Come si decompone la plastica
Il tempo medio di decomposizione dei prodotti in plastica creati utilizzando diverse tecnologie è
Le principali preoccupazioni sono legate al fatto che la plastica,Una volta nel terreno, si scompongono in piccole particelle e possono rilasciare nell'ambiente sostanze chimiche aggiunte durante la produzione. Può essere cloro, vari prodotti chimici, ad esempio agenti antifiamma tossici o cancerogeni. Queste sostanze chimiche possono penetrare nelle acque sotterranee o in altre fonti vicine, causando gravi danni a coloro che bevono l'acqua.
Inoltre, la cosiddetta plastica biodegradabile, decomponendosi, può rilasciare metano, un gas serra molto potente, che contribuisce in modo significativo al riscaldamento globale.
Quando colpisce le discariche, la plastica non rappresentapotenzialmente nessuna minaccia, poiché la discarica è una struttura ingegneristica speciale creata per proteggere l'ambiente e la salute umana e prevenire l'inquinamento, compreso il suolo e le acque sotterranee.
La maggior parte dei danni è causata proprio dalla plastica che la persona stessa getta in luoghi non destinati a questo oa quello finisce nelle discariche spontanee.
Le aziende stanno inoltre sviluppando nuovi modi per accelerare il processo di decomposizione della plastica e inventando nuovi tipi di plastica biodegradabile che si decompone in tre-sei mesi.
Tali materiali non sono costituiti da prodotti petroliferi,come al solito, ma da amido, grassi, mais o altre biomasse. Ma per aumentare la produzione di questi materiali sarà necessario ampliare i terreni coltivati riducendo foreste e altre zone naturali.
Tipi di lavorazione della plastica
- Fisico
Riciclo meccanico
Tra i metodi fisici, il più comuneè il riciclaggio meccanico. Il metodo consiste nel macinare, frantumare e macinare materiali plastici per ottenere il riciclato, un materiale polimerico successivamente utilizzato per la fabbricazione di altri prodotti in plastica.
Nella prima fase i rifiuti vengono differenziati per tipologiaplastica, lo stato del materiale e il grado di contaminazione. Il materiale attraversa poi una fase di prefrantumazione. Successivamente, la plastica viene riselezionata, lavata e asciugata e quindi lavorata in impianti termici per ottenere una massa fusa di consistenza uniforme: riciclata.
Successivamente, il materiale già fusovengono inviati ad un estrusore per formare granuli intermedi o prodotti direttamente secondari. Per l'attuazione del processo vengono utilizzati frantoi e impianti di granulazione.
- Riciclo chimico
Come risultato di questo metodo, la plasticasi formano nuovi materiali. Il riciclo chimico viene utilizzato per trattare le molecole polimeriche, dando luogo alla formazione di nuove strutture, che vengono successivamente utilizzate come materie prime per la produzione di nuovi prodotti.
Molte grandi aziende internazionali comeAdidas, Unilever, P&G, Danone e Interface stanno investendo attivamente nello sviluppo di quest'area. Si basa sul processo di depolimerizzazione o distruzione chimica del legante polimerico.
Come risultato del processo, un ready-mademateriali riciclabili come nuove plastiche (polimeri), monomeri per produrre nuove plastiche, nafta per produrre nuove plastiche e prodotti chimici, prodotti chimici di base come metanolo, carburanti per il trasporto aereo e automobilistico, cere per candele e pastelli e petrolio greggio sintetico...
Il vantaggio del metodo chimico èla capacità di riciclare la plastica quando la separa per il riciclaggio meccanico è economicamente inefficace o tecnicamente impossibile. Molto spesso, il metodo viene utilizzato per riciclare materiale contaminato.
Idrolisi e glicolisi
Durante l'idrolisi, la plastica reagisce con l'acqua in un ambiente acido, alcalino o neutro. Di conseguenza, il materiale viene depolimerizzato e decomposto in monomeri.
solvolisi
La solvolisi è quella più comunemente usatamediante riciclo chimico ed è realizzato utilizzando un’ampia gamma di solventi, temperature, pressioni e catalizzatori come acqua supercritica e alcoli.
I sali alcalini fungono da catalizzatore.metalli. Rispetto alla pirolisi, il processo di solvolisi richiede temperature più basse. Il processo genera fibra recuperata e una sostanza chimica che può quindi essere utilizzata commercialmente.
metanolisi
Il metodo si basa sulla scissione della plastica quandoutilizzando metanolo in serbatoi con alte temperature. Il processo utilizza catalizzatori come acetato di magnesio, acetato di cobalto e biossido di piombo.
Termocatalisi
In Russia è stato sviluppato un processo di riciclaggioplastica nei componenti del combustibile liquido utilizzando un catalizzatore monouso basato sui fanghi di alcune industrie metallurgiche. Inizialmente, i rifiuti di plastica vengono frantumati e poi, con l'aggiunta di un catalizzatore, entrano in un reattore dove la miscela viene riscaldata a oltre 400 °C.
La miscela risultantegli idrocarburi vengono alimentati per la combustione come olio combustibile finito, che può funzionare anche come plastificante per alcuni componenti del manto stradale. Successivamente, il prodotto può essere lavorato per produrre benzina, gasolio e olio combustibile.
Il vantaggio del metodo è bassoconsumo di energia, e tra gli svantaggi spicca la complessità del controllo del processo e delle apparecchiature tecnologiche dovute alla necessità di condurre il processo ad alta pressione.
- Termico
I meccanismi di distruzione termica dei polimeri sono classificati in base al contenuto di ossigeno in diversi tipi: pirolisi, metanolisi, gassificazione, combustione.
Pirolisi
La pirolisi è una delle più efficaci, maallo stesso tempo metodi costosi di lavorazione della plastica. Quando si utilizza il metodo della pirolisi, i rifiuti vengono trattati ad alte temperature in camere appositamente attrezzate senza accesso all'ossigeno. Come risultato del processo chimico si formano gas, energia termica e olio combustibile.
Quando si scindono i rifiuti di plastica mediante pirolisi, si ottiene una frazione di benzina, che può raggiungere fino all'80% della massa della materia prima.
Il processo prevede la decomposizione termicarifiuti di plastica a varie temperature (300–900° C) in assenza di ossigeno, con conseguente decomposizione termica e rilascio di particelle di idrogeno contenute nella plastica. Si formano numerosi idrocarburi che possono essere utilizzati come basi combustibili.
La pirolisi distrugge il 99% del complesso dannososostanze che compongono la plastica, il che la rende una delle opzioni più rispettose dell'ambiente per il riciclaggio dei rifiuti, ma richiede molta energia.
Gassificazione
Quando si gassifica da sporco non selezionatoi materiali formano gas sintetico, che può successivamente essere utilizzato sia per la costruzione di nuovi polimeri che per la generazione di energia termica ed elettrica, metanolo, elettricità, proteine di mangimi e varie biomasse.
I rifiuti vengono trattati con un flusso di plasma atemperatura di 1200 ° C, a causa della quale le sostanze tossiche vengono distrutte e non si forma il catrame. Successivamente, la spazzatura si trasforma in cenere, che viene spesso pressata in bricchette e deposta nelle fondamenta degli edifici. Il metodo di gassificazione ha guadagnato particolare popolarità in Giappone.
Il vantaggio principale del metodo è la capacità di elaborare la plastica senza cernita. Tra gli svantaggi, c'è un'alta probabilità di emissione di gas nocivi nell'atmosfera.
Metodi Sperimentali
- depolimerizzazione
La depolimerizzazione termica è una dellemetodi fisici e chimici sperimentali. È costruito su un processo di pirolisi che utilizza acqua. Per effetto della depolimerizzazione termica si ottengono sia una miscela di idrocarburi idonea alla creazione di combustibili sintetici che nuove materie plastiche.
Nel processo di depolimerizzazione, i monoplastici comeLe bottiglie in PET vengono nuovamente suddivise in monomeri che possono essere riciclati in nuovi materiali in PET. La depolimerizzazione termica consente la lavorazione di plastiche miste, ma crea sottoprodotti potenzialmente pericolosi.
- Radiazione
Il metodo di radiazione si basa sull'uso diradiazioni ad alta energia per distruggere la matrice polimerica, mentre le caratteristiche fisiche della carica rimangono inalterate. Si presume che in futuro questo metodo ancora sperimentale rappresenterà il metodo principale per riciclare la plastica rinforzata.
Tra gli svantaggi del processo, c'è un aumento del carico di radiazioni sull'uomo e sull'ambiente. Inoltre, vengono riciclate solo le plastiche a strato sottile.
- Decomposizione da microbi dallo stomaco delle mucche
Ricercatori in Austria hanno scoperto che i batteri del rumine di una mucca, una delle quattro sezioni del suo stomaco, possono scomporre la plastica.
Gli scienziati hanno suggerito che tali batteri potrebbero essere utili perché le mucche hanno poliesteri vegetali naturali nella loro dieta: sono simili nella struttura alla plastica.
Gli autori del lavoro hanno considerato tre tipi di polimeri:PET, PBAT e polietilene furanoato. I risultati hanno mostrato che tutte e tre le plastiche possono essere scomposte dai microrganismi presenti nello stomaco delle mucche, e le polveri di plastica si disgregano più velocemente della pellicola di plastica.
- Decomposizione larvale
Il problema della contaminazione plastica può essererisolto con l'aiuto di coleotteri diffusi in Corea. Le larve di coleottero dell'ordine dei coleotteri (Plesiophthophthalmus davidis) possono decomporre il polistirene. La flora intestinale dell'insetto può ossidarsi e modificare le proprietà superficiali del film di polistirene.
- riutilizzare
Sotto forma di schiuma di poliuretano
Scienziati neozelandesi hanno sviluppato un metodo per convertire coltelli, cucchiai e forchette di plastica biodegradabile in schiuma che può essere utilizzata come isolante per pareti o in dispositivi di galleggiamento.
Come esperimento, gli scienziati hanno posizionato delle mensedispositivi in una camera speciale riempita di anidride carbonica. Modificando il livello di pressione, i ricercatori hanno osservato come l'anidride carbonica si è espansa all'interno della plastica, creando schiuma, e in seguito gli scienziati hanno ricevuto schiuma.
Ogni volta che la plastica viene riciclataperde un po' la sua forza. Ma per la schiuma, questo non è importante: in molte applicazioni non è richiesta forza. Questo materiale viene utilizzato come isolante per pareti o in dispositivi di galleggiamento.
come vanillina
Gli scienziati scozzesi hanno sviluppato un modo unico per riciclare i rifiuti di plastica. Con l'aiuto di batteri geneticamente modificati, è stato trasformato in aroma di vanillina.
Due ricercatori dell'Università di Edimburgo inLa Scozia ha geneticamente modificato batteri per convertire l'acido tereftalico in vanillina. Il fatto è che entrambe le sostanze hanno una composizione chimica simile. Di conseguenza, i batteri devono solo apportare piccole modifiche al numero di atomi di idrogeno e ossigeno associati allo stesso scheletro di carbonio.
Sotto forma di combustibili e lubrificanti
Scienziati degli Stati Uniti hanno escogitato un modo per convertire la plastica in materiali utili. Possono essere utilizzati immediatamente come carburante per jet o diesel e lubrificanti.
Ricercatori del Center for Innovation in the fieldPlastic presso l'Università del Delaware (CPI) negli Stati Uniti ha sviluppato un metodo diretto per convertire imballaggi in plastica monouso (sacchetti, confezioni di yogurt, bottiglie di plastica, tappi di bottiglia e altri) da utilizzare come carburante per aerei o gasolio e lubrificanti.
I ricercatori hanno utilizzato un nuovo catalizzatore eun processo unico per la rapida distruzione di plastiche difficili da lavorare: le poliolefine. Rappresentano il 60-70% di tutta la plastica prodotta oggi.
Problemi di riciclaggio della plastica
La sfida più grande nel riciclo della plasticai rifiuti risiedono nell'alto costo di raccolta e lavorazione dei materiali: la plastica è raramente presentata in forma “pura” e molto spesso è una combinazione di diversi tipi di polimeri.
Insieme alla contaminazione del materiale in entrataciò rende il processo di smistamento e pulizia laborioso e costoso. Inoltre, il sistema di raccolta e riciclaggio organizzato dei rifiuti è implementato solo in un numero limitato di paesi.
Pertanto, la maggior parte dei rifiuti di plastica non vengono riciclati e vengono gettati nell'ambiente o, con un approccio più organizzato, inceneriti.
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