Top

Blog

Перерабатываемый пластик PDK может произвести революцию в переработке пластмасс. Стивен Дж. Мраз

Группа исследователей из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли изучает крупномасштабное производство нового пластика, поли дикетоенамина (PDK). Он обладает всеми полезными свойствами традиционных пластиков, но, в отличие от традиционных пластиков, PDK можно перерабатывать неограниченное время без потери качества. Команда обнаружила, что пластик на основе PDK может быстро стать коммерчески конкурентоспособным по сравнению с обычными пластиками, а продукты со временем станут менее дорогими и более экологичными.

Проблема с традиционными пластмассами заключается в том, что на сегодняшний день их произведено более 8,3 миллиарда тонн, и подавляющее большинство из них оказалось на свалках или сожжено на заводах по сжиганию отходов. Лишь небольшая часть пластмасс перерабатывается «механически», то есть их переплавляют и переделывают в новые продукты. К сожалению, этот метод ограничен, потому что пластмассовые смолы смешиваются с множеством различных добавок для разных текстур, цветов и возможностей, таких как пигменты, термостабилизаторы и антипирены.

Таким образом, когда многие разные пластмассы плавятся вместе, пластмассовые полимеры смешиваются со многими потенциально несовместимыми добавками, в результате чего получается новый пластик гораздо более низкого качества, чем те, которые сделаны с использованием первичной смолы из сырья. Таким образом, менее 10% пластика подвергается механической переработке более одного раза, а переработанный пластик обычно должен содержать значительное количество первичной смолы, чтобы компенсировать падение качества.

Группа исследователей из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли
Рис. 1: Бретт Хелмс (на переднем плане) работает в Molecular Foundry, разрабатывая PDK и процессы его изготовления. Thor Swift/Berkeley Lab

Пластмассы PDK решают эту проблему за счет использования полимерных смол, которые легко распадаются на отдельные мономеры при смешивании с кислотой. Затем мономеры могут быть отделены от любых добавок и собраны для изготовления новых пластиков без потери каких-либо характеристик или качества. Предыдущее исследование команды показывает, что эта «химическая переработка» потребляет мало энергии и создает мало выбросов CO2. Это также можно повторять бесконечно, создавая полностью замкнутый жизненный цикл материала, в отличие от текущего, который, по сути, является билетом в один конец, к которому можно потратить деньги.

«Следующий шаг — определить, сколько будет стоить расширение масштабов, как это повлияет на потребление энергии и выбросы, и как добраться туда, где мы сейчас находимся», — говорит Бретт Хелмс, штатный научный сотрудник Berkeley Lab. 

Переработанные PDK уже вызывают интерес у компаний-поставщиков пластмасс. Команда Berkley проводила маркетинговые исследования и встречалась с представителями отрасли и определила, что наилучшее начальное применение PDK — это рынки, на которых производители будут возвращать свою продукцию в конце срока их службы, например, в автомобильной промышленности (через обмены и возврат) и бытовой электроники (через программы электронных отходов). Затем эти компании могут воспользоваться преимуществами 100% вторичной переработки PDK, а именно: устойчивым брендом и долгосрочной экономией. Кроме того, некоторые страны планируют взимать значительные сборы с пластиковых изделий, изготовленных из непереработанных материалов. Это должно дать компаниям мощный стимул отказаться от первичных смол и стимулировать спрос на переработанный пластик.

Команда также работает над улучшением процесса с помощью прекурсоров микробов. В настоящее время в процессе используются промышленные химические вещества, но изначально он был разработан с учетом микробов. Это позволило бы сделать почти весь полимер из растительного материала, ферментированного искусственными микробами.

Автор

Stephen J. Mraz (Стивен Дж. Мраз), MachineDesign.

Источник: www.machinedesign.com

No Comments

Sorry, the comment form is closed at this time.