Ang bagong proseso ng pag-recycle ay maaaring mabawasan ang basurang plastik sa milyun-milyong tonelada

Ang mga multilayer na materyal na plastik ay nasa lahat ng dako sa pagkain at medikal na pakete, lalo na dahil ang mga nakalamina na mga polymer ay maaaring magbigay ng mga pelikulang ito ng mga tiyak na katangian tulad ng paglaban sa init o oxygen at kontrol sa kahalumigmigan. Gayunpaman, sa kabila ng kanilang pagiging kapaki-pakinabang, ang mga nasa lahat ng pook na plastik na ito ay hindi maaaring ma-recycle ng mga maginoo na pamamaraan.

Halos 100 milyong tonelada ng multilayer thermoplastics – bawat isa ay binubuo ng hanggang sa 12 mga layer ng iba’t ibang mga polymer – ay ginagawa sa buong mundo bawat taon. Apatnapung porsyento ng kabuuang ito ay basura mula sa proseso ng pagmamanupaktura mismo, at dahil walang paraan upang paghiwalayin ang mga polymer, halos lahat ng plastik na ito ay napupunta sa mga landfill o incinerator.

Ngayon, ang mga inhinyero sa University of Wisconsin-Madison ay nagsulong ng isang solvent na pamamaraan sa pagbawi para sa mga polymer sa mga materyal na ito, isang pamamaraan na tinawag nilang Solvent-Targeted Recovery and Precipitation (STRAP). Ang kanilang patunay na konsepto ay inilarawan nang detalyado sa magasin ngayon (Nobyembre 20, 2020) Pagsulong ng pang-agham.

Gamit ang isang serye ng mga paghuhugas ng solvent na ginabayan ng mga kalkulasyon ng thermodynamic ng solubility ng polimer, ginamit ng mga propesor ng UW-Madison na sina George Huber at Reid Van Lehn at kanilang mga mag-aaral ang proseso ng STRAP upang paghiwalayin ang mga polymer sa komersyal na plastik na binubuo ng maginoo na mga layer. polyethylene, ethylene vinyl alkohol at polyethylene terephthalate.

Resulta? Ang magkakahiwalay na polymer ay mukhang katulad ng kemikal sa mga polymer na ginamit upang gawin ang orihinal na pelikula.

Inaasahan ngayon ng koponan na gamitin ang nakuha na mga polymer upang lumikha ng mga bagong materyales sa plastik, na ipinapakita na ang prosesong ito ay maaaring makatulong na isara ang loop ng pag-recycle. Sa partikular, maaari nitong payagan ang mga tagagawa ng mga multilayer na plastik na mabawi ang 40 porsyento ng basurang plastik na ginawa habang ang proseso ng paggawa at pag-iimpake.

“Ipinakita namin ito sa isang multilayer na plastik,” sabi ni Huber. “Kailangan naming subukan ang iba pang mga plastik na multilayer at kailangan naming palawakin ang teknolohiyang ito.”

Tulad ng pagtaas ng pagiging kumplikado ng mga plastik na multilayer, tumataas din ang paghihirap na makilala ang mga solvents na maaaring matunaw ang bawat polimer. Samakatuwid, umaasa ang STRAP sa computational na diskarte na ginamit ni Van Lehn upang magsagawa ng proseso, na tinawag na tulad ng Conductor-like Screening Model for Realistic Solvents (COSMO-RS).

Kayang kalkulahin ng COSMO-RS ang solubility ng mga target na polymer sa mga solvent mixture sa iba’t ibang temperatura at sa gayon paliitin ang bilang ng mga potensyal na solvents na maaaring matunaw ang polimer. Pagkatapos ay maaaring i-eksperimento ng koponan ang mga solvent ng kandidato.

“Pinapayagan kaming makitungo sa mas kumplikadong mga sistemang ito, na kung saan ay mahalaga kung talagang pupunta ka sa mundo ng pag-recycle,” sabi ni Van Lehn.

Ang layunin ay sa kalaunan ay bumuo ng isang computer system na magpapahintulot sa mga siyentipiko na makahanap ng mga solvent na kombinasyon para sa pag-recycle ng lahat ng uri ng mga plastik na multilayer. Inaasahan din ng koponan na tingnan ang epekto sa kapaligiran ng mga solvents na ginagamit nito at lumikha ng isang database ng mga berdeng solvents na magpapahintulot sa kanila na mas mabalanse ang pagiging epektibo, gastos at mga epekto sa kapaligiran ng iba’t ibang mga sistema ng solvent.

Ang proyekto ay batay sa kadalubhasaan sa UW-Madison sa catalysis. Sa mga dekada, ang mga mananaliksik ng kemikal at biyolohikal na engineering ng unibersidad ay nagsulong ng mga reaksyong nakabatay sa solvent na nag-convert ng biomass – tulad ng basura ng kahoy o pang-agrikultura – sa mga kapaki-pakinabang na kemikal o gasolina pauna. Karamihan sa kadalubhasaan na ito ay makikita rin sa pag-recycle ng mga polymer na nakabatay sa solvent.

Ang koponan ay patuloy na nagsasaliksik ng pagpoproseso ng STRAP sa pamamagitan ng bagong itinatag na Multi-University Center para sa Chemical Recycling of Waste Plastics sa pamumuno ni Huber. Ang mga mananaliksik sa isang $ 12.5 milyon na sentro na pinondohan ng Kagawaran ng Enerhiya ng Estados Unidos ay iniimbestigahan ang ilang mga ruta ng kemikal para sa pagbawi at pag-recycle ng polimer.

Mga Sanggunian: Nobyembre 20, 2020, Pagsulong ng pang-agham.

Ang pananaliksik na ito ay suportado ng isang gawad mula sa US Department of Energy (DE-SC0018409).

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang pag-iimbak ng nababagong enerhiya sa mga bato sa halip na mga baterya ng lithium

Kapag may labis na kuryente mula sa hangin o solar na enerhiya, sisingilin ang supply ng enerhiya. Ginagawa ito gamit ang isang sistema...

Ang Flat Pasta ay Pinagbuti Na Ang Morphs Sa Hugis Kapag Luto

Pinangunahan ng CMU Lab ang pagbuo ng pasta na humuhubog kapag luto na. Kredito: Carnegie Mellon University Ang mga flat-pack noodle ay lumilikha ng...

Mga debate sa mga Dalubhasa: Na-diagnose ba ang PTSD?

Ang ilang mga klinika ay nag-aalala na post-traumatic stress disorder (PTSD) ang diyagnosis ay nadagdagan sa buong lipunan ng Kanluran mula pa noong huling...

Ang ilaw ng Zap ay nagpapalit ng mga kulay at pattern ng mga bagay

Ang bagong sistema ay gumagamit ng ilaw na UV na inaasahang sa mga bagay na natatakpan ng isang tinain na pinapagana ng ilaw upang...

Oo, Maaari kang Magkaroon ng Higit sa 150 Mga Kaibigan

Ang mga indibidwal ay maaaring mapanatili ang matatag na mga pakikipag-ugnay sa lipunan na may halos 150 katao. Ito ay isang mungkahi na...

Newsletter

Subscribe to stay updated.