Forskere taper problematisk e-avfall overskudd for å gjenopprette høy kvalitet polymerer

Anonim

Blandet plastikk elektronikkavfall kan være en verdifull kilde til gjenbrukbare polymerer, en ny studie ledet av Illinois Sustainability Technology Center forskere foreslår. Teamet har utviklet den første energieffektive og miljøvennlige prosessen som skiller blandede polymerer, slik at de kan resirkuleres til nye, høykvalitets plastprodukter.

E-avfall fra kjøleskap, fjernsyn, datamaskiner, skjermer, mobiltelefoner og spillkonsoller er en stadig økende belastning på deponier og resirkuleringsindustrien. Mens deler av disse materialene er lett resirkulerbare - glass og metaller - er gjenværende plast en utfordring på grunn av deres komplekse blandepolymerblanding.

"Elementer som vannflasker og melkekar kan enkelt resirkuleres fordi de er laget av enkeltpolymerer, " sa ISTC-forsker og studerte medforfatter BK Sharma. "Andre plastartikler, som mobiltelefoner, er for eksempel laget av mer komplekse polymerblandinger. De hoper seg opp på resirkuleringssenter og til slutt blir forbrent eller sendt til deponier fordi det ikke er noen sikker eller effektiv måte å gjenvinne dem på."

Lagets funn, publisert i tidsskriftet ACS Sustainable Chemistry & Engineering, er de første som demonstrerer en ikke-toksisk, ikke-destruktiv og energieffektiv kjemisk løsningsmiddelprosess for å gjenvinne polymerer fra disse mer komplekse plastblandingene.

"Prosessen som brukes til å oppløse industrielle polymerer, er ikke så annerledes enn å lage harde candies, " sa ISTCs forskningsingeniør og medforfatter Sriraam Chandrasekaran. "Med godteri oppløses sukkerkorn i vann, la væsken bli mettet med sukker, fordamp vann og gjenvinner polymeren, som i dette tilfellet er candy. I vårt laboratorium bruker vi plastpolymerer istedenfor sukker og løsningsmidlet Vi bruker er sterkere enn vann. "

De mest effektive løsningsmiddelmetodene som brukes i dag innebærer en kjemikalie kalt DCM, som frigjør kreftfremkallende damper i luften ved romtemperaturforhold. Disse damene forurenser arbeidsområdet og introduserer potensialet for utgivelse i atmosfæren, sa forskerne.

"Vår prosess bruker et løsningsmiddel som kalles NMP, som bare vil frigjøre damp når det blir oppvarmet til 180 grader Celsius, langt over temperaturen som trengs for å oppløse polymerene, " sa Chandrasekaran.

Et spesielt effektivt trekk ved den nye prosessen er evnen til å kondensere det fordampede løsningsmiddelet for gjenbruk igjen og igjen. "Målet med studier som disse er ikke bare å finne måter å resirkulere dette rikelige blandet plastavfall, men å gjøre det effektivt på en miljøvennlig måte, " sa Sharma.

Besparelsene slutter ikke der, sa forskerne.

Prosessen etterlater noe gjenværende polymeravfall. Forskerne kan imidlertid konvertere disse restene til brukbar drivstoffolje ved en termokjemisk prosess som kalles pyrolyse, og videre avledes disse plastene fra deponier.

"Ideelt sett ønsker vi å hakke av det og gå løsemiddelprosessen til slutt i en komplett resirkulering, " sa Chandrasekaran.

Teamet har med suksess demonstrert denne nye løsningsmiddelprosessen med små mengder på laboratorieskalaen, og den har produsert polymerer med tilsvarende kvalitet til deres jomfruverdige motstykker.

"De neste trinnene vil være å drive de resirkulerte polymerene gjennom en produksjonsprosess og teste for kvalitet, " sa Sharma. "Hvis vellykket, kan vi da starte et pilotprosjekt."

menu
menu