物理科技生物学-PHYICA

新的常磐エレナ溶剂回收工艺可以减少数百万吨塑料垃圾

化学 2022-05-15 00:02:30

作者杰森·戴利,威斯康星大学麦迪逊分校 以溶剂为目标的回收和沉淀工艺将多层塑料废料回收为纯的、可重复使用的塑料材料,如聚乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物或聚对苯二甲酸乙二醇酯

信用:亚历克斯·金

咀嚼 多层塑料材料在食品和医疗用品包装中无处不在,特别是因为分层聚合物可以赋予这些薄膜特定的性能,如耐热性或氧气和水分控制

但是尽管它们有用,这些一直存在的塑料是不可能用传统方法回收的

全球每年生产约1亿吨多层热塑性塑料——每层由多达12层不同的聚合物组成

其中40%是制造过程本身的废物,由于没有办法分离聚合物,几乎所有的塑料最终都被填埋或焚烧

现在,威斯康星大学麦迪逊分校的工程师开创了一种使用溶剂回收这些材料中聚合物的方法,他们称这种技术为溶剂靶向回收和沉淀处理

他们的概念证明今天(11月16日)将详细介绍

20,2020)发表在《科学进展》杂志上

通过使用一系列由聚合物溶解度热力学计算指导的溶剂洗涤,化学和生物工程的UW-麦迪森教授乔治·休伯和里德·范·莱恩和他们的学生使用“皮带”法分离由普通分层材料聚乙烯、乙烯-乙烯醇和聚对苯二甲酸乙二醇酯组成的商用塑料中的聚合物

结果呢?分离出来的聚合物在化学性质上看起来与制作原始薄膜的聚合物相似

该团队现在希望利用回收的聚合物创造新的塑料材料,证明这一过程有助于关闭回收循环

特别是,它可以让多层塑料制造商回收生产和包装过程中产生的40%的塑料废物

“我们已经用一种多层塑料证明了这一点,”胡贝尔说

“我们需要尝试其他多层塑料,我们需要扩展这项技术

" 随着多层塑料的复杂性增加,识别能够溶解每种聚合物的溶剂的难度也随之增加

这就是为什么STRAP依赖于范·莱恩使用的一种计算方法来指导这一过程,这种方法被称为现实溶剂的导体状筛选模型

COSMO-RS能够计算不同温度下目标聚合物在溶剂混合物中的溶解度,从而减少可能溶解聚合物的潜在溶剂数量

该团队可以通过实验探索候选溶剂

“这使我们能够处理这些更复杂的系统,如果你真的想在回收世界中有所作为,这是必要的,”范·莱恩说

目标是最终开发一个计算系统,使研究人员能够找到溶剂组合来回收各种多层塑料

该团队还希望研究其使用的溶剂对环境的影响,并建立一个绿色溶剂数据库,使他们能够更好地平衡各种溶剂系统的功效、成本和环境影响

该项目源于UW-麦迪森在催化方面的专业知识

几十年来,该大学的化学和生物工程研究人员开创了基于溶剂的反应,将生物质(如木材或农业废弃物)转化为有用的化学物质或燃料前体

许多专业知识也转化为基于溶剂的聚合物回收

该团队正在通过新成立的多大学废塑料化学升级中心继续其对皮带加工的研究,该中心由胡贝尔领导

研究者在12美元

5百万美元

S

能源部资助的中心正在研究几种回收和再循环聚合物的化学途径

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