プラスチックがどのように分解するか
さまざまな技術を使用して作成されたプラスチック製品の平均分解時間は、
主な懸念は、プラスチックが地面に入ると、それらは小さな粒子に分解し、生産中にそれらに追加された化学物質を環境に放出する可能性があります。それは、塩素、さまざまな化学物質、例えば、毒性または発癌性の抗炎剤である可能性があります。これらの化学物質は地下水やその他の近くの水源に浸透する可能性があり、水を飲む人に深刻な害を及ぼす可能性があります。
また、いわゆる生分解性プラスチックは、分解すると非常に強力な温室効果ガスであるメタンを放出し、地球温暖化に大きく貢献します。
埋め立て地にぶつかるとき、プラスチックは埋め立て地は、環境と人間の健康を保護し、土壌や地下水などの汚染を防ぐために作成された特別なエンジニアリング構造であるため、潜在的に脅威はありません。
害のほとんどは、人自身がこれを意図していない場所に捨てたり、自然に埋め立てられたりする非常にプラスチックによって引き起こされます。
企業は現在、プラスチックの分解プロセスをスピードアップする新しい方法を開発し、3～6か月で分解する新しいタイプの生分解性プラスチックを開発している。
そのような材料は石油製品から作られていません、いつものように、しかしでんぷん、脂肪、トウモロコシまたは他のバイオマスから。しかし、これらの材料の生産を増やすには、森林やその他の自然地帯を減らして耕作地を拡大する必要があります。
プラスチック加工の種類
- 物理的
機械的リサイクル
物理的な方法の中で最も一般的なのは、メカニカルリサイクルです。この方法は、プラスチック材料を粉砕、破砕し、リサイクル物（その後他のプラスチック製品の製造に使用されるポリマー材料）を得ることから構成されます。
第一段階では、廃棄物を種類ごとに分別します。プラスチック、材料の状態、汚染の程度。次に、材料は前破砕段階を経ます。その後、プラスチックは再選別、洗浄、乾燥され、熱設備で処理されて均一な粘稠度の溶融物が得られ、リサイクルされます。
続いて、すでに溶けている材料中間顆粒または直接二次生成物を形成するために押出機に送られます。プロセスの実施には、破砕機と造粒プラントが使用されます。
- ケミカルリサイクル
この方法の結果、プラスチックは新しい物質が形成されます。ケミカルリサイクルはポリマー分子を処理するために使用され、その結果新しい構造が形成され、その後新しい製品を製造するための原料として使用されます。
などの多くの大手国際企業Adidas、Unilever、P&G、Danone、Interface は、この分野の開発に積極的に投資しています。これは、ポリマーバインダーの解重合または化学的破壊のプロセスに基づいています。
プロセスの結果として、既製新しいプラスチック（ポリマー）などのリサイクル可能な材料、新しいプラスチックを作るためのモノマー、新しいプラスチックや化学物質を作るためのナフサ、メタノールなどの基本的な化学物質、航空や自動車用の輸送用燃料、キャンドルやクレヨン用のワックス、合成原油...
化学的方法の利点は、機械的リサイクルのためにプラスチックを分別する際にプラスチックをリサイクルする能力は、経済的に非効率であるか、技術的に不可能です。ほとんどの場合、この方法は汚染された材料をリサイクルするために使用されます。
加水分解と解糖
加水分解中、プラスチックは酸性、アルカリ性、または中性の環境で水と相互作用します。その結果、材料は解重合され、モノマーに分解されます。
加溶媒分解
加溶媒分解が最も一般的に使用されますケミカルリサイクルによるもので、超臨界水やアルコールなど幅広い溶媒、温度、圧力、触媒を使用して実現されます。
アルカリ塩は触媒として機能します。金属。熱分解と比較して、加溶媒分解プロセスはより低い温度を必要とします。このプロセスにより、回収された繊維と化学物質が生成され、商業的に使用できるようになります。
メタノリシス
この方法は、プラスチックの分割に基づいています。高温のタンクでメタノールを使用します。このプロセスでは、酢酸マグネシウム、酢酸コバルト、二酸化鉛などの触媒を使用します。
熱触媒作用
ロシアでリサイクルプロセスが開発されました一部の冶金産業からのスラッジをベースにしたワンタイム触媒を使用して、プラスチックを液体燃料成分に変換します。最初にプラスチック廃棄物が粉砕され、触媒が添加されて反応器に入れられ、そこで混合物が 400 °C 以上に加熱されます。
得られた混合物炭化水素は、完成した燃料油として燃焼用に供給されます。これは、路面の一部のコンポーネントの可塑剤としても機能します。その後、製品を処理してガソリン、ディーゼル、燃料油を製造することができます。
この方法の利点は低いですエネルギー消費、および不利な点の中には、高圧でプロセスを実行する必要があるため、プロセスおよび技術機器の制御の複雑さが際立っています。
- 熱の
ポリマーの熱破壊のメカニズムは、酸素含有量によっていくつかのタイプに分類されます：熱分解、メタノリシス、ガス化、燃焼。
熱分解
熱分解は最も効果的な方法の 1 つですが、同時にプラスチックを加工する高価な方法。熱分解法を使用する場合、廃棄物は特別に装備されたチャンバー内で酸素にアクセスすることなく高温で処理されます。化学プロセスの結果、ガス、熱エネルギー、燃料油が生成されます。
熱分解によってプラスチック廃棄物を分割すると、ガソリン画分が得られます。これは、原料の質量の最大80％に達する可能性があります。
このプロセスには熱分解が含まれますプラスチック廃棄物を酸素のない状態でさまざまな温度（300 ～ 900℃）で処理すると、熱分解が起こり、プラスチックに含まれる水素粒子が放出されます。燃料ベースとして使用できる多くの炭化水素が形成されます。
熱分解は有害な化合物の99％を破壊しますプラスチックを構成する物質。これは、リサイクルのための最も環境に優しいオプションの1つですが、多くのエネルギーを必要とします。
ガス化
未選別の汚れがガス化する場合材料は合成ガスを形成し、その後、新しいポリマーの構築と、熱エネルギー、電気エネルギー、メタノール、電気、飼料タンパク質、さまざまなバイオマスの生成の両方に使用できます。
廃棄物は、プラズマフローで処理されます。1200°Cの温度。これにより、有毒物質が破壊され、タールが形成されません。その後、ごみは灰に変わり、それはしばしば練炭に押し込まれ、建物の基礎に置かれます。ガス化法は日本で特に人気があります。
この方法の主な利点は、選別せずにプラスチックを処理できることです。不利な点の中で、大気中に有害ガスが放出される可能性が高いです。
実験方法
- 解重合
熱解重合は、実験的な物理的および化学的方法。これは、水を使用した熱分解プロセスに基づいて構築されています。熱解重合の結果、合成燃料の作成に適した炭化水素の混合物と新しいプラスチック材料の両方が得られます。
解重合の過程で、ペットボトルはモノマーに分割され、新しいペット材料にリサイクルできます。熱解重合により、混合プラスチックを処理できますが、潜在的に危険な副産物が生成されます。
- 放射線
放射法は、フィラーの物理的特性を変えずに、ポリマーマトリックスを破壊する高エネルギー放射線。将来的には、このまだ実験的な方法が強化プラスチックのリサイクルの主な方法になると思われます。
このプロセスの不利な点の中には、人間と環境への放射線負荷の増加があります。さらに、薄層プラスチックのみがリサイクルされます。
- 牛の胃からの微生物による分解
オーストリアの研究者は、彼女の胃の4つのセクションの1つである牛のルーメンからのバクテリアがプラスチックを分解する可能性があることを発見しました。
科学者たちは、牛は食事に天然の植物ポリエステルを含んでいるため、そのようなバクテリアが有益である可能性があることを示唆しました。それらは構造がプラスチックに似ています。
この研究の著者らは、次の 3 種類のポリマーを検討しました。PET、 PBAT、 ポリエチレンフラノエート。結果は、これら 3 つのプラスチックはすべて牛の胃からの微生物によって分解され、プラスチック粉末はプラスチック フィルムよりも早く分解されることを示しました。
- 幼虫の分解
プラスチック汚染の問題は韓国に蔓延しているカブトムシの助けを借りて解決しました。甲虫目（Plesiophthophthalmus davidis）のカブトムシの幼虫はポリスチレンを分解することができます。昆虫の腸内細菌叢は、ポリスチレンフィルムの表面特性を酸化および変化させる可能性があります。
- 再利用
ポリウレタンフォームの形で
ニュージーランドの科学者たちは、生分解性プラスチックのナイフ、スプーン、フォークを、壁の断熱材や浮選装置に使用できるフォームに変換する方法を開発しました。
実験として、科学者たちは食堂を設置しました二酸化炭素で満たされた特別なチャンバー内のデバイス。圧力のレベルを変えることによって、研究者は二酸化炭素がプラスチックの内部でどのように膨張して泡を作るかを観察し、後に科学者は泡を受け取りました。
プラスチックがリサイクルされるたびに少し力を失います。しかし、フォームの場合、これは重要ではありません。多くのアプリケーションでは、フォームに強度は必要ありません。この材料は、壁の断熱材または浮揚装置に使用されます。
バニリンとして
スコットランドの科学者は、プラスチック廃棄物をリサイクルする独自の方法を開発しました。遺伝子組み換え細菌の助けを借りて、バニリン香料に変わりました。
エディンバラ大学の2人の研究者スコットランドは、テレフタル酸をバニリンに変換するように遺伝子操作されたバクテリアを持っています。事実は、両方の物質が同様の化学組成を持っているということです。その結果、バクテリアは同じ炭素骨格に関連する水素原子と酸素原子の数をわずかに変更するだけで済みます。
燃料と潤滑油の形で
米国の科学者たちは、プラスチックを有用な材料に変換する方法を考え出しました。それらは、ジェットまたはディーゼル燃料および潤滑剤としてすぐに使用できます。
分野イノベーションセンターの研究者米国のデラウェア大学（CPI）のプラスチックは、使い捨てのプラスチック包装（バッグ、ヨーグルト包装、プラスチックボトル、ボトルキャップなど）をジェットまたはディーゼル燃料および潤滑剤として使用するために直接変換する方法を開発しました。
研究者は新しい触媒を使用し、加工が難しいプラスチック（ポリオレフィン）を急速に破壊するための独自のプロセス。それらは、今日生産されているすべてのプラスチックの60〜70％を占めています。
プラスチックのリサイクルの問題
プラスチックリサイクルにおける最大の課題廃棄物の原因は、材料の収集と処理にかかる高額なコストにあります。プラスチックは「純粋な」形で存在することはほとんどなく、ほとんどの場合、異なる種類のポリマーの組み合わせです。
入ってくる材料の汚染に加えてそのため、分別と洗浄のプロセスに労力とコストがかかります。さらに、廃棄物の組織的な収集とリサイクルのシステムは限られた数の国でのみ実施されています。
したがって、ほとんどのプラスチック廃棄物はリサイクルされず、環境に捨てられるか、より組織的なアプローチでは焼却されます。
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