Kā plastmasa sadalās
Izmantojot dažādas tehnoloģijas radīto plastmasas izstrādājumu vidējais sadalīšanās laiks ir
Galvenās bažas ir saistītas ar to, ka plastmasa,Nonākuši zemē, tie sadalās mazās daļiņās un var izdalīt vidē ķīmiskās vielas, kas tām pievienotas ražošanas laikā. Tas var būt hlors, dažādas ķīmiskas vielas, piemēram, toksiski vai kancerogēni pretiekaisuma līdzekļi. Šīs ķīmiskās vielas var nokļūt gruntsūdeņos vai citos tuvumā esošos avotos, kas var nopietni kaitēt tiem, kas dzer ūdeni.
Turklāt tā sauktā bioloģiski noārdāmā plastmasa, sadaloties, var izdalīt metānu, kas ir ļoti spēcīga siltumnīcefekta gāze, kas dod ievērojamu ieguldījumu globālajā sasilšanā.
Trāpot poligonos, plastmasa neatspoguļoiespējams, ka tas nav drauds, jo poligons ir īpaša inženierbūve, kas izveidota, lai aizsargātu vidi un cilvēku veselību un novērstu piesārņojumu, ieskaitot augsni un gruntsūdeņus.
Lielāko daļu kaitējuma nodara tieši plastmasa, ko cilvēks pats izmet vietās, kas nav paredzētas šim nolūkam, vai kas nonāk spontānos atkritumu poligonos.
Uzņēmumi arī tagad izstrādā jaunus veidus, kā paātrināt plastmasas sadalīšanās procesu, un nāk klajā ar jauniem bioloģiski noārdāmas plastmasas veidiem, kas sadalās trīs līdz sešu mēnešu laikā.
Šādi materiāli nav izgatavoti no naftas produktiem,kā parasti, bet no cietes, taukiem, kukurūzas vai citas biomasas. Bet, lai palielinātu šo materiālu ražošanu, būs nepieciešams paplašināt apstrādājamo zemi, samazinot mežus un citas dabiskās zonas.
Plastmasas apstrādes veidi
- Fiziski
Mehāniskā pārstrāde
Starp fiziskajām metodēm visizplatītākāir mehāniskā pārstrāde. Metode sastāv no plastmasas materiālu slīpēšanas, sasmalcināšanas un slīpēšanas, lai iegūtu reciklātu — polimēru materiālu, ko pēc tam izmanto citu plastmasas izstrādājumu ražošanai.
Pirmajā posmā atkritumi tiek šķiroti pēc veidaplastmasu, materiāla stāvokli un piesārņojuma pakāpi. Pēc tam materiāls iziet pirmssasmalcināšanas stadiju. Pēc tam plastmasu pāršķiro, mazgā un žāvē un pēc tam apstrādā termiskajās iekārtās, lai iegūtu viendabīgas konsistences kausējumu - pārstrādātu.
Pēc tam jau izkusis materiālstiek nosūtīti ekstruderim, lai izveidotu starpposma granulas vai tieši sekundārus produktus. Procesa īstenošanai tiek izmantoti drupinātāji un granulēšanas iekārtas.
- Ķīmisko vielu pārstrāde
Šīs metodes rezultātā plastmasasveidojas jauni materiāli. Polimēru molekulu apstrādei tiek izmantota ķīmiskā pārstrāde, kā rezultātā veidojas jaunas struktūras, kuras pēc tam izmanto kā izejvielas jaunu produktu ražošanai.
Daudzi lieli starptautiski uzņēmumi, piemēram,Adidas, Unilever, P&G, Danone un Interface aktīvi investē šīs jomas attīstībā. Tā pamatā ir polimēru saistvielas depolimerizācijas vai ķīmiskās iznīcināšanas process.
Procesa rezultātā gatavsotrreiz pārstrādājami materiāli, piemēram, jauna plastmasa (polimēri), monomēri jaunu plastmasu izgatavošanai, ligroīns jaunu plastmasu un ķīmisku vielu ražošanai, pamata ķīmiskās vielas, piemēram, metanols, transporta degviela aviācijai un automašīnām, vaski svecēm un krītiņiem, kā arī sintētiskā jēlnafta ...
Ķīmiskās metodes priekšrocība iriespēja pārstrādāt plastmasu, atdalot to mehāniskai pārstrādei, ir ekonomiski neefektīva vai tehniski neiespējama. Visbiežāk šī metode tiek izmantota piesārņotā materiāla pārstrādei.
Hidrolīze un glikolīze
Hidrolīzes laikā plastmasa mijiedarbojas ar ūdeni skābā, sārmainā vai neitrālā vidē. Rezultātā materiāls tiek depolimerizēts un sadalīts monomēros.
Solvolīze
Visbiežāk izmanto solvolīziķīmiski pārstrādājot, un tiek realizēts, izmantojot plašu šķīdinātāju, temperatūru, spiedienu un katalizatoru klāstu, piemēram, superkritisko ūdeni un spirtus.
Sārmaini sāļi darbojas kā katalizators.metāli. Salīdzinot ar pirolīzi, solvolīzes procesam nepieciešama zemāka temperatūra. Šajā procesā tiek ģenerēta reģenerēta šķiedra un ķīmiska viela, ko pēc tam var izmantot komerciāli.
Metanolīze
Metodes pamatā ir plastmasas sadalīšana, kadizmantojot metanolu tvertnēs ar augstu temperatūru. Šajā procesā tiek izmantoti tādi katalizatori kā magnija acetāts, kobalta acetāts un svina dioksīds.
Termokatalīze
Krievijā ir izstrādāts pārstrādes processplastmasu šķidrās degvielas komponentos, izmantojot vienreizēju katalizatoru, kura pamatā ir dažu metalurģijas nozaru dūņas. Sākotnēji plastmasas atkritumi tiek sasmalcināti un pēc tam, pievienojot katalizatoru, nonāk reaktorā, kur maisījumu uzkarsē līdz virs 400 °C.
Iegūtais maisījumsogļūdeņražus sadedzināšanai ievada kā gatavu mazutu, kas var darboties arī kā plastifikators dažām ceļa virsmas sastāvdaļām. Pēc tam produktu var pārstrādāt, lai iegūtu benzīnu, dīzeļdegvielu un mazutu.
Metodes priekšrocība ir mazaenerģijas patēriņš, un starp trūkumiem izceļas procesa un tehnoloģisko iekārtu vadības sarežģītība, jo process jāveic ar augstu spiedienu.
- Termiskā
Polimēru termiskās iznīcināšanas mehānismus pēc skābekļa satura klasificē vairākos veidos: pirolīze, metanolīze, gazifikācija, sadedzināšana.
Pirolīze
Pirolīze ir viena no efektīvākajām, bettajā pašā laikā dārgas plastmasas apstrādes metodes. Izmantojot pirolīzes metodi, atkritumi tiek apstrādāti augstā temperatūrā speciāli aprīkotās kamerās bez piekļuves skābeklim. Ķīmiskā procesa rezultātā veidojas gāze, siltumenerģija un mazuts.
Sadalot plastmasas atkritumus ar pirolīzi, iegūst benzīna frakciju, kas var sasniegt līdz 80% no izejvielas masas.
Process ietver termisko sadalīšanosplastmasas atkritumi dažādās temperatūrās (300–900°C) bez skābekļa, kā rezultātā notiek termiskā sadalīšanās un plastmasā esošo ūdeņraža daļiņu izdalīšanās. Veidojas vairāki ogļūdeņraži, kurus var izmantot kā kurināmā bāzes.
Pirolīze iznīcina 99% kaitīgā savienojumavielas, kas veido plastmasu, kas padara to par vienu no videi draudzīgākajām otrreizējās pārstrādes iespējām, taču prasa daudz enerģijas.
Gazifikācija
Gāzējot no nešķirotiem netīriemmateriāli veido sintētisku gāzi, ko pēc tam var izmantot gan jaunu polimēru būvniecībā, gan siltumenerģijas un elektroenerģijas, metanola, elektrības, barības olbaltumvielu un dažādas biomasas ražošanā.
Atkritumus apstrādā ar plazmas plūsmu pietemperatūra ir 1200 ° C, kuras dēļ tiek iznīcinātas toksiskas vielas un neveidojas darva. Pēc tam atkritumi pārvēršas pelnos, kurus bieži saspiež briketēs un liek ēku pamatos. Īpašu popularitāti gazifikācijas metode ir ieguvusi Japānā.
Metodes galvenā priekšrocība ir spēja apstrādāt plastmasu bez šķirošanas. Starp trūkumiem ir liela kaitīgo gāzu emisijas varbūtība atmosfērā.
Eksperimentālās metodes
- Depolimerizācija
Termiskā depolimerizācija ir viena noeksperimentālās fizikālās un ķīmiskās metodes. Tas ir veidots uz pirolīzes procesa, izmantojot ūdeni. Termiskās depolimerizācijas rezultātā tiek iegūts gan sintētiskās degvielas radīšanai piemērots ogļūdeņražu maisījums, gan jauni plastmasas materiāli.
Depolimerizācijas procesā monoplastiem patīkPET pudeles tiek sadalītas atpakaļ monomēros, kurus var pārstrādāt jaunos PET materiālos. Termiskā depolimerizācija ļauj apstrādāt jauktas plastmasas, bet rada potenciāli bīstamus blakusproduktus.
- Radiācija
Radiācijas metode ir balstīta uz izmantošanuaugstas enerģijas starojums, lai iznīcinātu polimēra matricu, bet pildvielas fizikālās īpašības paliek nemainīgas. Tiek pieņemts, ka nākotnē šī joprojām eksperimentālā metode būs galvenā metode pastiprinātas plastmasas pārstrādei.
Starp procesa trūkumiem ir palielināta radiācijas slodze uz cilvēkiem un vidi. Turklāt tiek pārstrādāta tikai plānslāņa plastmasa.
- Mikrobu sadalīšanās no govju kuņģa
Austrijas pētnieki ir noskaidrojuši, ka baktērijas no govs spurekļa, kas ir viena no četrām viņas vēdera daļām, var sadalīt plastmasu.
Zinātnieki ierosināja, ka šādas baktērijas varētu būt izdevīgas, jo govju uzturā ir dabiski augu poliesteri: tās pēc struktūras ir līdzīgas plastmasai.
Darba autori aplūkoja trīs polimēru veidus:PET, PBAT un polietilēna furanoāts. Rezultāti parādīja, ka visas trīs plastmasas var noārdīt mikroorganismi no govju kuņģiem, un plastmasas pulveri sadalās ātrāk nekā plastmasas plēve.
- Kāpuru sadalīšanās
Plastmasas piesārņojuma problēma var būtatrisināts ar Korejā plaši izplatīto vaboļu palīdzību. Vaboļu kāpuri no kārtas Coleoptera (Plesiophthophthalmus davidis) var sadalīt polistirolu. Kukaiņu zarnu flora var oksidēties un mainīt polistirola plēves virsmas īpašības.
- Atkārtota izmantošana
Poliuretāna putu veidā
Jaunzēlandes zinātnieki ir izstrādājuši metodi bioloģiski noārdāmu plastmasas nažu, karotīšu un dakšiņu pārvēršanai putās, kuras var izmantot kā sienu izolāciju vai flotācijas ierīcēs.
Kā eksperimentu zinātnieki izvietoja ēdnīcasierīces īpašā kamerā, kas piepildīta ar oglekļa dioksīdu. Mainot spiediena līmeni, pētnieki novēroja, kā plastmasas iekšpusē izplešas oglekļa dioksīds, veidojot putas, un vēlāk zinātnieki saņēma putas.
Katru reizi, kad plastmasa to pārstrādānedaudz zaudē spēku. Bet putām tas nav svarīgi: daudzos pielietojumos no tiem nav nepieciešama izturība. Šo materiālu izmanto kā sienu izolāciju vai flotācijas ierīcēs.
Kā vanilīns
Skotu zinātnieki ir izstrādājuši unikālu veidu, kā pārstrādāt plastmasas atkritumus. Ar ģenētiski modificētu baktēriju palīdzību tas tika pārvērsts par vanilīna aromatizētāju.
Gadā divi pētnieki no Edinburgas universitātesSkotijā ir ģenētiski modificētas baktērijas, lai pārveidotu tereftalskābi par vanilīnu. Fakts ir tāds, ka abām vielām ir līdzīgs ķīmiskais sastāvs. Tā rezultātā baktērijām ir jāveic tikai nelielas izmaiņas ūdeņraža un skābekļa atomu skaitā, kas saistīts ar vienu un to pašu oglekļa skeletu.
Degvielas un smērvielu veidā
ASV zinātnieki ir izdomājuši veidu, kā plastmasu pārvērst noderīgos materiālos. Tos var nekavējoties izmantot kā reaktīvo vai dīzeļdegvielu un smērvielas.
Pētnieki no Inovāciju centra šajā jomāPlastmasa Delavēras universitātē (CPI) Amerikas Savienotajās Valstīs ir izstrādājusi tiešu metodi vienreiz lietojamu plastmasas iepakojumu (maisiņu, jogurta iepakojumu, plastmasas pudeles, pudeļu korķu un citu) pārveidošanai izmantošanai kā reaktīvo vai dīzeļdegvielu un smērvielas.
Pētnieki izmantoja jaunu katalizatoru ununikāls process grūti apstrādājamo plastmasu-poliolefīnu-ātrai iznīcināšanai. Tie veido 60–70% no visas šodien ražotās plastmasas.
Plastmasas pārstrādes problēmas
Lielākais izaicinājums plastmasas pārstrādēatkritumi slēpjas materiālu savākšanas un apstrādes augstajās izmaksās - plastmasa reti tiek pasniegta “tīrā” veidā un visbiežāk ir dažādu polimēru veidu kombinācija.
Kopā ar ienākošā materiāla piesārņojumutas padara šķirošanas un tīrīšanas procesu darbietilpīgu un dārgu. Turklāt organizētās atkritumu savākšanas un pārstrādes sistēma tiek ieviesta tikai ierobežotā skaitā valstu.
Tādējādi lielākā daļa plastmasas atkritumu netiek pārstrādāti un tiek izmesti vidē vai, organizētākā pieejā, tiek sadedzināti.
Lasīt vairāk
Pirmais mēris: kā radās "melnā nāve" un kas izraisīja epidēmiju
Zinātnieki ir noskaidrojuši, kāpēc dzīvsudrabam ir tik liels kodols
Mirušās Sojuz-11 apkalpes sarunas ir slepenas: par ko viņi runāja pirms savas nāves