فرآیند بازیافت مبتنی بر حلال می تواند میلیون ها تن زباله پلاستیکی را کاهش دهد


فرآیند بازیابی و رسوب دهی به سمت حلال (STRAP) زباله های پلاستیکی چند لایه را در مواد پلاستیکی خالص قابل استفاده مجدد مانند پلی اتیلن (PE) ، اتیلن وینیل الکل (EVOH) یا پلی اتیلن ترفتالات (PET) بازیافت می کند. اعتبار: الکس کی

مواد پلاستیکی چند لایه در مواد غذایی و بسته بندی پزشکی همه جا وجود دارد ، به خصوص که پلیمرهای لایه ای می توانند به این فیلم ها ویژگی های خاصی مانند مقاومت در برابر حرارت یا کنترل اکسیژن و رطوبت را بدهند. اما علیرغم مفید بودن ، بازیافت این پلاستیک های همیشه با استفاده از روش های معمول غیرممکن است.

هر ساله ، در حدود 100 میلیون تن ترموپلاستیک چند لایه در سراسر جهان تولید می شود – هر یک از 12 لایه از پلیمرهای مختلف تشکیل شده است. چهل درصد این مقدار پسماند حاصل از فرآیند تولید است و از آنجا که راهی برای جداسازی پلیمرها وجود نداشت ، تقریباً تمام این پلاستیک ها در محل دفن زباله یا زباله سوز قرار می گیرند.

اکنون مهندسان دانشگاه ویسکانسین-مدیسون روشی را برای بازسازی پلیمرها در این مواد با استفاده از حلالها معرفی کرده اند ، روشی که آنها آنرا درمان هدفمند کاهش و بارش (STRAP) می نامند. اثبات مفهوم آنها امروز (20 نوامبر 2020) در مجله به تفصیل شرح داده شده است پیشرفت علمی.

استادان UW-Madison در مهندسی شیمی و مهندسی بیولوژیک جورج هوبر و رید ون لن و دانشجویانشان با استفاده از یک سری شستشو حلالها با استفاده از محاسبات ترمودینامیکی ، از فرآیند STRAP برای جداسازی پلیمرها به پلاستیک های تجاری استفاده کردند. مواد پلی اتیلن ، اتیلن وینیل الکل و پلی اتیلن ترفتالات.

نتیجه؟ پلیمرهای جدا شده از نظر شیمیایی به نظر می رسد مانند آنچه در ساخت فیلم اصلی استفاده شده است.

این تیم اکنون امیدوار است كه از پلیمرهای بازیابی شده برای ایجاد مواد پلاستیكی جدید استفاده كند و نشان دهد كه این فرآیند می تواند به بسته شدن چرخه بازیافت كمك كند. به طور خاص ، این ممکن است به تولیدکنندگان پلاستیک چند لایه اجازه دهد 40 درصد از زباله های پلاستیکی تولید شده در طی مراحل تولید و بسته بندی را بازیابی کنند.

هوبر می گوید: “ما این را با یک پلاستیک چند لایه نشان دادیم.” “ما باید پلاستیک های چند لایه دیگر را آزمایش کنیم و باید این فناوری را مقیاس بندی کنیم.”

با افزایش پیچیدگی پلاستیک های چند لایه ، دشواری شناسایی حلال هایی که می توانند هر پلیمر را حل کنند نیز افزایش می یابد. به همین دلیل STRAP برای هدایت فرآیند متکی به یک روش محاسباتی استفاده شده توسط ون لن ، به نام مدل هدایت مانند حلال غربالگری واقع گرایانه (COSMO-RS) است.

COSMO-RS قادر به محاسبه حلالیت پلیمرهای هدف در مخلوط های حلال در دماهای مختلف است و تعداد حلال های بالقوه ای را که می توانند پلیمر را حل کنند محدود می کند. سپس تیم می تواند حلالهای نامزد را به طور آزمایشی بررسی کند.

ون لن می گوید: “این به ما امکان می دهد تا با این سیستم های بسیار پیچیده مقابله کنیم ، که اگر شما واقعاً بخواهید در دنیای بازیافت ناخوشایند باشید ، لازم است.”

هدف در نهایت ایجاد یک سیستم محاسباتی است که به محققان امکان می دهد ترکیبی از حلال ها را برای بازیافت انواع پلاستیک های چند لایه پیدا کنند. این تیم همچنین امیدوار است تأثیرات حلال های مورد استفاده در محیط زیست را مورد بررسی قرار دهد و یک پایگاه داده حلال سبز ایجاد کند که به آنها امکان تعادل بهتر بین کارایی ، هزینه و تأثیرات زیست محیطی سیستم های مختلف حلال را بدهد.

این پروژه از تجربه UW-Madison در تجزیه و تحلیل ناشی می شود. برای دهه ها ، محققان مهندسی شیمی و مهندسی بیولوژیک در دانشگاه محصولات مبتنی بر حلال را برای تبدیل زیست توده – مانند چوب یا ضایعات کشاورزی – به مواد شیمیایی مفید یا پیش ماده سوخت تولید کرده اند. بیشتر این تجربه منجر به بازیافت پلیمرهای پایه حلال نیز شده است.

این تیم تحقیقات خود را در مورد پردازش STRAP از طریق مرکز تازه تأسیس چند دانشگاهی برای پردازش شیمیایی مواد زائد پلاستیکی به رهبری هوبر ادامه می دهد. محققان با 12.5 میلیون دلار بودجه از وزارت انرژی ایالات متحده در حال بررسی چندین مسیر شیمیایی برای بازیابی و بازیافت پلیمرها هستند.


تکنیک جدید برای تولید پلیمرها با حلال های کاهش یافته ، با هدف تولید وسایل نقلیه ، بسته بندی


اطلاعات بیشتر:
TW Walker el al. ، “بازیافت مواد بسته بندی پلاستیکی چند لایه از طریق بازیابی و رسوب دهی به روش حلال” پیشرفت علمی (2020) advances.sciencemag.org/lookup… .1126 / sciadv.aba7599

تهیه شده توسط دانشگاه ویسکانسین-مدیسون

نقل قول: فرآیند بازیافت مبتنی بر حلال می تواند میلیون ها تن زباله پلاستیکی (2020 ، 20 نوامبر) را که در 20 نوامبر 2020 از https://phys.org/news/2020-11-solvent-base استخراج می شود ، کاهش دهد -recycling-million- ton-plastic.html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.




منبع: moshaverh-news.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*