8 اکتبر 2022 -AddThis Sharing Buttons -پیوندهای پلی اتیلن / آزمایشگاه ملی لارنس برکلی
کیسه ها و ظروف پلاستیکی بدنام را می توان در نهایت به لطف تکنیک جدیدی برای بازیافت کیسه های پلی اتیلن و بسته بندی مواد غذایی به مواد اولیه با ارزش برای پلاستیک ها و مواد شیمیایی با ارزش بالا تبدیل کرد.
پلاستیک های پلی اتیلن برای ساخت کیسه های پلاستیکی، بطری های شامپو و بسیاری از محصولاتی که بازیافت آن ها بسیار دشوار است، استفاده می شود. در واقع، در حال حاضر تنها 14 درصد از تمام پلاستیک های پلی اتیلن قابل بازیافت هستند – و فقط برای محصولات خاصی مانند مبلمان باغ.
آنها حدود یک سوم کل بازار پلاستیک در سرتاسر جهان را تشکیل می دهند – که همگی با استفاده از مقادیر زیادی سوخت فسیلی تولید می شوند.اما این ممکن است به لطف دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا، برکلی در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی در حال تغییر باشد.
آنها راهی برای شکستن پلیمرهای محکم به مولکول سه کربنه به نام پروپیلن پیدا کرده اند – مولکولی با ارزش که می توان از آن برای ساخت پلاستیک های جدید از جمله پلی پروپیلن استفاده کرد که در طناب، ریسمان، نوار، فرش، اثاثه یا لوازم داخلی، لباس و تجهیزات کمپینگ استفاده می شود.
این کشف به آنها اجازه می دهد تا این کار را با حداقل سوخت های فسیلی انجام دهند.
جان هارتویگ، رئیس بخش برکلی در شیمی آلی، می‌گوید: «نمی‌توانید یک کیسه پلاستیکی بردارید و سپس یک کیسه پلاستیکی دیگر با همان خواص از آن بسازید. اما اگر بتوانید آن کیسه پلیمری را به مونومرهایش برگردانید، آن را به قطعات کوچک بشکنید و دوباره پلیمریزه کنید، سپس به جای بیرون کشیدن کربن بیشتر از زمین، از آن به عنوان منبع کربن برای ساختن چیزهای دیگر استفاده می کنید – برای مثال، پلی پروپیلن.”
پلی اتیلن توسط پیوندهای کربن-کربن غیرفعال غیرمعمول به هم متصل می شود که شکستن آنها بسیار سخت است. در آزمایش موفقیت آمیز، هارتویگ و تیمش نمونه هایی از HDPE (پلی اتیلن با چگالی بالا)، پلاستیک مورد استفاده در روی ظروف، پارچ های شیر و بطری های شامپو را با گاز اتیلن و یک کاتالیزور در یک حلال در یک ظرف تحت فشار حل کردند.
محققان پیش‌بینی کردند که این شرایط هیدروژن را از برخی واحدهای مونومر خارج می‌کند. آنها استدلال کردند که چنین امری از دست دادن هیدروژن به نوبه خود باعث می شود یک سری واکنش بین پلیمر هیدروژنه و اتیلن در حضور کاتالیزورهای اضافی برای تولید پروپیلن انجام شود.
هارتویگ: «از اینکه آنقدر خوب کار می‌کرد بسیار شوکه شدم.
در کمال تعجب محققان، اگرچه هیدروژن تنها از 1.9 درصد واحدهای مونومر حذف شد، 87 درصد از اتم‌های کربن موجود در زنجیره پلیمری HDPE با اتیلن واکنش داده و در عرض 18 ساعت به پروپیلن تبدیل شد. این بدان معنی است که هر مونومر دیگری در زنجیره ای از 1000 واحد مونومر به گاز پروپیلن تبدیل می شود – به عبارت دیگر، پلیمری باقی نمانده است.
این تیم در ژورنال Science گزارش می دهد که این شکل از چرخه بالا می تواند محصولاتی با ارزش تولید کند، تقاضای بالای پروپیلن را برآورده کند، به محصولات زائد هدف جدیدی بدهد و استفاده از سوخت های فسیلی را کاهش دهد.
هارتویگ گفت که اگرچه این تکنیک هنوز برای استقرار در مقیاس صنعتی آماده نیست، اما یافته های آنها با حمایت وزارت انرژی ایالات متحده، پیامدهای مهمی برای بازیافت پلاستیک پلی اتیلن در روان کننده های صنعتی و سوخت جت نیز دارد.
در آزمایش‌های آینده، او و تیمش قصد دارند قابلیت تجاری این تکنیک را با کاتالیزورهای قابل بازیافت بهبود بخشند. آنها همچنین مایلند از این کار برای ایجاد زمینه ای برای طراحی انواع جدیدی از پلاستیک های قابل بازیافت شیمیایی استفاده کنند.
