راهی نوین برای بازیافت پلی اورتان
به گزارش این با من، تابحال هیچ روش موثری برای بازیافت پلی اورتان به وجود نیامده بود؛ اما به تازگی، گروهی از پژوهشگران دانشگاه آرهوس دانمارک، روشی ساده تر و موثرتر برای بازیافت آن عرضه کرده اند.
به گزارش این با من به نقل از ایسنا و به نقل از آی او، پلی اورتان (Polyurethane) به دسته ای از مواد شیمیایی گفته می شود که از واکنش پلی ال ها (Polyol) و ایزوسیانات ها بعنوان مواد اصلی تشکیل دهنده ساخته می شوند. پلی اورتان یک ماده پلاستیکی است که برای ایجاد خیلی از اقلام زندگی روزمره ما استفاده می شود.
تشک ها از آن ساخته می شوند، پلی اورتان بعنوان یک ماده عایق در یخچال و پنجره ها عمل می کند و می تواند به اندازه کفی کفش انعطاف پذیر باشد. پلی اورتان بعنوان یک پلاستیک پیشرفته تعریف می شود و میتوان آنرا به هر ترکیبی به شکل های بی شماری درآورد. این ماده که از نفت خام ساخته شده است، به یک منبع محدود متکی است و عملا هیچ راهی برای گسست پلیمری آن وجود ندارد.
تاکنون هیچ روش موثری برای بازیافت پلی اورتان به وجود نیامده بود؛ اما گروهی از پژوهشگران دانمارکی در پژوهش اخیرشان، راهی برای بازیافت پلی اورتان (Polyurethane) پیدا کرده اند.
استفان کویست کریستنسن، استاد دانشگاه آرهوس اظهار داشت: هنگامیکه دریافتیم ساختارزدایی این ماده مهندسی شده، بسیار ساده است، شگفت زده شدیم. چنین انتظاری نداشتیم.
فرایند شیمیایی بازیافت پلی اورتان برای دانشمندان دانمارکی به طرز شگفت آوری ساده بود. به قول پژوهشگران، حرارت دادن الکل ترتامیل تا دمای ۲۲۵ درجه سانتیگراد با پتاسیم هیدروکسید در یک ظرف، پلی اورتان را تجزیه می کند. این ترکیب، بازگشت به نقطه شروع سنتز پلی اورتان را امکان پذیر می کند. بعد از پختن مواد، ترکیبات اساسی (پلی ال ها و پیش ساز آمین) که پلی اورتان را می سازند، تولید می شوند.
دانشمندان دانمارکی که با کنسرسیوم RePURpose کار می کنند، موفق شدند ۲۰ نوع پلی اورتان مختلف همچون کفش و فوم را تجزیه کنند و این روش را به ثبت رسانند.
مقاومت بالای آن یکی از اشکالات اصلی در یافتن راه های استفاده مجدد از آن است. ساختار شیمیایی پلی اورتان از پیوندهای قوی بین مولکول های سازنده آن تشکیل شده است. این بدان مفهوم است که محصولات به دست آمده سخت هستند، اما شکستن آنها هم دشوارتر است.
با توجه به این مقاومت، یکی از طریق های اصلی استفاده مجدد از پلی اورتان، بازیافت مکانیکی است. این مستلزم خرد کردن مواد به قطعات کوچک است. تکه های پلی اورتان از این طریق تولید می شوند می توانند بعنوان پرکننده در صنعت ساختمان و یا بعنوان زیرانداز فرش عمل کنند. این روش، مانند سایر راهکارهای کمتر رایج، هنوز مورد استفاده قرار نگرفته است، چونکه بیشتر پلی اورتان ها هنوز به محل های دفن زباله ختم می شود یا سوزانده می شود.
این گروه دانمارکی چندین روش را پیش از رسیدن به موفقیت امتحان کردند. سال قبل پژوهشگران، پلی اورتان را با بهره گیری از کاتالیزورهای مبتنی بر ایریدیوم و منگنز در ترکیب با هیدروژن تجزیه کردند. باآنکه مؤثر بود، اما هیچ یک از گزینه ها روش انتخابی و موثر نبود.
ایریدیوم خیلی گران است و تولید آن در مقیاس صنعتی امکان پذیر نخواهد بود. باآنکه منگنز کارآمدتر است، اما معایب زیادی دارد. پژوهشگران، آزمایش ها را با بررسی پتاسیم هیدروکسید ادامه دادند. هنگامی که از کاتالیزورهای فلزی استفاده شد، محققان متوجه شدند که واکنش دیگری در پس زمینه رخ می دهد که در ارتباط با حلال الکل است. ماه ها کوشش برای یافتن محدوده دمایی و مواد افزودنی مناسب انجام شد و برای اطمینان از این که این پدیده ناشی از مقداری ناخالصی مواد نیست، در نهایت به روشی منجر گردید که حالا آنها کشف کرده اند. ثابت شد که محلول مبتنی بر الکل هم ارزان است و هم به اندازه محلول کاتالیزور فلزی قدرتمند است.
ارزش بازار جهانی پلی اورتان در سال ۲۰۲۰ بیشتر از ۲۴ میلیون تن تخمین زده شد که پیشبینی ها حاکی از افزایش آن تا ۲۹ میلیون تن در سال ۲۰۲۹ است. افزایش تقاضا از سوی صنعت ساخت و ساز (با توجه به خصوصیت های عایق آن برای بهره وری انرژی ساختمان ها) و خودروسازی است.
اگرچه این کار به سادگی به انجام می رسد و به صورت بالقوه برای صنعت مناسب می باشد، کل زنجیره بازیافت احتیاج به بازبینی دارد. وقتی پلی اورتان توسط مواد دیگر آلوده شود چه اتفاقی می افتد؟ کریستنسن در اینباره اظهار داشت: به دست آوردن جریان های خالص تر و یکنواخت تر از پلی اورتان به تجزیه مواد و بازیافت بیشتر آن کمک می نماید.
به عنوان مثال، داشتن یک جریان زباله یکنواخت از تشک ها، بازیافت آنها را به تشک های جدید آسان تر می کند. محصولات به دست آمده از پلی اورتان بازیافت شده همان خصوصیت های مواد خام بکر را دارند. در صورت وجود تلفیقی از مواد مختلف، دستیابی به یک جریان زباله یکنواخت پیچیده تر می شود.
منبع: این با من
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب