Odpady z tworzyw sztucznych są coraz poważniejszym problemem środowiskowym. Europa produkuje około 60 milionów ton plastiku rocznie, ale tylko 30% zostanie poddane recyklingowi. Ze wszystkich wytworzonych odpadów z tworzyw sztucznych 79% trafi ostatecznie na składowiska lub wrzucone do środowiska naturalnego jako odpady. Jednak w miarę jak Europa zaczyna przechodzić na gospodarkę o obiegu zamkniętym, w której materiały są ponownie wykorzystywane pod koniec ich okresu użytkowania, a nie wyrzucane, ulepszony recykling tworzyw sztucznych zaczyna odgrywać ważną rolę w gospodarce o obiegu zamkniętym.
Szereg środków przyjętych niedawno przez Komisję Europejską pomoże poprawić trwałość tworzyw sztucznych.
Według doniesień zagranicznych mediów testowanych jest kilka nowych technologii recyklingu, które mogą sprawić, że jednorazowe opakowania do żywności, wzmocnione włóknami części samochodowe i polimery piankowe do materacy oraz inne produkty z tworzyw sztucznych będą miały dwa życia i staną się takie same jak nowe.
Strategia dotycząca tworzyw sztucznych, przyjęta w 2018 r., Ma na celu rozwiązanie tego problemu poprzez zmianę projektu, wykorzystania i recyklingu produktów z tworzyw sztucznych. Jednym z kluczowych celów jest uczynienie 55% opakowań plastikowych nadającymi się do recyklingu do 2030 roku. Opakowania mają duży wpływ na środowisko: około 40% produkcji plastiku jest wykorzystywane do pakowania i jest zwykle wyrzucane po użyciu.
Opakowania są zwykle wykonane z kilku różnych rodzajów tworzyw sztucznych, co utrudnia recykling.
Świeża żywność, taka jak mięso i ser, zwykle ma wiele warstw ochronnych, takich jak pokrywki, folie i tacki, które nie są wykonane z tego samego rodzaju plastiku. Gdy mamy do czynienia z różnymi tworzywami sztucznymi, należy je oddzielić, ponieważ w tradycyjnym procesie recyklingu różnych tworzyw sztucznych nie można dobrze ze sobą wymieszać. Jednak separacja jest czasochłonna i kosztowna. Dlatego takich przedmiotów nie można poddać recyklingowi ani nie można ich uznać za niemożliwe do recyklingu.
Podobny los czeka kompozyty wzmocnione włóknami. Ten materiał na bazie tworzywa sztucznego, wzmocniony włóknem szklanym lub węglowym, może być stosowany w różnych wewnętrznych i zewnętrznych elementach motoryzacyjnych, od zderzaków, wykładzin tekstylnych po panele drzwi. Ponieważ oddzielenie różnych materiałów jest trudne, są one zwykle spalane pod koniec ich życia.
Teraz jednak mogą pomóc nowe technologie recyklingu.
W ramach projektu wielocyklowego dr bugnicourt i partnerzy projektu rozszerzyli opatentowany proces creasolv, opracowany przez Instytut Fraunhofera w Monachium, Niemcy, który umożliwia wielokrotne odradzanie się wielowarstwowych materiałów opakowaniowych i kompozytów wzmocnionych włóknem.
Używając formulacji na bazie rozpuszczalników, można ekstrahować różne rodzaje tworzyw sztucznych i włókien i rozpuszczać je w rozpuszczalnikach, aby osiągnąć cel separacji. Polimer, długołańcuchowe cząsteczki tworzące plastik, jest następnie poddawany recyklingowi w postaci stałej z roztworu, a następnie ponownie formowany w granulki z tworzywa sztucznego, a przetworzone włókna można ponownie wykorzystać.
Jak dotąd, w porównaniu z dotychczasowymi metodami, proces ten ma lepsze perspektywy.
W tradycyjnej metodzie recyklingu mechanicznego tworzywa sztuczne są zwykle degradowane w procesie obróbki, więc ich wykorzystanie jest ograniczone. Odzyskiwanie środków chemicznych to nowa technologia, która może przekształcić tworzywa sztuczne w małe cząsteczki lub monomery. Chociaż można wytwarzać tworzywa sztuczne wysokiej jakości, mogą one być produktami energochłonnymi. Stosując metodę recyklingu creasolv, jakość tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu jest bardzo wysoka, a proces jest bardziej wydajny.
Obecnie zespół przeprowadza eksperymenty na małą skalę z wielowarstwowymi opakowaniami i kompozytami, aby przetestować ten proces. W międzyczasie projektują w Bawarii na dużą skalę pilotażowy zakład, który ruszy w lipcu. Jak mówi dr bugnicourt, głównym wyzwaniem jest usuwanie na dużą skalę odpadów z tworzyw sztucznych ze złożonych mieszanek tworzyw sztucznych.
Członkowie zespołu opracowują również system monitorowania składu odpadów z tworzyw sztucznych i mają nadzieję, że będą w stanie automatycznie identyfikować rodzaje tworzyw sztucznych i włókien w produktach, aby zoptymalizować proces recyklingu w oparciu o partie materiałów pochodzących z recyklingu. Według dr. Bugnicourt, system mógłby zostać zainstalowany w istniejących zakładach recyklingu, aby rozszerzyć asortyment tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu, a także można by zbudować specjalne obiekty zajmujące się odpadami przemysłowymi.
Udoskonalenie istniejącego procesu recyklingu może również zmniejszyć wpływ odpadów z tworzyw sztucznych, które są trudne do ponownego wykorzystania na środowisko. Chociaż niektóre powszechnie używane tworzywa sztuczne, takie jak zwierzęta domowe używane do produkcji butelek na napoje, są szeroko poddawane recyklingowi, tworzywa sztuczne o bardziej specjalnych zastosowaniach często nie są poddawane recyklingowi na szeroką skalę. Jedną z przyczyn są bariery techniczne.
Dr Garcia armingol, dyrektor grupy ds. Energii i środowiska w Circe Energy Research Center w Hiszpanii, wraz ze współpracownikami demonstruje sposoby poprawy współczynnika odzysku trudnych do recyklingu tworzyw sztucznych w ramach projektu Polynspire. Zajmują się głównie tworzywami poliamidowymi do przekładni samochodowych i poduszek powietrznych, a także elastycznymi piankami poliuretanowymi do wyrobów materacowych i dywanowych.
Zespół uważa, że tradycyjne metody recyklingu można ulepszyć, aby poprawić jakość tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu. W tym celu pracują nad dwiema technologiami: dodaniem szkła (nowszego plastiku, który jest twardy i wytrzymały) oraz dodaniem promieniowania o wysokiej energii." Głównym celem obu technologii jest poprawa odporności na zużycie i wydajności materiałów pochodzących z recyklingu, tak aby można je było wykorzystać w zastosowaniach o dużym zapotrzebowaniu," powiedział dr Garcia armingol
Inne innowacyjne technologie, które badają, mogą usprawnić odzysk chemiczny, który ma ogromny potencjał w osiągnięciu gospodarki o obiegu zamkniętym, ponieważ tworzywa sztuczne można poddawać recyklingowi w sposób ciągły przy zachowaniu wysokiej jakości.
Można jednak również zmniejszyć wpływ technologii na środowisko. Na przykład użycie mikrofal lub inteligentnych materiałów magnetycznych może zmniejszyć energię potrzebną do wytworzenia ciepła w celu osiągnięcia polimeryzacji. Kiedy zachodzi polimeryzacja, monomery wytwarzane w procesie odzyskiwania są łączone, tworząc długołańcuchowe cząsteczki tworzyw sztucznych.
Do tej pory zespół testował takie technologie w laboratorium. Teraz przygotowują się do fazy produkcyjnej projektu, która pokaże, że takie technologie są wykonalne w skali półprzemysłowej. Obecnie prowadzą wstępną obróbkę i oczyszczają odzysk.
Kolejnym krokiem projektu jest wykazanie, że tworzywa sztuczne wytwarzane w takich technologiach są wystarczająco dobrej jakości, aby zastąpić oryginalne materiały. Dr Garcia armingol i współpracownicy skupią się na niektórych zastosowaniach, takich jak części samochodowe i materace, które mają surowe wymagania jakościowe. Ścisła współpraca z partnerami przemysłowymi z branży motoryzacyjnej, firmami chemicznymi i zarządzającymi odpadami ma również kluczowe znaczenie dla przyjęcia takich technologii.
