آیا بازیافت پلیمرها مقرون به صرفه است؟

 

در این مقاله بر خلاف مقاله های قبل به سراغ مقوله جدیدی رفته ایم. و می خواهیم به بررسی روند بازیافت پلیمرها بپردازیم.

با ما همراه باشید تا درباره بازیافت پلیمرها بیشتر بدانیم.

خلاصه مقاله:

بازیافت پلاستیک یک فناوری جا افتاده است. که به اقتصاد دایره ای کمک می کند. یک جامعه پایدار نیازمند بازیافت برای تولید مواد اولیه با کیفیت بالا از انواع زباله های قابل استفاده مجدد است. فن‌آوری‌های جدید بازیافت به بهبود شیوه‌های مدیریت زباله کمک می‌کند.

 به‌عنوان مثال:

• حل کردن زباله‌های پلاستیکی در یک حلال برای خالص‌سازی و حفظ خواص مواد آن.
• در محلول همچنین می توان پلیمرها را به مونومرهایی تبدیل کرد که می توانند برای بازسازی مواد درجه یک بکر استفاده شوند.

در این بررسی مزایا و معایب سه فرآیند بازیافت مبتنی بر حلال در نظر گرفته خواهد شد:

• جداسازی منسوجات پنبه و پلی استر (پلی اتیلن ترفتالات (PET))،
• بازیافت شیمیایی پلی لاکتیک اسید (PLA)،
• انحلال-رسوب پلی وینیل کلراید (PVC).

 وضعیت فعلی هنر و چشم‌اندازهای آینده مورد بحث قرار می‌گیرد. از جمله مروری کوتاه بر نحوه استفاده از حلال‌ها برای پردازش انواع دیگر زباله‌های پلاستیکی.

معرفی:

نیاز آشکار و فزاینده ای برای حفظ منابع ارزشمند و کاهش ضایعات و آلودگی وجود دارد. به حداکثر رساندن طول عمر عملکردی مواد با استفاده مجدد و شیوه های بازیافت دارای مزایای بلند مدت است. این مضامین در مفهوم اقتصاد دایره‌ای تجسم می‌یابند. جایی که مواد از نظر خدماتی که هنگام تولید در محصولات ارائه می‌کنند در نظر گرفته می‌شوند.

طول عمر طولانی محصول، خدمات بیشتری را از یک ماده ارائه می دهد. در حالی که زباله نشان دهنده پتانسیل از دست رفته است.

95٪ از ارزش اقتصادی بازار پلاستیک پس از یک بار استفاده از بین می رود.

 

 

 

 

 

 

انواع بازیافت:

• بازیافت مکانیکی برای PET، پلی اتیلن (PE) و پلی پروپیلن (PP) موثر است. که به موجب آن ضایعات خرد، ذوب و دوباره قالب‌گیری می‌شوند.

 زیرساخت بازیافت برای سایر پلیمرها در سطح بین‌المللی محدودتر است. و برای کامپوزیت‌ها و پلاستیک‌های ترموست، طراحی و ترکیب شیمیایی مواد. بازیافت معمولی را به‌طور کامل به عنوان گزینه پایان عمر حذف نمی‌کند.  بازیافت پلیمرها

 وجود مواد افزودنی در بسیاری از محصولات پلاستیکی منجر به بازیافت با ناخالصی‌های ناشناخته می‌شود. که برخی از آنها سمی هستند و ممکن است برای مصارف ثانویه مواد غیرضروری یا نامطلوب باشند.

• بازیافت حلقه بسته، بازگرداندن مواد به استفاده اولیه، با طراحی محصول که به طور برگشت ناپذیری انواع مختلف مواد را با هم ترکیب می کند. بلکه با فرآیندهای جمع آوری و جداسازی زباله و خود فرآیندهای بازیافت، جلوگیری می شود.

بازیافت پلی اتیلن ترفتالات بر پایه حلال:

یکی از رایج ترین انواع زباله های پلاستیکی، بطری های پلاستیکی است. این اقلام یکبار مصرف که معمولاً از PET ساخته شده‌اند. می‌توانند به طور موثر بازیافت شوند. اگرچه اغلب در یک حلقه بازیافت باز برای ساخت پارچه‌های پلی استر قرار دارند.

با وجود این، نرخ بازیافت بطری‌های PET در اروپا تنها 57 درصد کمتر از ظرفیت است. که نشان‌دهنده نقص در جمع‌آوری و مرتب‌سازی است. طراحی محصول نیز بازیافت را محدود می کند. هنگامی که PET (بازیافت شده) با مواد دیگر برای ساخت محصولات نساجی ترکیب می شود.

 ناتوانی فرآیندهای بازیافت متعارف برای جداسازی PET به این معنی است که گزینه ای برای بازیافت بیشتر مواد وجود ندارد. برای منسوجات متشکل از ترکیبی از پنبه و PET، یک فرآیند مبتنی بر حلال می‌تواند جداسازی و بازیابی هر دو جزء را انجام دهد. تعداد زیادی روش ثبت اختراع برای بازیافت ضایعات نساجی حاوی پلی استر و اقلام پنبه مخلوط، معمولاً لباس‌ها، وجود دارد. برای حل انتخابی سلولز یا PET می توان از یک حلال استفاده کرد. پلیمر حل نشده باقیمانده نیز می تواند پس از فیلتراسیون و خشک شدن بازیافت شود. یا به صورت متناوب به یک ترکیب مشتق تبدیل شود.

برای حل انتخابی سلولز، حلال های مورد استفاده برای ساخت الیاف ابریشم مصنوعی مانند N-methylmorpholine N-oxide (NMMO) که در فرآیند لیوسل استفاده می شود. قابل استفاده هستند. اشتعال پذیری و پتانسیل اکسید شدن بالای NMMO آن را به یک حلال ایده آل از نظر ایمنی تبدیل نمی کند. اما معمولاً در فرآیندهایی با راندمان بالا بازیافت می شود.

مشکل در حل سلولز به این معنی است که تلاش‌های تحقیقاتی بر بازیافت PET مبتنی بر حلال از منسوجات به جای پنبه متمرکز شده‌اند.

بازیافت پلی اتیلن و پلی پروپیلن مبتنی بر حلال:

پلی الفین های PE (درجه های چگالی بالا و کم) و PP در مقادیر بیشتری نسبت به سایر پلاستیک های مصنوعی تولید می شوند. در مورد PET، بازیافت مکانیکی به دلیل در دسترس بودن ضایعات و کیفیت بازیافت مناسب برای بازارهای بزرگ است. با این حال، محتوای کالری بالای این هیدروکربن ها به این معنی است که آنها به عنوان ماده اولیه برای نیروگاه های بازیافت انرژی مورد علاقه هستند. تجزیه در اثر حرارت پلاستیک برای ساختن روغن‌های مناسب برای پالایش سوخت و مواد شیمیایی پایه به عنوان جایگزین انعطاف‌پذیرتری برای سوزاندن در حال بررسی است.

بازیابی پلی اولفین‌ها از محلول نیز امکان‌پذیر است. یافت شده زایلن در 85 درجه سانتیگراد PE را حل می کند اما PP را حل نمی کند.

 PP حل نشده را می توان با فیلتراسیون حذف کر و سپس PE را با یک ضد حلال (پروپانول) رسوب داد. بهبودی در مقیاس 3 کیلوگرمی بیشتر از 99 درصد بود. نویسندگان هیچ کاهشی در ویژگی‌های عملکرد پلیمرهای بازیابی شده و در واقع افزایش بلورینگی را گزارش نمی‌کنند. این در مقایسه با مطالعات موردی قبلی غیرمعمول است. تحقیقات دیگر همچنین گزارش می دهند که مدول الاستیک PE و PP افزایش می یابد. در حالی که سایر خواص پس از بازیافت مبتنی بر حلال یکسان یا اندکی بهبود می یابند. یک توضیح این است که در حالی که بازیابی زیاد است. تلفات کوچک احتمالاً نشان دهنده پلیمرهای محلول تر با وزن مولکولی کمتر با خواص کمتر مطلوب است.

نتیجه:

با توجه به مطالبی که در بالا به آن ها اشاره شد به این نتیجه می رسیم که :

سیاست‌های فعلی و سرمایه‌گذاری برای جمع‌آوری، جداسازی و بازیافت زباله، گردش مواد را محدود می‌کند. طراحی محصول، انتخاب‌های مصرف‌کننده و مدل‌های کسب‌وکار مرسوم نیز در این سرزنش سهیم هستند. علیرغم علاقه آکادمیک به پلیمرهای جدید طراحی شده برای خود ترمیم، تجزیه سریع زیستی یا پلیمریزاسیون به دستور، آنها با مقاومت در بازارهای پلاستیکی پتروشیمی روبه رو می شوند.

پتانسیل بازیافت پلی استایرن نیز زیاد است. اما بازیافت نرخ زباله های مصرفی به دلیل تعداد کمی از مناطق که مایل به جمع آوری آن هستند، پایین است. موانع مهم بازیافت پلی استایرن شامل اندازه بازار کوچکتر آن در مقایسه با سایر پلاستیک های اصلی و چگالی کم آن است. به همین دلیل جمع آوری، حمل و تفکیک پلی استایرن منبسط شده مقرون به صرفه نیست. تعدادی از رویکردهای مبتنی بر حلال برای حل کردن و متراکم کردن پلی استایرن پیشنهاد شده است که به نوبه خود می تواند بازیافت را مقرون به صرفه تر کند. لیمونن یک حلال موثر است. اخیراً استفاده از سیستم های حلال دوتایی برای حل کردن پلی استایرن گزارش شده است. استفاده از حلال های قطبی قابل تغییر نیز برای این منظور شناخته شده است. اما هیچ کارخانه تجاری در حال حاضر فعال نیست.  بازیافت پلیمرها

 

 

 

 

 

نگارنده: مهناز معصومی راد

منبع: https://www.technology.matthey.com