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Il rilascio di microfibre dai tessuti è diventato un problema ambientale sempre più urgente, non solo perché sia le fibre sintetiche che quelle naturali contribuiscono all’accumulo di microplastiche negli ecosistemi, ma anche perché i meccanismi che determinano questo rilascio sono profondamente radicati nella scienza materiale degli stessi polimeri tessili. Per gli ingegneri tessili, gli specialisti della sostenibilità e i team di ricerca e sviluppo dell’industria dell’abbigliamento, la sfida principale consiste nel capire perché alcuni tessuti rilasciano sostanzialmente più fibre di altri, nonostante siano prodotti con materie prime simili, e come progettare sistemi tessili che siano intrinsecamente più resistenti al distacco delle fibre per tutta la loro durata operativa. L’analisi termica, benché ampiamente utilizzata nella scienza dei polimeri, è ancora poco sfruttata nello sviluppo dei tessuti, ma offre un livello di precisione e una visione meccanicistica che è particolarmente adatta a prevedere il rischio di distacco delle fibre prima che i tessuti arrivino sul mercato.
Capire la scienza dei materiali alla base dello shedding
Il distacco delle microfibre deriva da una combinazione di processi interconnessi, ovvero danni meccanici localizzati, affaticamento progressivo sotto cicli di stress ripetuti e invecchiamento termico o chimico graduale della struttura polimerica, ognuno dei quali riflette la risposta del tessuto alle fluttuazioni di temperatura e umidità incontrate durante l’usura, il lavaggio, l’asciugatura e lo stoccaggio (Wilkinson et al., 2025). Queste forze motrici non sono indipendenti; anzi, si rafforzano a vicenda in modi che possono accelerare la rottura delle fibre nel tempo. Un lavoro recente ha dimostrato che capi di abbigliamento con composizioni di fibre apparentemente simili possono tuttavia mostrare tassi di rottura che differiscono di un ordine di grandezza, a seconda della costruzione del filato, della densità del tessuto, della chimica di finissaggio e dell’integrità microstrutturale impartita durante la lavorazione (De Falco et al., 2019). Queste variazioni, spesso invisibili a occhio nudo, sono riconducibili a differenze di polimero transizioni, stabilità termicae percorsi di degradazione, proprietà che le tecniche di analisi termica possono quantificare con eccezionale chiarezza.
Le tecniche termiche come strumenti predittivi
Calorimetria differenziale a scansione (DSC), Analisi termogravimetrica (TGA) e Analisi termomeccanica (TMA) ciascuna illumina aspetti diversi del comportamento del polimero e, se usate insieme, creano un ritratto multidimensionale della stabilità a lungo termine di un tessuto. La DSC, ad esempio, fornisce informazioni dettagliate su
La TGA offre una visione del comportamento di degradazione in più fasi dei tessuti, identificando le temperature alle quali i finissaggi, i leganti, i componenti di elastan e altri additivi iniziano a decomporsi. Poiché questi componenti contribuiscono in modo significativo alla coesione tra le fibre e alla resistenza all’abrasione, una degradazione termica prematura può indebolire la struttura molto prima che sia visibile un cedimento meccanico. La TMA, a sua volta, mappa la rigidità e il comportamento di smorzamento delle fibre in funzione della temperatura, cogliendo le sottili transizioni di ammorbidimento o irrigidimento che spesso precedono il distacco delle fibre. Insieme, queste tecniche termiche permettono ai ricercatori di anticipare il momento in cui un tessuto diventerà meccanicamente vulnerabile, anziché scoprirlo solo dopo il distacco.
Implementazione pratica nella R&S tessile
Per i team di ricerca e sviluppo, l’integrazione dell’analisi termica nelle strategie di attenuazione delle microfibre consente di prendere decisioni più informate in diverse fasi dello sviluppo del prodotto. La selezione dei materiali può essere migliorata scegliendo tipi di polimeri le cui transizioni termiche non coincidono con le sollecitazioni subite durante il lavaggio. La TGA può confermare se le finiture funzionali si degradano prematuramente, aiutando a garantire che i rivestimenti protettivi mantengano la loro integrità per tutta la vita dell’indumento. I processi di produzione, in particolare la stiratura, la termofissazione e il rilassamento, possono essere ottimizzati monitorando il modo in cui queste fasi modificano le transizioni termiche e collegando questi cambiamenti al comportamento di abrasione e pilling. Le fibre riciclate e a base biologica, che spesso subiscono un notevole stress termico durante la rilavorazione, possono essere sottoposte a screening per evitare lotti troppo degradati e più inclini alla frammentazione (Wilkinson et al., 2025). Inoltre, l’analisi termica può servire come strumento di controllo della qualità che aiuta a mantenere le proprietà rilevanti per lo shedding entro limiti definiti tra i vari fornitori e lotti.
Conclusione
L’analisi termica crea un ponte cruciale tra la struttura interna dei polimeri tessili e le loro prestazioni ambientali a lungo termine. Offrendo una visione dettagliata di come le fibre rispondono alla temperatura, all’umidità e al tempo, tecniche come DSC, TGA e TMA consentono all’industria tessile di passare dalla misurazione reattiva del rilascio di microfibre alla progettazione proattiva di materiali intrinsecamente meno inclini allo shedding. Sebbene i modelli predittivi continuino a evolversi e debbano essere calibrati per materiali e condizioni di test specifici, le prove accumulate dimostrano chiaramente che la combinazione di tecniche termiche con test meccanici e di lavaggio fornisce un quadro solido per la progettazione di tessuti più durevoli e a bassa dispersione. In questo modo, si sostengono sia gli obiettivi di performance del settore che i suoi impegni ambientali, assicurando che gli indumenti mantengano la loro integrità e contribuendo meno all’inquinamento globale da microplastiche.
Riferimenti
De Falco, F., Di Pace, E., Cocca, M. e Avella, M. (2019) ‘The contribution of washing processes of synthetic clothes to microplastic pollution’, Scientific Reports, 9, 6633. https://www.nature.com/articles/s41598-019-43023-x
Hernandez, E., Nowack, B. e Mitrano, D.M. (2020) “Effect of age on microfibre release from polyester and cotton garments”, Environmental Pollution, 266, 115226.
Lant, N.J., Hayward, A.S., Peththawadu, M.M., Sheridan, K.J. e Dean, J.R. (2020) “Microfiber release from real soiled consumer laundry and the impact of fabric care products and washing conditions”, PLOS ONE, 15(6), e0233332. https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0233332
Wilkinson, J., Willemse, M. e Silva, L. (2025) “Revisione critica sul rilascio di microfibre dai tessuti: Sources, influencing factors, detection methods, and reduction strategies’, Chemosphere, 367, 143376. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2025.144394
