Przełom w chemii tworzy użyteczne produkty z nienadającego się do recyklingu PVC
DepositphotosPostępy technologiczne sprawiają, że nowe materiały stają się coraz bardziej podatne na recykling, czego najlepszym przykładem są ostatnie osiągnięcia zespołu z Uniwersytetu Michigan dotyczące jednego z najbardziej problematycznych pod względem ponownego wykorzystania materiału. Naukowcy opracowali metodę przekształcania odpadów z PVC (polichlorku winylu) w produkty użytkowe, otwierając tym samym nowe, interesujące możliwości, jeśli chodzi o ten tradycyjnie nienadający się do recyklingu materiał.
PVC znajduje się w czołówce tworzyw sztucznych pod względem produkcji i jest wykorzystywany w wielu różnych aplikacjach – od rur i podłóg, do zasłon prysznicowych i ubrań. Jednak jego współczynnik recyklingu w USA wynosi zero, a wysiłki na rzecz recyklingu tego materiału utrudnia jego toksyczna zawartość.
– PVC jest rodzajem plastiku, z którym nikt nie chce mieć do czynienia, ponieważ ma swój własny, unikalny zestaw problemów – powiedziała pierwsza autorka badania Danielle Fagnani. – PVC zwykle zawiera dużo plastyfikatorów, które zanieczyszczają wszystko w procesie recyklingu i są zwykle bardzo toksyczne. Uwalnia również kwas solny naprawdę szybko przy odrobinie ciepła.
Plastyfikatory są dodawane do powszechnie stosowanych tworzyw sztucznych w celu zwiększenia ich trwałości i elastyczności, ale niektóre z nich niosą ze sobą poważne zagrożenia dla zdrowia, a szczególnie znanym przykładem jest BPA. Innym przykładem są ftalany, ze względu na ich powszechne zastosowanie w produktach codziennego użytku, które zostały powiązane z zaburzeniami endokrynologicznymi, nowotworami u dzieci i przedwczesną śmiercią.
Ftalany zawarte w PVC są jednym z najbardziej szkodliwych składników tego materiału, a te, wraz z innymi plastyfikatorami, wypłukują się podczas konwencjonalnego recyklingu, który polega na obróbce cieplnej. Proces ten uwalnia również kwas solny z PVC, który może powodować oparzenia chemiczne i korodować sprzęt do recyklingu.
Fagnani i jej współpracownicy eksperymentowali zatem ze sposobami recyklingu PVC, które nie opierają się na obróbce cieplnej, co doprowadziło do opracowania nowatorskiej techniki elektrochemicznej o dużym potencjale. Zespół wykorzystał elektrony do rozbicia wiązań węgiel-chlor w materiale, a dzięki wykorzystaniu jednego z plastyfikatorów PVC do pośredniczenia w tym procesie, byli w stanie dokładnie kontrolować uwalnianie kwasu solnego.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
– To, co odkryliśmy, to fakt, że nadal uwalnia on kwas solny, ale w znacznie wolniejszym, bardziej kontrolowanym tempie – powiedziała Fagnani.
Dzięki temu kwas może zostać zebrany i wykorzystany jako odczynnik w innych reakcjach chemicznych, podczas gdy proces wytwarza również jony chloru, które mogą być wykorzystane do chlorowania cząsteczek w produktach farmaceutycznych i rolniczych. Metoda pozostawia również inne materiały, dla których naukowcy próbują znaleźć zastosowanie, więc jest miejsce na poprawę, ale mówią, że praca pokazuje, jak recykling chemiczny może być wykorzystany do nadania problematycznym materiałom drugiego życia.
– To porażka ludzkości, że stworzyła te niesamowite materiały, które poprawiły nasze życie na wiele sposobów, ale jednocześnie była tak krótkowzroczna, że nie pomyślała o tym, co zrobić z odpadami – powiedziała główna badaczka Anne McNeil. – W Stanach Zjednoczonych wciąż tkwimy na poziomie 9% wskaźnika recyklingu i to tylko kilku rodzajów tworzyw sztucznych. A nawet w przypadku tych tworzyw, które poddajemy recyklingowi, otrzymujemy polimery o coraz niższej jakości. Nasze butelki po napojach nigdy nie stają się już butelkami po napojach. Stają się tekstyliami lub ławką parkową, które następnie trafiają na wysypisko śmieci.
Źródło: University of Michigan
