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


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 خود است و از آنجا که راهی برای جداسازی پلیمرها وجود نداشت ، تقریباً تمام این پلاستیک در محل دفن زباله یا زباله سوز قرار می گیرد.

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

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

نتیجه؟ پلیمرهای جدا شده از نظر شیمیایی شبیه به همان چیزی هستند که برای ساخت فیلم اصلی استفاده شده است.

این تیم هم اكنون امیدوار است كه با استفاده از پلیمرهای بازیابی شده ، مواد پلاستیكی جدیدی ایجاد كند ، نشان می دهد كه این فرآیند می تواند به بسته شدن چرخه بازیافت كمك كند. به طور خاص ، این می تواند 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 است حلالیت پلیمرهای هدف را در مخلوط های حلال در دمای مختلف محاسبه کند و تعداد حلال های بالقوه ای را که می توانند پلیمر را حل کنند محدود 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 ، اگر شما واقعاً بخواهید در دنیای بازیافت رنج ببرید ، این کار ضروری 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 ها 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 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 پیشگام کرده اند. بیشتر این تجربه منجر به بازیافت پلیمرهای پایه حلال نیز شده است.

این تیم تحقیقات خود را در زمینه پردازش STRAP از طریق مرکز تازه تاسیس چند دانشگاهی برای جذب شیمیایی پلاستیک های زائد به سرپرستی 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.

این مطالعه با کمک مالی وزارت انرژی ایالات متحده (DE-SC0018409) پشتیبانی شد.

تاریخچه تاریخ:

مواد تهیه شده توسط دانشگاه ویسکانسین-مدیسون. اصلی ، نوشته شده توسط جیسون دالی. توجه: مطالب را می توان از نظر سبک و طول ویرایش کرد.


منبع: khabar-erfan.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*