Нов метод за изпаряване на пластмаси ги рециклира до газове, които са много ценни

Нашата планета е затрупана от пластмаса, като някои от най-упоритите ѝ разновидности, като полипропиленът и полиетиленът, отнемат десетилетия, за да се разградят в депата. Полипропиленът, който се използва в неща като опаковки за храни и автомобилни брони, и полиетиленът, който присъства в найлонови торбички, бутилки и играчки, могат да бъдат рециклирани.

Процесът обаче често е труден и води до значителни емисии на парниковия газ метан.

И двата материала са полиолефини – продукти на полимеризацията на етилен и пропилен. Суровини, които основно се извличат от изкопаеми горива.

Връзките на полиолефините са известни с това, че трудно се разкъсват.

Но изследователи от Калифорнийския университет в Бъркли са разработили нов метод за рециклиране на тези полимери, използвайки катализатори, които ефективно разрушават връзките им. Процесът ги превръща в пропилен и изобутилен – газове при стайна температура, които могат да бъдат рециклирани обратно в нови пластмаси. И не само.

Методът, наречен изомеризираща етенолиза, използва катализатори, за да разгради олефиновите полимерни вериги на малки молекули. Докато този процес е бил изпробван и преди, предишните катализатори са били скъпи и недостатъчно ефективни. Новият метод обаче използва натрий върху двуалуминиев оксид и волфрамов оксид върху силициев диоксид.

Ход, който се оказва много по-икономичен и ефективен.

Въпреки че реакцията изисква високи температури, което леко увеличава цената, икономическата ефективност на процеса е значително подобрена. При двата вида пластмаси, полиетилен и полипропилен, катализаторите разкъсват полимерните вериги на по-къси сегменти, създавайки чупливи въглерод-въглеродни връзки, които продължават да се разкъсват.

Вторият етап на процеса, известен като олефинова метатеза, използва етиленов газ в реакционната камера, което разрушава новосъздадените въглерод-въглеродни връзки в полиетилена и полипропилена. В резултат на това полиетиленът се превръща напълно в пропилен, а полипропиленът – в смес от пропилен и изобутилен.

Този метод има висока селективност, което означава, че генерира голямо количество от желаните продукти.

И двата химикала са от голямо значение за химическата индустрия.

Пропиленът е основна суровина, докато изобутиленът се използва в неща като синтетичния каучук и като добавка към горива.

Изследователите също така изследвали как методът ще работи при смесване на пластмаси в центровете за рециклиране.

Смесването на полиетилен и полипропилен довело до успешна реакция, при която се получава малко повече пропилен отколкото изобутилен. Въпреки това, замърсявания от други пластмаси като PET и PVC намаляват добива на продукти. Това означава, че за по-ефективно рециклиране е необходимо тези замърсители да бъдат премахнати.

Проучена е и възможността за мащабиране на процеса.

Прилагането на процеса към по-голямо количество пластмаси показва същия успешен добив. Обещаващ знак за бъдещото приложение на метода. Все пак ще е необходимо изграждане на значителна инфраструктура, за да се справим ефективно с нарастващите количества пластмасови отпадъци.