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塑料固體廢棄物成功回收

2017-11-23 10:48:58

“這是一個價值1760億美元的問題。”科學家們說，“通過回收全球所有塑料固體廢棄物，可以實現(xiàn)節(jié)能的潛在目標。”這周發(fā)表在《Science》上的研究介紹了一種新的方法，利用這種方法可以大幅提升塑料固體廢棄物成功回收的數(shù)量。
每年，世界上產(chǎn)生的1.5億噸塑料中，大部分最終都被填埋陸地、海洋和其他地方。在美國，只有不到9%的塑料被回收利用，而在歐洲這一比例上升到約30%。
研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新方法可以顯著地提高可回收塑料垃圾的數(shù)量。這意味著在開發(fā)易回收塑料的同時要找到更有效地回收利用現(xiàn)有塑料的方法。這些辦法的范圍可包括在一個廢物循環(huán)中將不同種類的塑料一起回收，避免昂貴和費時的分類過程，以及用更節(jié)能的方式分解塑料。
最近的研究指出，化學回收方法的方向是降低能源要求，混合塑料廢料的相容化，避免分選的需要，并將回收技術擴展到傳統(tǒng)上不可再生的聚合物。”這篇文章作者是化學和分子工程副教授梅根·L·羅伯遜(Megan L. Robertson)和IBM Almaden研究中心的聚合物化學家珍妮特·加西亞(Jeannette M. Garcia)。
改進現(xiàn)有塑料材料的回收方法是一個關鍵優(yōu)先事項。羅伯遜說：“新材料進入市場的速度很慢，因此最大的影響在于開發(fā)更有效的方法，回收現(xiàn)今大量生產(chǎn)的塑料。另一方面，研究的推進可以為將來生產(chǎn)更容易回收的材料鋪平道路。”其中一個例子是稱為熱固性聚合物的類別
這種聚合物不能被熔解后用于重復利用，用傳統(tǒng)方法進行回收便成了泡影。羅伯遜的實驗室開發(fā)了針對熱固性塑料的生物再生組分，用植物油或其他植物材料制成的碳氫基聚合物取代了這些物質(zhì)。這為新材料的回收選擇提供了新的可能，如堆肥或材料的化學回收，這是一個巨大的飛躍。
這一觀點是《科學》雜志發(fā)表的一系列文章的一部分，這一系列文章的目的是探討聚合物影響環(huán)境的有關問題，包括其來源(石油與生物資源)、再循環(huán)方面的進展和可生物降解聚合物。
羅伯遜和加西亞指出了三個關鍵問題：
1、塑料必須在經(jīng)過分類后才能回收，這增加了工作量和費用。塑料，或聚合物是由大分子組成的，所以大多數(shù)相似的分子材料在加熱時不混合，這與油和水的相互作用類似。研究的重點是尋找能夠促進不同類型塑料混合的物質(zhì)，即增容劑，使它們能夠一起被回收利用。找到一種適用于所有聚合物的相容劑是理想化的，但羅伯遜說目前的技術要求每一種塑料混合物都有量身定制的方法。
化學回收涉及使用催化劑分解塑料來得到小分子的產(chǎn)品。研究人員說：“高能源成本阻礙了這一過程。研發(fā)效率更高的催化劑工作正在進行。
2、目前回收的塑料大部分是由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)和聚乙烯(生產(chǎn)量最大的塑料)組成的。PET是大多數(shù)制造水瓶過程中的成分。將回收技術擴展到PET和聚乙烯以外的其他塑料是一個正在進行的研究領域。
3、更具有挑戰(zhàn)性的是開發(fā)不通過高溫熔融處理便可以回收聚合物的方法，例如熱固性塑料和彈性體(橡膠材料)。研究人員說，對于任何潛在的解決方案，關鍵是材料的性能不受影響，以使其更容易回收利用。對塑料進行多次使用和循環(huán)使用而不會喪失性能是研究的一個公開挑戰(zhàn)。
研究人員寫道：“提高塑料回收利用，超過目前水平有許多潛在的社會優(yōu)勢，如減少溫室氣體排放、避免廢棄物在環(huán)境中堆積、減少對有限石油資源的依賴，以及回收塑料固體廢棄物的經(jīng)濟價值。”
他們說一些初創(chuàng)公司針對廢聚苯乙烯的化學回收方法進行了擴展或者開發(fā)分揀過程，分離材料達到純化材料的目的。他們寫道，這項研究和其他研究“希望在不久的將來，塑料的回收率將比今天高得多。”

吹瓶機丨塑料吹瓶機丨PET吹瓶機

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