Nowa technologia recyklingu pozwala na rozkład zmieszanych tworzyw sztucznych

Zespół amerykańskich naukowców opracował nowatorską metodę na przekształcenie nienadających się do recyklingu mieszanin tworzyw sztucznych w przydatne chemikalia. Naukowcom udało się przeprowadzić w jednej reakcji chemicznej recykling plastików występujące w mieszanych materiałach, w tym w tkaninie składającej się w 40% z poliestru i 60% z bawełny. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Materials Horizons.

Mieszane tworzywa sztuczne w znakomitej większości przypadków trafiają na wysypiska śmieci, ponieważ bardzo trudno jest poddać je recyklingowi. Koszula wykonana w 40% z poliestru i w 60% z bawełny ma bardzo ciasno splecione ze sobą włókna plastiku i bawełny. Aby je rozdzielić, włókna muszą zostać odwinięte lub poddane szeregowi energochłonnych reakcji chemicznych, aby doprowadzić do ich ponownego wykorzystania.

Naukowcy opracowali katalizator, który może skutecznie rozkładać polimery tworzące tworzywa sztuczne, pozostawiając jednak inne elementy w stanie nienaruszonym. Katalizator pozostawia po sobie mieszaninę chemikaliów na bazie węgla, które można następnie ponownie przekształcić w plastik lub inne materiały.

Katalizatorem jest TBD:TFA – „organokatalizator” zbudowany głównie z atomów węgla i wodoru, jednakże pozbawiony metali szlachetnych, na których opiera się wiele katalizatorów. Po podgrzaniu katalizatora do określonej temperatury (100–200°C, w zależności od rozkładanych mieszanin) może on rozłożyć cztery różne badane przez badaczy tworzywa sztuczne: poliwęglan, PET, poliuretan i poliamid w czasie krótszym niż 2 godziny.

W każdym przypadku uzyskano „monomery” każdego tworzywa sztucznego – pojedyncze cząsteczki, które po połączeniu tworzą długie łańcuchy polimerowe nadające tworzywu sztucznemu jego właściwości. Monomery te można ponownie przekształcić w tworzywa sztuczne lub wykorzystać do produkcji innych substancji chemicznych, takich jak barwniki lub farmaceutyki. Katalizator pozostawił inne polimery, takie jak celuloza, z której powstaje bawełna. Można go również z łatwością wykorzystać ponownie.

Naukowcy szacują, że zastosowanie ich katalizatora mogłoby doprowadzić do „ponad 80% redukcji zużycia energii i śladu węglowego”.

Źródło: www.pubs.rsc.org
Zdjęcie: www.pixabay.com