إعادة تدوير وتطبيق البلاستيك

يتم استخدام المواد البلاستيكية في كل مكان ، لكنها تولد أيضًا الكثير من النفايات والانبعاثات ، وهي في حاجة ماسة لإعادة التدوير. حاليًا ، يعزز تشديد أهداف التنمية المستدامة وإدخال تقنيات جديدة بقوة تطوير إعادة تدوير البلاستيك وتعزيز إعادة تدوير البلاستيك إلى "تحويل النفايات إلى الكنز ". في مواجهة فرص العمل الجديدة ، كيف يمكن لشركات صناعة البلاستيك أن تفهم بشكل فعال أحدث الاتجاهات والحصول على حصة من الفطيرة؟

تنبعث من البلاستيك حوالي ملياري طن من مكافئ ثاني أكسيد الكربون (غازات الدفيئة ، غازات الدفيئة) كل عام ، وهو ما يمثل حوالي 4 ٪ من إجمالي انبعاثات الكربون العالمية. كمنتج ومعالج من البلاستيك الرئيسي ، يمثل الاتحاد الأوروبي 9 ٪ من الانبعاثات العالمية. تحدث انبعاثات غازات الدفيئة في جميع أنحاء سلسلة القيمة البلاستيكية بأكملها ، ويتم إعادة تدوير 10 ٪ فقط من البلاستيك بعد التخلص منها. في الوقت نفسه ، من المتوقع أن يحافظ الطلب البلاستيكي على نمو قوي ، وستزداد النفايات البلاستيكية أيضًا.

في الآونة الأخيرة ، نشرت فرق بوبي ج. سومبتر من مختبر أوك ريدج الوطني وغوليانغ ليو من فرجينيا تك ، وكذلك فريق جورج دبليو هوبر من جامعة ويسكونسن ماديسون ، أوراقًا في مجلة العلوم في نفس الفترة ، ومناقشتها إصدار إعادة تدوير البلاستيك من زوايا مختلفة. إدراك إعادة استخدام النفايات البلاستيكية. علق كيفن م. ، والاستخدام ، والتجميع والتصنيف (الأزرق) ، تليها إعادة التدوير والتجديد (الأخضر) ، وتشكيل حلقة مغلقة حيث ما يسمى "النفايات " يعتبر أيضا مورد لمزيد من إنتاج المواد الكيميائية.

تتمثل فكرة البحث عن فريق Bobby G. Sumpter و Liu Guoliang في زيادة نفايات البولي إيثيلين (PE) ، والبولي بروبيلين (PP) ومخاليطها في السطحي ذي القيمة الأعلى [3]. تمثل PE و PP معًا ما يقرب من 60 ٪ من الإنتاج البلاستيكي العالمي (حوالي 400 مليون طن) ، ويستهلك إنتاجهما طاقة عالية.

منذ أن بدأ الإنتاج الضخم للبلاستيك في عام 1950 (في ذلك الوقت ، كان الناتج حوالي 2 مليون طن) ، نما الناتج البلاستيكي بمعدل نمو سنوي مركب قدره 8.4 ٪ ، حيث بلغ حوالي 348 مليون طن في عام 2017. ويقدر أن 8.3 مليار تم إنتاج أطنان. التي يمكن تقسيمها إلى 7.3 مليار طن من الراتنجات والإضافات (تحتوي البلاستيكات على الراتنجات بنسبة 7 ٪ في المتوسط) ، و 1 مليار طن من الألياف. إذا استمر هذا ، فقد تصبح الأرض الزرقاء كوكبًا بلاستيكيًا. "

حاليًا ، يتم إنشاء ما يقرب من 400 مليون طن من النفايات البلاستيكية على مستوى العالم كل عام. لكن المشكلة أكثر خطورة ، حيث تسربت البلاستيك إلى بعض المناطق النائية والأبدي على وجه الأرض. تم نشر الأبحاث ذات الصلة في Nature في 12 يوليو 2023 في نفس الوقت ، وتم اختيارها كورقة تغطية. لذلك ، أصبح تعزيز الأبحاث حول إعادة تدوير وترقية البلاستيك اقتراحًا مهمًا في المجال الحالي للبوليمرات. هنا ، جمعت قسم التحرير أحدث التقدم في عملية تدوير البلاستيك المنشورة في الطبيعة والعلوم في العام الماضي لصالح القراء.

لذلك ، أصبح تعزيز الأبحاث حول إعادة تدوير وترقية البلاستيك اقتراحًا مهمًا في المجال الحالي للبوليمرات. هنا ، جمعت قسم التحرير أحدث التقدم في عملية تدوير البلاستيك المنشورة في الطبيعة والعلوم في العام الماضي لصالح القراء.

بولي إيثيلين + إيثيلين → البروبيلين في 22 سبتمبر 2022 ، قامت مجموعة أبحاث جون ف. هارتويغ في جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، بتطوير عملية تحلل بولي إيثيلين جديدة. من خلال سلسلة من العمليات الحفزية ، قاموا أولاً بتقديم عدم التشبع في سلسلة PE ، ثم يقوم بترنس الرابطة C-C اللاحقة إلى الاسترخاء على سلسلة الكربون لتشكيل البروبيلين عبر مجموعة من metathesis و isomerization. تستخدم العملية محفزًا لتحطيم بوليمرات البولي إيثيلين الطويلة بنجاح إلى جزيئات البروبيلين الصغيرة. من خلال هذه العملية ، يتم تجنب الكثافة العالية (HDPE) أو منخفضة الكثافة (LDPE) عالية الوزن الجزيئي للوزن الجزيئي ويخضع لتفاعل الميثوثي مع الإيثيلين لتشكيل البروبيلين ، مع عائد يصل إلى 80 ٪. إلى جانب التطبيق العالمي لمواد البولي إيثيلين والكفاءة العالية للعملية ، فإن عملية تحلل البولي إيثيلين إلى بروبيلين لها آفاق تطبيق واسعة للغاية. تم نشر العملية في العلوم في مقال بعنوان "التفكيك الحفاز للبولي إيثيلين مع الإيثيلين لتشكيل البروبيلين ".

تحت الهدف المزدوج الكربون "و " ترتيب الحظر البلاستيكي "، فإن ترقية البلاستيك وإعادة التدوير أمر ضروري! في الوقت الحالي ، بدأت المزيد والمزيد من الأسواق النهائية (السيارات والإلكترونيات الاستهلاكية وصناعات الاتصالات) في استخدام المواد البلاستيكية المعاد تدويرها للإنتاج والتطبيق من أجل تقليل الانبعاثات وخفض التكاليف وزيادة الكفاءة.

اللوائح البلاستيكية: الإعداد المستهدف هو وسيلة فعالة لتعزيز إعادة تدوير البلاستيك

منذ التسعينيات ، تم تقديم اللوائح الإلزامية ذات الصلة للتخلص من النفايات البلاستيكية في جميع أنحاء العالم ، وخاصة في أوروبا. في الوقت الحالي ، يتم تضمين حوالي 70 ٪ من النفايات البلاستيكية في النطاق التنظيمي للوائح المستدامة للاتحاد الأوروبي ، وتغطي مجموعة متنوعة من سيناريوهات التطبيق البلاستيكية مثل سلع المستهلك وتغليف سلع النقل والمنسوجات والمنتجات الإلكترونية. ولكن هذا يعني أيضًا أن 30 ٪ من النفايات البلاستيكية في أوروبا لا تزال غير مدرجة في نطاق التنظيم ، وخاصة من قطاعات البناء والسيارات والتصنيع والزراعة. لذلك ، لا يزال العالم بعيدًا عن تحقيق الاقتصاد الدائري تمامًا ، وهناك العديد من الفجوات في الإطار التنظيمي الحالي.

في عام 2020 ، تم إعادة تدوير 24 ٪ من النفايات البلاستيكية في الاتحاد الأوروبي ، وتم تحريك الباقي أو حرقه. في حالة العبوة البلاستيكية ، يكون معدل إعادة التدوير أعلى ، بنسبة 30 ٪ ، لأن جميع اللوائح البلاستيكية الحالية للاتحاد الأوروبي تقريبًا تركز على العبوة. ومع ذلك ، فإن معدل إعادة التدوير بنسبة 30 ٪ لا يزال بعيدًا عن الهدف المحدد في توجيهات التغليف والتعبئة والتغليف التي تم تقديمها في عام 2018. والهدف هو الوصول إلى 50 ٪ من إعادة التدوير بحلول 2025 و 55 ٪ بحلول عام 2030

لطالما كان التلوث البلاستيكي أحد التحديات البيئية المهمة التي تواجه العالم اليوم ، مما تسبب في آثار خطيرة على النظم الإيكولوجية البحرية والحياة البرية وصحة الإنسان. وفقًا للإحصائيات ، يتم بيع أكثر من مليون زجاجة من المياه المعدنية المليئة بالبلاستيك أو المشروبات على مستوى العالم كل دقيقة ، ومن المتوقع أن تتضاعف المبيعات مرة أخرى بحلول عام 2030. مشكلة التلوث في المصدر ، الذي اجتذب أبحاثًا مكثفة من قبل العديد من العلماء والعلماء.