如何制造像新塑料一样难以回收的塑料 地平线杂志

塑料废料日益引起人们的环境关注。 欧洲每年生产约6000万吨塑料,而 30%被回收。 在产生的所有塑料废物中, 79%的人被填埋或丢了垃圾 在自然环境中。

但是,随着欧洲向更加循环的经济过渡(材料在使用寿命结束时可以重复使用而不是被扔掉)之后,塑料回收利用将发挥重要作用。

欧盟委员会最近采取的措施应有助于使塑料更具可持续性。 塑料策略 2018年采用的旨在通过改变塑料产品的设计,使用和回收方式来解决该问题。 一个主要目标是 到2030年回收55%的塑料包装。 包装具有很高的环境足迹: 大约生产了40%的塑料 用于包装,通常在使用后丢弃。

包装通常由不同类型的塑料组成,这使其难以回收。 例如,诸如肉和奶酪之类的新鲜食品通常受到许多层的保护,例如盖,薄膜和托盘不是用同一类型的塑料制成的。 不同的塑料在加工之前需要分离,因为它们在常规回收过程中不能很好地混合在一起。 但是,这样做可能既耗时又昂贵。 这意味着这些物品通常不会被回收,或者可能被认为无法回收。

“通常,它们被填埋或在最佳情况下(场景)进行焚化,然后进行能量回收,”西班牙巴塞罗那的工程公司IRIS Technology Solutions的创新部门负责人Elodie Bugnicourt博士说。

纤维增强复合材料通常面临相似的命运。 这些以玻璃或碳纤维增强的塑料基材料被用于各种内部和外部汽车部件,从保险杠到覆盖织物的门板。 由于不同的材料很难分离,因此通常会在使用寿命尽头将其焚化。

第二人生

新的回收技术可能会有所帮助。 作为一个名为 多周期,Bugnicourt博士及其项目合作伙伴的目标是扩大称为“ CreaSolv 由德国慕尼黑的弗劳恩霍夫研究所(Fraunhofer Institute)开发的产品可以一次又一次地赋予多层包装和纤维增强复合材料以第二生命。

用一个 溶剂基于这种配方,可以通过将不同种类的塑料和纤维溶解在溶液中来进行提取和分离。 然后,从溶液中以固体形式回收聚合物(构成塑料的分子的长链)并重塑为塑料粒料。 回收的纤维也可以重复使用。

到目前为止,与现有方法相比,该方法显示出令人鼓舞的收益。 在常规的机械回收中,塑料在加工时通常会降解,因此用途有限。 尽管化学回收是一种将塑料重新变成小分子或单体的新兴技术,可以生产出高质量的塑料,但它可能会消耗大量能源。 使用CreaSolv,可回收的塑料质量高,加工效率更高。 Bugnicourt博士说:“我们回收的是聚合物而不是单体,这是一个优势,因为我们不需要再次使用能量来聚合该材料。”

“我们想证明塑料行业有可能实现循环经济。”

Tatiana Garcia Armingol博士,西班牙萨拉戈萨市保监会

到目前为止,该团队一直在使用多层包装和复合材料进行小规模试验,以测试该过程。 同时,他们已经在巴伐利亚州设计了一个大型中试工厂,该工厂将于7月开始试验。 Bugnicourt博士说,主要挑战将是大规模处理由复杂的塑料混合物组成的废物。

该小组的成员还一直在开发监测塑料废料成分的系统。 他们希望能够自动识别产品中的塑料和纤维类型,以便可以根据要回收的材料批次优化工艺。

Bugnicourt博士认为,该系统可以安装在现有的回收工厂中,以扩大回收塑料的种类。 她还说,还可以建立专门的设施来处理工业废物。“一些包装业制造商会大量使用给定类型的工业后废物,可以投资建立自己的回收工厂。”

专门

改善现有的回收流程还可以减少难以再利用的塑料废物对环境的影响。 尽管某些常用的塑料被广泛回收,例如用于制造饮料瓶的PET,但通常没有更专门用途的塑料。 技术障碍通常是造成责任的原因。

西班牙萨拉戈萨CIRCE能源研究中心能源与环境小组主任塔蒂亚娜·加西亚·阿明戈尔博士说:“技术可能不成熟,或者由于缺乏开发而存在成本效益不高的问题。”

加西亚·阿明戈尔(Garcia Armingol)博士和她的同事们正在展示提高某些难以回收塑料回收率的方法。 POLYNSPIRE项目。 他们专注于聚酰胺-齿轮和安全气囊等汽车部件中使用的塑料-以及聚氨酯-床垫和地毯等产品中使用的柔性泡沫。

该团队认为可以改善常规回收利用,以提高回收塑料的质量。 为此,他们正在研究两种技术:添加vitrimers(一种既坚韧又可延展的相对新型的塑料),以及结合高能辐射。 Garcia Armingol博士说:“这两种技术的主要目标都是提高再生材料的抵抗力并改善其性能,以便将其用于高要求的应用中。”

他们正在探索的其他创新可以改善化学物质的回收利用。 该技术具有巨大的潜力,可以实现循环经济,因为它可以使塑料在保持其质量的同时进行连续回收。 但是,其环境足迹可能会减少。 例如,使用微波或智能磁性材料可以减少产生聚合反应所需热量的能量,在回收反应过程中,由回收过程产生的单体结合在一起,形成了长链的塑料分子。

Garcia Armingol博士说:“(常规)化学物质回收会对环境造成很大影响。” “我们的主要目标之一是证明它具有成本效益和环境友好性。”

半工业

到目前为止,该团队已经在实验室中测试了提议的技术。 现在,他们正在为该项目的工程阶段做准备,他们将证明它们在半工业规模上是可行的。 他们目前正在回收的预处理和净化阶段。

该项目的下一步将是展示用这些技术生产的塑料具有足够的质量来替代原始材料。 Garcia Armingol博士和她的同事将专注于一些应用,例如对质量有严格要求的汽车零件和床垫。

与汽车行业的工业合作伙伴以及化学和废物管理公司密切合作对于采用其技术也至关重要。 Garcia Armingol博士说:“对于我们来说,从工业领域获得有关他们的要求和期望的反馈非常重要。” “我们想证明塑料行业有可能实现循环经济。”

本文中的研究由欧盟资助。 如果您喜欢这篇文章,请考虑在社交媒体上分享。


This article – ” 如何制造像新塑料一样难以回收的塑料 地平线杂志
” – was originally published in Horizon, the EU Research and Innovation magazine

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