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.

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