Comment le plastique se décompose
Temps moyen de décomposition des produits plastiques créés à l’aide de différentes technologies,
Les principales préoccupations sont liées au fait que les plastiques,Une fois dans le sol, ils se décomposent en petites particules et peuvent libérer dans l'environnement des produits chimiques qui leur sont ajoutés pendant la production. Il peut s'agir de chlore, de divers produits chimiques, par exemple d'agents anti-flammes toxiques ou cancérigènes. Ces produits chimiques peuvent s'infiltrer dans les eaux souterraines ou d'autres sources à proximité, ce qui peut causer de graves dommages à ceux qui boivent de l'eau.
De plus, le plastique dit biodégradable, en se décomposant, peut libérer du méthane, qui est un gaz à effet de serre très puissant, qui contribue de manière significative au réchauffement climatique.
Lorsqu'il frappe les décharges, le plastique ne représente paspotentiellement aucune menace, puisque la décharge est une structure d'ingénierie spéciale qui est créée pour protéger l'environnement et la santé humaine et empêche la pollution, y compris les sols et les eaux souterraines.
La plupart des dommages sont causés par le plastique même que la personne elle-même jette dans des endroits non destinés à ceci ou cela finit dans des décharges spontanées.
Les entreprises développent également de nouvelles façons d’accélérer le processus de décomposition du plastique et de mettre au point desDe nouveaux types de plastiques biodégradables qui se décomposent en trois à six mois.
Ces matériaux ne sont pas fabriqués à partir de produits pétroliers,comme d'habitude, mais à partir d'amidon, de graisses, de maïs ou d'une autre biomasse. Mais pour augmenter la production de ces matériaux, il faudra étendre les terres cultivées en réduisant les forêts et autres zones naturelles.
Types de transformation du plastique
- Physique
Recyclage mécanique
Parmi les méthodes physiques, la plus courante est le recyclage mécanique.dans le broyage, le broyage et le broyage de matières plastiques pour obtenir du recyclat, un matériau polymère qui est ensuite utilisé pour fabriquer d’autres produits en plastique.
Dans un premier temps, les déchets sont triés en fonction du type de plastique, de l’état du matériau et du degré de contamination.Ensuite, le matériau passe par l’étape de pré-broyage. Par la suite, le plastique est trié à nouveau et lavéet séché, puis traité dans des installations thermiques pour obtenir une masse fondue de consistance homogène – recycler.
Par la suite, le matériau déjà fondusont envoyés dans une extrudeuse pour former des granulés intermédiaires ou directement des produits secondaires. Pour la mise en œuvre du procédé, des concasseurs et des usines de granulation sont utilisés.
- Recyclage chimique
Le recyclage chimique est utilisé pour traiter les molécules polymères, ce qui entraîne la formation de nouvelles structures, qui sont ensuite utilisées comme matières premières pour la production de nouveaux produits.
De nombreuses grandes entreprises internationales, telles qu’Adidas, Unilever, P&G, Danone et Interface, investissent activementIl est basé sur le processus de dépolymérisation ou de destruction chimique du liant polymère.
À la suite du processus, un ready-madematériaux recyclables tels que les nouveaux plastiques (polymères), les monomères pour la fabrication de nouveaux plastiques, le naphta pour la fabrication de nouveaux plastiques et produits chimiques, les produits chimiques de base tels que le méthanol, les carburants de transport pour l'aviation et les automobiles, les cires pour bougies et crayons, et le pétrole brut synthétique ...
L’avantage de la méthode chimique est la possibilité de recycler le plastique alors que sa séparation pour le recyclage mécanique est soit économiquement inefficace, soit techniquement impossible.Le plus souvent, la méthode est utilisée pour recycler les matériaux contaminés.
Hydrolyse et glycolyse
Au cours de l'hydrolyse, le plastique interagit avec l'eau dans un environnement acide, alcalin ou neutre. En conséquence, le matériau est dépolymérisé et décomposé en monomères.
Solvolyse
La solvolyse est la méthode de recyclage chimique la plus couramment utilisée et est mise en œuvre à l’aide d’une large gamme de solvants, de températures, de pressions et de catalyseurs tels que l’eau supercritique et les alcools.
Les sels alcalins agissent comme un catalyseur.métaux. Par rapport à la pyrolyse, le processus de solvolyse nécessite des températures plus basses. Le processus génère des fibres récupérées et un produit chimique qui peut ensuite être utilisé commercialement.
Méthanolyse
La méthode est basée sur le fractionnement du plastique lorsqueutilisant du méthanol dans des réservoirs à haute température. Le procédé utilise des catalyseurs tels que l'acétate de magnésium, l'acétate de cobalt et le dioxyde de plomb.
Thermocatalyse
Un procédé de recyclage a été développé en Russieplastique en composants de carburant liquide à l'aide d'un catalyseur unique à base de boues provenant de certaines industries métallurgiques. Dans un premier temps, les déchets plastiques sont broyés puis, avec l'ajout d'un catalyseur, entrent dans un réacteur où le mélange est chauffé à plus de 400 °C.
Le mélange obtenules hydrocarbures sont alimentés pour la combustion sous forme de fioul fini, qui peut également servir de plastifiant pour certains composants de la surface de la route. Par la suite, le produit peut être transformé pour produire de l'essence, du diesel et du mazout.
L'avantage de la méthode est faibleconsommation d'énergie, et parmi les inconvénients se distingue la complexité du contrôle du processus et des équipements technologiques en raison de la nécessité de conduire le processus à haute pression.
- Thermique
Les mécanismes de destruction thermique des polymères sont classés par teneur en oxygène en plusieurs types : pyrolyse, méthanolyse, gazéification, combustion.
Pyrolyse
La pyrolyse est l'une des plus efficaces, maisen même temps, des méthodes coûteuses de traitement du plastique. Lors de l'utilisation de la méthode de pyrolyse, les déchets sont traités à haute température dans des chambres spécialement équipées sans accès à l'oxygène. Le processus chimique produit du gaz, de l’énergie thermique et du fioul.
Lors de la séparation des déchets plastiques par pyrolyse, une fraction essence est obtenue, pouvant atteindre jusqu'à 80% de la masse de la charge.
Le processus implique une décomposition thermiquedéchets plastiques à différentes températures (300-900°C) en l'absence d'oxygène, entraînant une décomposition thermique et la libération des particules d'hydrogène contenues dans le plastique. Un certain nombre d'hydrocarbures se forment et peuvent être utilisés comme bases de carburant.
La pyrolyse détruit 99% des composés nocifssubstances qui composent le plastique, ce qui en fait l'une des options de recyclage les plus respectueuses de l'environnement, mais nécessite beaucoup d'énergie.
Gazéification
Lors de la gazéification de saletés non triéesLes matériaux forment du gaz synthétique, qui peut ensuite être utilisé à la fois pour la construction de nouveaux polymères et pour la production d'énergie thermique et électrique, de méthanol, d'électricité, de protéines alimentaires et de diverses biomasses.
Les déchets sont traités par un flux plasma àtempérature de 1200 ° C, à cause de laquelle les substances toxiques sont détruites et le goudron ne se forme pas. Par la suite, les ordures se transforment en cendres, qui sont souvent pressées en briquettes et déposées dans les fondations des bâtiments. La méthode de gazéification a acquis une popularité particulière au Japon.
Le principal avantage de la méthode est la possibilité de traiter le plastique sans tri. Parmi les inconvénients, il existe une forte probabilité d'émission de gaz nocifs dans l'atmosphère.
Méthodes expérimentales
- Dépolymérisation
La dépolymérisation thermique est l'une desméthodes expérimentales physiques et chimiques. Il est construit sur un procédé de pyrolyse utilisant de l'eau. La dépolymérisation thermique permet d'obtenir à la fois un mélange d'hydrocarbures adapté à la création de carburants synthétiques et de nouvelles matières plastiques.
Dans le processus de dépolymérisation, les monoplastiques commeLes bouteilles PET sont redissociées en monomères, qui peuvent être recyclés en de nouveaux matériaux PET. La dépolymérisation thermique permet de traiter des plastiques mélangés, mais crée des sous-produits potentiellement dangereux.
- Radiation
La méthode par rayonnement est basée sur l'utilisation derayonnement à haute énergie pour détruire la matrice polymère, tandis que les caractéristiques physiques de la charge restent inchangées. On suppose qu'à l'avenir, cette méthode encore expérimentale se posera comme la principale méthode de recyclage du plastique renforcé.
Parmi les inconvénients du procédé, il y a une charge de rayonnement accrue sur les humains et l'environnement. De plus, seuls les plastiques en couche mince sont recyclés.
- Décomposition par les microbes de l'estomac des vaches
Des chercheurs autrichiens ont découvert que les bactéries du rumen d'une vache, l'une des quatre sections de son estomac, peuvent décomposer le plastique.
Les scientifiques ont suggéré que ces bactéries pourraient être bénéfiques parce que les vaches ont des polyesters végétaux naturels dans leur alimentation : leur structure est similaire à celle du plastique.
Les auteurs des travaux ont considéré trois types de polymères :PET, PBAT et furanoate de polyéthylène. Les résultats ont montré que les trois plastiques peuvent être décomposés par des micro-organismes présents dans l'estomac des vaches, les poudres de plastique se décomposant plus rapidement que les films plastiques.
- Décomposition des larves
Le problème de la contamination plastique peut êtrerésolu à l'aide de coléoptères répandus en Corée. Les larves de coléoptères de l'ordre des coléoptères (Plesiophthophthalmus davidis) peuvent décomposer le polystyrène. La flore intestinale de l'insecte peut s'oxyder et modifier les propriétés de surface du film de polystyrène.
- Réutilisation
Sous forme de mousse de polyuréthane
Des scientifiques néo-zélandais ont développé une méthode pour convertir des couteaux, des cuillères et des fourchettes en plastique biodégradable en mousse qui peut être utilisée comme isolant mural ou dans des dispositifs de flottaison.
À titre expérimental, les scientifiques ont placé des cantinesdispositifs dans une chambre spéciale remplie de dioxyde de carbone. En modifiant le niveau de pression, les chercheurs ont observé comment le dioxyde de carbone s'est dilaté à l'intérieur du plastique, créant de la mousse, et plus tard les scientifiques ont reçu de la mousse.
Chaque fois que le plastique est recyclé, ilperd un peu de sa force. Mais pour la mousse, cela n'a pas d'importance : dans de nombreuses applications, la résistance n'est pas requise de sa part. Ce matériau est utilisé comme isolant mural ou dans des dispositifs de flottaison.
Comme la vanilline
Des scientifiques écossais ont développé une méthode unique pour recycler les déchets plastiques. Grâce à des bactéries génétiquement modifiées, il a été transformé en arôme vanilline.
Deux chercheurs de l'Université d'Édimbourg enL'Écosse possède des bactéries génétiquement modifiées pour convertir l'acide téréphtalique en vanilline. Le fait est que les deux substances ont une composition chimique similaire. En conséquence, les bactéries n'ont besoin que de modifier légèrement le nombre d'atomes d'hydrogène et d'oxygène associés au même squelette carboné.
Sous forme de carburants et lubrifiants
Des scientifiques des États-Unis ont trouvé un moyen de convertir les plastiques en matériaux utiles. Ils peuvent être utilisés immédiatement comme carburéacteur ou diesel et lubrifiants.
Chercheurs du Centre d'innovation sur le terrainPlastic à l'Université du Delaware (CPI) aux États-Unis a mis au point une méthode directe de conversion d'emballages en plastique à usage unique (sacs, emballages de yaourts, bouteilles en plastique, bouchons de bouteilles et autres) pour les utiliser comme carburéacteur ou diesel et lubrifiants.
Les chercheurs ont utilisé un nouveau catalyseur etun procédé unique pour la destruction rapide des plastiques difficiles à traiter - les polyoléfines. Ils représentent 60 à 70 % de tous les plastiques produits aujourd'hui.
Problèmes de recyclage du plastique
Le plus grand défi du recyclage du plastiqueles déchets résident dans le coût élevé de la collecte et du traitement des matériaux : les plastiques sont rarement présentés sous forme « pure » et sont le plus souvent une combinaison de différents types de polymères.
Parallèlement à la contamination du matériel entrantcela rend le processus de tri et de nettoyage laborieux et coûteux. De plus, le système de collecte et de recyclage organisés des déchets n’est mis en œuvre que dans un nombre limité de pays.
Ainsi, la plupart des déchets plastiques ne sont pas recyclés et sont jetés dans la nature ou, de manière plus organisée, incinérés.
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