Forskere banker på problematisk e-affaldsoverskud for at genvinde polymerer af høj kvalitet

Blandet plastik elektronikaffald kan være en værdifuld kilde til genanvendelige polymerer, en ny undersøgelse ledet af forskere fra Illinois Sustainability Technology Center. Teamet har udviklet den første energieffektive og miljøvenlige proces, der adskiller blandede polymerer, så de kan genbruges til nye, plastprodukter af høj kvalitet.

E-affald fra køleskabe, fjernsyn, computere, skærme, mobiltelefoner og videospil er en stadig større byrde for lossepladser og genbrugsindustrien. Selvom dele af disse materialer let kan genanvendes - glas og metaller - er de resterende plastmaterialer en udfordring på grund af deres komplekse blandede polymersammensætning.

"Emner som vandflasker og mælkekander kan let genanvendes, fordi de er lavet af enkeltpolymerer, "sagde ISTC-forsker og studieforfatter B.K. Sharma." Andre plastikgenstande, som etui til mobiltelefoner, for eksempel, er fremstillet af mere komplekse polymerblandinger. De hober sig op på genbrugscentre og ender med at blive forbrændt eller sendt til lossepladser, fordi der ikke er nogen sikre eller effektive midler til at genbruge dem. "

Holdets resultater, offentliggjort i tidsskriftet ACS Bæredygtig kemi og teknik , er de første til at demonstrere en ikke -toksisk, ikke-destruktiv og energieffektiv kemisk opløsningsmiddelproces til genvinding af polymerer fra disse mere komplekse plastblandinger.

"Processen, der bruges til at opløse industrielle polymerer, er ikke så anderledes end at lave hårde slik, "sagde ISTC forskningsingeniør og medforfatter Sriraam Chandrasekaran." Med slik, du opløser sukkerkorn i vand, lad væsken blive mættet med sukker, fordamp vandet og genvind polymeren, som i dette tilfælde er slik. I vores laboratorium, vi bruger plastpolymerer i stedet for sukker, og opløsningsmidlet, vi bruger, er stærkere end vand. "

De mest effektive opløsningsmiddelmetoder, der bruges i dag, involverer et kemikalie kaldet DCM, som frigiver kræftfremkaldende dampe i luften ved forhold ved stuetemperatur. Disse dampe forurener arbejdsområdet og introducerer potentialet for frigivelse i atmosfæren, sagde forskerne.

"Vores proces bruger et opløsningsmiddel kaldet NMP, som kun frigiver dampe ved opvarmning til 180 grader Celsius, langt over den temperatur, der er nødvendig for at opløse polymererne, "Sagde Chandrasekaran.

Et særligt effektivt træk ved den nye proces er evnen til at kondensere det fordampede opløsningsmiddel til genbrug igen og igen. "Formålet med undersøgelser som disse er ikke kun at finde måder at genbruge dette rigelige blandede plastaffald på, men for at gøre det effektivt på en miljømæssigt godartet måde, "Sagde Sharma.

Besparelserne slutter ikke der, sagde forskerne.

Processen efterlader noget resterende polymeraffald. Imidlertid, forskerne kan omdanne disse rester til brugbar fyringsolie ved en termokemisk proces kaldet pyrolyse, yderligere at aflede denne plast fra lossepladser.

"Ideelt set vi vil gerne hugge det trin af og få opløsningsmiddelprocessen til at ende i en fuldstændig genbrug, "Sagde Chandrasekaran.

Teamet har med succes demonstreret denne nye opløsningsmiddelproces med små mængder i laboratorieskalaen, og det har produceret polymerer med sammenlignelig kvalitet til deres modstykker af jomfrueligt materiale.

"De næste trin vil være at køre de genanvendte polymerer gennem en fremstillingsproces og teste for kvalitet, "Sagde Sharma." Hvis det lykkes, vi kan derefter starte et pilotprojekt. "