کمتر شود). علاوه بر این، چندین شرکت استارتاپی مانند Rozalia Project و Guppy Friend در حال تهیه و فروش فیلترهای میکرو الیاف هستند. قرار است این فیلترها در داخل ماشین لباسشویی مورد استفاده قرار گیرند و میکرو الیاف را به خود جذب کنند.