Переработка и применение пластмасс

Пластик используется повсеместно, но он также генерирует много отходов и выбросов, и он срочно нуждается в переработке. В настоящее время ужесточение целей устойчивого развития и внедрение новых технологий активно способствуют развитию переработки пластика и продвижению переработки пластика с целью «превращения отходов в сокровище». Как перед лицом новых возможностей для бизнеса компании индустрии пластмасс могут эффективно ухватиться за последние тенденции и получить свою долю пирога?

Пластик выбрасывает около 2 миллиардов тонн эквивалента углекислого газа (парниковых газов, ПГ) каждый год, что составляет около 4% от общего объема глобальных выбросов углерода. На долю ЕС, как основного производителя и переработчика пластика, приходится 9% мировых выбросов. Выбросы парниковых газов происходят по всей цепочке создания стоимости пластика, и только 10% пластика перерабатывается после его утилизации. В то же время ожидается, что спрос на пластик сохранит уверенный рост, и пластиковые отходы также увеличатся.

Недавно команды Бобби Г. Самптера из Национальной лаборатории Оук-Ридж и Голяна Лю из Технологического института Вирджинии, а также команда Джорджа В. Хубера из Университета Висконсин-Мэдисон в тот же период опубликовали статьи в журнале Science, в которых обсуждался вопрос переработки пластика с разных сторон. Реализуйте повторное использование пластиковых отходов. Кевин М. Ван Геем из Гентского университета в Бельгии также прокомментировал две вышеупомянутые работы в журнале Science и предложил концепцию циркулярной пластиковой экономики [2]: После того, как сырье извлечено из ископаемого топлива, оно непрерывно производится и перерабатывается (оранжевый), используется, собирается и классифицируется (синий), за которым следует переработка и регенерация (зеленый), образуя замкнутый цикл, в котором так называемые «отходы» также рассматриваются как ресурс для дальнейшего производства химических веществ.

Исследовательская идея команды Бобби Г. Самптера и Лю Гуоляна заключается в переработке отходов полиэтилена (ПЭ), полипропилена (ПП) и их смесей в высокоценные поверхностно-активные вещества [3]. На долю ПЭ и ПП вместе приходится почти 60% мирового производства пластика (около 400 млн тонн), и для их производства требуется большое количество энергии.

С тех пор, как в 1950 году началось массовое производство пластмасс (на тот момент объем производства составлял около 2 миллионов тонн), производство пластика росло с совокупным годовым темпом роста 8,4%, достигнув примерно 348 миллионов тонн в 2017 году. По оценкам, было произведено 8,3 миллиарда тонн. Которые можно разбить на 7,3 млрд тонн смол и добавок (смоляные пластики содержат в среднем 7% добавок), и 1 миллиард тонн волокна. Если так будет продолжаться, Голубая Земля может стать «пластиковой планетой».

Загрязнение пластиком всегда было одной из важных экологических проблем, стоящих сегодня перед миром, и оказывает серьезное воздействие на морские экосистемы, дикую природу и здоровье человека. Согласно статистике, каждую минуту во всем мире продается более 1 миллиона бутылок минеральной воды или напитков в пластиковой упаковке, и ожидается, что к 2030 году продажи удвоятся. Эффективная переработка пластика может в значительной степени смягчить воздействие пластикового загрязнения и решить проблему загрязнения в источнике, что привлекло обширные исследования многих ученых и исследователей.

В настоящее время ежегодно во всем мире образуется около 400 миллионов тонн пластиковых отходов. Но проблема еще более серьезна, поскольку пластик проник в некоторые из самых отдаленных и нетронутых районов на Земле. Соответствующее исследование было опубликовано в журнале Nature 12 июля 2023 года в то же время и было выбрано в качестве обложки. Таким образом, активизация исследований в области переработки и модернизации пластмасс стала важным предложением в современной области полимеров. Здесь редакция собрала последние достижения в области апсайклинга пластика, опубликованные в журнале Nature and Science за последний год для удобства читателей.

Таким образом, активизация исследований в области переработки и модернизации пластмасс стала важным предложением в современной области полимеров. Здесь редакция собрала последние достижения в области апсайклинга пластика, опубликованные в журнале Nature and Science за последний год для удобства читателей.

Полиэтилен + этилен → пропилен 22 сентября 2022 года исследовательская группа Джона Ф. Хартвига в Калифорнийском университете в Беркли разработала новый процесс разложения полиэтилена. С помощью ряда каталитических процессов они сначала ввели ненасыщение в цепь ПЭ, а затем последующее расщепление связи C-C раскручивает углеродную цепь с образованием пропилена посредством комбинации метатезиса олефинов и изомеризации. В этом процессе используется катализатор для успешного расщепления длинных полиэтиленовых полимеров на мелкие молекулы пропилена. В ходе этого процесса высокомолекулярный полиэтилен высокой плотности (HDPE) или низкой плотности (LDPE) дегидрируется и подвергается реакции метатезиса с этиленом с образованием пропилена с выходом до 80%. В сочетании с универсальным применением полиэтиленовых материалов и высокой эффективностью процесса, этот процесс разложения полиэтилена на пропилен имеет очень широкие перспективы применения. Процесс был опубликован в журнале Science в статье под названием «Каталитическое разрушение отходов полиэтилена этиленом с образованием пропилена».

В соответствии с «Двойной целью по сокращению выбросов углерода» и «Приказом о запрете пластика», модернизация и переработка пластика являются обязательными! В настоящее время все больше и больше конечных рынков (автомобилестроение, бытовая электроника, коммуникационная промышленность) начинают использовать переработанный пластик для производства и применения с целью сокращения выбросов, снижения затрат и повышения эффективности.

Регулирование пластика: постановка целей — эффективный способ продвижения переработки пластика

С 1990-х годов во всем мире, особенно в Европе, были введены соответствующие обязательные правила утилизации пластиковых отходов. В настоящее время около 70% пластиковых отходов включены в нормативную сферу устойчивых правил ЕС, охватывающих различные сценарии применения пластика, такие как упаковка потребительских товаров и транспортных товаров, текстиль и электронные продукты. Но это также означает, что 30% пластиковых отходов в Европе до сих пор не включены в сферу регулирования, в основном из строительного, автомобильного, производственного и сельскохозяйственного секторов. Таким образом, мир все еще далек от полной реализации экономики замкнутого цикла, и в действующей нормативно-правовой базе есть много пробелов.

В 2020 году 24% пластиковых отходов в ЕС было переработано, а остальное было захоронено или сожжено. В случае пластиковой упаковки уровень переработки еще выше, на уровне 30%, потому что почти все действующие правила ЕС по пластику сосредоточены на упаковке. Тем не менее, уровень переработки в 30% все еще далек от целевого показателя, установленного в Директиве об упаковке и упаковочных отходах, введенной в 2018 году. Цель — выйти на 50% переработки к 2025 году и на 55% к 2030 году

Загрязнение пластиком всегда было одной из важных экологических проблем, стоящих сегодня перед миром, и оказывает серьезное воздействие на морские экосистемы, дикую природу и здоровье человека. Согласно статистике, каждую минуту во всем мире продается более 1 миллиона бутылок минеральной воды или напитков в пластиковой упаковке, и ожидается, что к 2030 году продажи удвоятся. Эффективная переработка пластика может в значительной степени смягчить воздействие пластикового загрязнения и решить проблему загрязнения в источнике, что привлекло обширные исследования многих ученых и исследователей.