Главная » Все новости » Как перерабатывать пластик, не подлежащий вторичной переработке
Как перерабатывать пластик, не подлежащий вторичной переработке
Как перерабатывать пластик, не подлежащий вторичной переработке

Как перерабатывать пластик, не подлежащий вторичной переработке

Новый процесс может сократить количество пластика, захороненного на свалках. Идея: преобразовать некоторые типы, которые нельзя переработать, в типы, которые можно нагревать, а затем преобразовывать.

По данным Агентства по охране окружающей среды, из более чем 35,4 миллиона тонн пластика, производимого ежегодно в Соединенных Штатах, доля, которая перерабатывается, «относительно мала» — всего 8,4 процента по данным на 2017 год. Более одной трети в конечном итоге отправляется на свалки как отходы.

Пластмассу могут потребоваться сотни лет для разложения или химического разрушения. А при захоронении на свалках они занимают ценное место. Другие пластиковые отходы попадают в океаны, ручьи и другие водные пути. Там они распадаются на мелкие частицы, называемые микропластиками. Некоторые содержат вредные добавки. Микропластики также могут обеспечивать поверхность, на которой могут цепляться другие загрязнители и микробы. И эти пластиковые кусочки могут накапливаться и у некоторых животных.

Некоторые виды пластика могут быть переплавлены и преобразованы в новые изделия. Таким образом можно переработать многие бутылки для напитков, кубики LEGO и другие товары (помеченные цифрами 1 или 2). Их молекулы в основном представляют собой длинные цепочки повторяющихся групп атомов.

Однако пока нет возможности утилизировать так называемые термореактивные пластмассы. Приставка термо- относится к теплу или температуре. В процессе изготовления этих пластиков используются мягкие твердые вещества или жидкости, а затем их отверждают, обычно путем нагрева.

Это отверждение образует поперечные связи между группами атомов в этом пластике. Эта сеть связанных атомов делает этот легкий пластик достаточно прочным, чтобы выдерживать удары. Они также являются хорошими изоляторами тепла и электричества.

«Большинство пластиковых компонентов в самолетах — это термореактивные материалы», — говорит Ика Манас-Злочевер. Она инженер-химик в Университете Кейс Вестерн Резерв в Кливленде, штат Огайо. «В автомобилях есть термореактивные материалы. В зданиях есть термореактивные материалы». Эти пластмассы широко используются в изделиях, от сотовых телефонов до лопастей ветряных турбин.

Их постоянные поперечные связи означают, что эти пластмассы нельзя просто расплавить и изменить форму. Но это может скоро измениться.

Около 10 лет назад французские исследователи разработали пластмассы с высвобождаемыми поперечными связями. Они известны как витримеры. Подумайте о народном танце, в котором люди меняют партнеров, — говорит Манас-Злочевер. Здесь группы атомов прощаются со своими партнерами, поскольку их поперечные связи разрываются. Затем группы объединяются для перекрестной связи с новыми партнерами.

В прошлом году Манас-Злочевер и Льянг Юэ из Кэйс Вестерн Резерв были частью команды, которая разработала процесс преобразования термореактивных пластиков в такие витримеры. Теперь эта группа еще больше улучшила процесс. Изготовленный таким образом пластик можно перерабатывать снова и снова.

Команда объединила кусочки одного типа термореактивного пластика с небольшим количеством соединения на основе цинка. Они добавили смесь в шаровую мельницу. Это высокоэнергетическая кофемолка, в которой используются шарики из металла или других прочных материалов. Механическая энергия шаровой мельницы превращает пластик в мелкий порошок. Процесс также создает радикалы — молекулы с одним или несколькими неспаренными внешними электронами.

«Радикалы очень реактивны», — говорит Юэ. В смеси радикалы реагируют с другими молекулами, превращая сшитые химические связи в непостоянные типы, обнаруженные в витримерах. Теперь этот порошок можно прессовать в нагретую форму для придания ему новой формы. Позже новый пластик можно нагреть и снова отлить в форму без добавления цинка.

Таким образом, отмечает он, эти пластмассы «можно обрабатывать снова и снова».

По словам Манас-Злочовера, аналогичный подход может работать и для других типов термореактивных пластиков. Они могут полагаться не на соединение цинка, а на другие химические вещества. Некоторые витримерные пластмассы могут даже работать лучше, чем оригинальные термореактивные пластмассы для некоторых применений. Другие могут работать хуже. Например, можно выдержать большую силу, прежде чем она сломается, но при этом быть менее гибким.

Сейчас команда ищет деловых партнеров, чтобы помочь группе расширить свой новый процесс. Юэ отмечает, что потребуются дополнительные исследования возможных эффектов различных добавок в этих пластмассах. Его группа описала свой новый перерабатываемый витримерный пластик в газете ACS Macro Letters от 16 июня.

«Идея превратить существующие реактопласты в витримеры очень привлекательна, — говорит Таня Юнкерс. Она химик-полимер в Университете Монаша в Клейтоне, Австралия. «Несмотря на то, что это новый процесс, он может быть применен к полимерным отходам, произведенным задолго до этого», — объясняет она. Но сначала необходимо провести полную оценку этой техники и новых пластиков, говорит она.

Подход команды «относительно прост» по сравнению с некоторыми методами, добавляет Юнкерс. «Но именно эта простота позволяет потенциально применять его в реальном мире».

Новый процесс может сократить количество пластика, захороненного на свалках. Идея: преобразовать некоторые типы, которые нельзя переработать, в типы, которые можно нагревать, а затем преобразовывать.

Понравилась запись? Поделись с другом!!!