16 سپتامبر 2024- راه حل های صنعتی برای انتقال به محصولات پلیمری دایره ای پایدار
دانشگاه فنی شانون در حال انجام ابتکاراتی برای توسعه راه حل های بسته بندی پلاستیکی کم کربن با درجه صنعتی است که در چرخه عمر دایره ای برای رسیدگی به مسئله فزاینده زباله های پلاستیکی عمل می کند.
در پاسخ به چالش جهانی ناشی از زباله‌های پلاستیکی، دانشگاه فناوری شانون (TUS) در حال پیشروی در تحقیقات پیشرفته برای توسعه جایگزین‌های پلیمری پایدار برای مواد غذایی و درجه صنعتی است. هفت مؤسسه تحقیقاتی TUS به رهبری معاون تحقیق، توسعه و نوآوری دکتر لیام براون، با هم کار می کنند تا از تخصص علمی، مشارکت های استراتژیک و تعهد به مسئولیت زیست محیطی برای ایجاد تغییر استفاده کنند.
با اصلاحیه جدید دستورالعمل ضایعات بسته‌بندی و بسته‌بندی اروپا که حداقل 55 درصد از بسته‌بندی‌های پلاستیکی را تا سال 2030 پایدار می‌کند، TUS تلاش‌های خود را برای ارائه جایگزین‌هایی به شرکت‌ها تحت رهبری دکتر مارگارت برنان-فورنت، دانشمند مشهور مواد، مستقر در LIFE Health and Wellbeing Biosciences Research Institute در آتلون تشدید کرده است.
دکتر برنان-فورنت و تیم او در حال پیشروی ابتکاراتی برای نوآوری راه حل های بسته بندی پلاستیکی با درجه کربن پایین از طریق مرکز بین مؤسسه ای برای پایداری پلیمر هستند. این نوآوری‌ها در چرخه‌های حیات دایره‌ای «ساخت، بازسازی و بازسازی» عمل می‌کنند و از پایداری و فرآیندهای احیاکننده مشابه اکوسیستم‌های طبیعی اطمینان می‌دهند. با دنبال کردن یک استراتژی رویایی پرخطر و سود بالا برای پرورش استراتژی «ساخت-بازسازی-بازسازی»، این فرآیند دارای پتانسیل برای کاربردهای تجاری سازی کامل آماده برای تولید در سطح صنعتی است.
کلیدی در میان ابتکارات TUS، پروژه EcoPlastiC است که تحت حمایت شورای نوآوری اروپا بسیار رقابتی تامین می شود. پروژه EcoPlastiC TUS با همکاری نزدیک با مصرف‌کنندگان، صنعت، شرکای بین‌المللی و سیاست‌گذاران، فناوری‌هایی را برای تسهیل جداسازی کامل مصرف پلاستیک‌های آلاینده از استخراج فعلی سوخت‌های فسیلی توسعه داده و در عوض امکان ورود به حلقه‌های احیاکننده دائمی را فراهم می‌کند. استفاده از تخمیر و پردازش جریان زباله پیشرفته، پلاستیک‌های دایره‌ای زیست تخریب‌پذیر و محلول‌های پلاستیکی با عملکرد بالا برای بخش بسته‌بندی مواد غذایی پایدار به‌عنوان جایگزین‌های مستقیم برای پلاستیک‌های آلاینده فعلی مبتنی بر نفت در حال توسعه هستند.
مثالها عبارتند از:
کامپوزیت های لایه ای بسته بندی با مانع O2 بالا با عملکردی معادل EvOH مبتنی بر نفت.
چسب های زیستی برای درزگیرهای بسته بندی کاغذی و پلاستیکی با عملکردی معادل چسب های مصنوعی معمولی.
نمونه‌های اولیه EcoPlastiC TUS برای کارکرد در چرخه‌های زندگی کاملاً دایره‌ای طراحی شده‌اند و می‌توانند به آسانی با استفاده از فناوری جدید پلیمریزاسیون داخلی و به دنبال آن «بازسازی» در حلقه‌های پیوسته، «ساخته نشده» شوند. این محصولات و سایر محصولات در سطح صنعتی اکنون برای توسعه با شرکای شرکتی مشترک در دسترس هستند.
تقویت بیشتر تلاش‌های پایداری پروژه 2.9 میلیون یورویی TUS PerPETual است که توسط صندوق فناوری‌های مخرب شرکت Enterprise Ireland پشتیبانی می‌شود. اکنون می توان پلیمرهای زیستی و پتروپلیسترهای پس از مصرف را از طریق یک سیستم پردازش پلیمریزاسیون اکستروژن راکتیو سبز (Rex) اختصاصی مختل کننده و کم هزینه، «ساخته نشد».
فرآیند رکس دایره‌ای را برای مواد پلیمری روزمره پلی اتیلن ترفتالات (PET) با فرآیندهای بازیافت پیوسته «حلقه بکر به بکر» مناسب برای همه درجات PET ارائه می‌کند، که درجات بکر مورد استفاده در بطری‌ها تا گلدان‌ها، وان‌ها و سینی‌های با عیار پایین را بدون از دست دادن عملکرد پلیمر در بر می‌گیرد.
شکل 2: فرآیند حلقه بکر به باکره PerPETual برای ضایعات PET مخلوط پس از مصرف
این پتانسیل کمک قابل توجهی به توقف کاهش منابع محدود، دفن زباله و سوزاندن زباله های پلاستیکی به جای تبدیل آنها به منابع ارزشمند و نشان دادن اجرای یک مدل پلاستیک دایره ای دارد.
فرآیند رکس را می توان به آسانی در خطوط تولید موجود ادغام کرد تا زباله های PET پس از مصرف را پلیمریزه کند. با تولید اسید ترفتالیک خالص (PTA) و اتیلن گلیکول (EG)، این مونومرهای پیش ساز PET را می توان به آسانی به عنوان PET بکر مجددا پلیمریزه کرد و آن را برای استفاده مجدد در بسته بندی مواد غذایی و فراتر از آن در دسترس قرار داد.
گسترش فناوری Rex آن را برای جریان های PET مخلوط و سایر پترو و پلی استرهای زیستی موثر می کند. این کار باعث باز شدن منابع ضایعات پلاستیکی می شود و آنها را به عنوان مواد اولیه برای پلیمریزاسیون یا تخمیر برای تولید بسته بندی های قابل احیا که در چرخه کار می کنند در دسترس قرار می دهد.
حلقه های TUS فعالانه به دنبال همکاری با شرکت هایی است که برای جریان های خالص و مختلط مبتنی بر PET به چرخه عمر دایره ای نیاز دارند.
تولید احیا کننده نه تنها ردپای اکولوژیکی فرآیندهای تولید را کاهش می دهد، بلکه به دنبال بازسازی و جوان سازی است. در پردازش پلاستیک، این را می توان با استفاده از پلیمریزاسیون مجدد شیمیایی معمول در مورد جریان های مونومر خالص مانند PET یا از طریق تخمیر و پردازش بیوپلیمر (بازسازی) در مورد مواد اولیه مخلوط به دست آورد. پلیمرهای پایدار تولید شده کاملاً با تکنیک‌های پردازش و ساخت پلاستیک مرسوم و پیشرفته، از جمله اکستروژن چند لایه فیلم، اکستروژن فیلم دمنده و قالب‌گیری تزریقی برای ساخت محصولات تجاری برای بخش بسته‌بندی مواد غذایی و بخش های پلاستیک بیشتر سازگار هستند.
برای افزایش پذیرش و جذب فناوری های پایدار، TUS به طور فعال با صنایع زنجیره ارزش پلاستیک درگیر است و شرکت ها را برای دستیابی به چرخش برای محصولات و فرآیندهای خود توانمند می کند.
حمایت از محیط آبی و سبز
تمرکز کلیدی TUS حمایت از فناوری‌های کاربردی است که برای کاهش آلودگی پلاستیکی در آبراه‌ها، دریاها و اقیانوس‌ها توسعه یافته‌اند. TUS با همکاری نزدیک با شرکای خود در منطقه اقیانوس اطلس و پروژه INTERREG PLAST4H2، زباله های دریایی و زباله های پلاستیکی نقشه برداری شده را به محصولات با ارزش از جمله هیدروژن برای انرژی و پلاستیک های سازگار با محیط زیست تبدیل می کند.
پلیمر پایدار
شکل 3: دایره پلاستیکی برای پلاستیک های آلاینده جمع آوری شده دریایی برای حفاظت از اقیانوس و پایداری آینده
فرصت‌های بسته‌بندی پایدار با استفاده از فناوری‌های مخرب TUS بسیار زیاد است. در سال 2022، ارزش بازار جهانی بسته بندی مواد غذایی 357 میلیارد دلار بود و انتظار می رود تا سال 2032 به ارزش بازار 642 میلیارد دلار بازیافت در اتحادیه اروپا به صورت حلقه بسته. برسد.
فناوری‌های نوین احیاکننده در TUS برای تکمیل چرخه عمر پلیمرها برای تقریباً هر ماده پلاستیکی، از جمله بسته‌بندی چند لایه و فیلم‌های انعطاف‌پذیر که تا به امروز نمی‌توان آنها را مقرون به صرفه بازیافت کرد، آماده شده است. هدف آنها تعیین کارآمدترین مسیر برای تجاری‌سازی، با تمرکز بر شکل‌گیری و مشارکت‌های آتی است.
دکتر مارگارت برنان-فورنت از TUS توضیح داد: “تخصص چندین دهه ما در تحقیقات پلیمری و تعهد به شیوه های دایره ای، ما را به طور منحصر به فردی برای پاسخگویی به تقاضاهای فعلی و آینده برای راه حل های بسته بندی سازگار با محیط زیست از طریق توسعه جایگزین های پلیمری پایدار قرار داده است. فن آوری های احیا کننده ما نه تنها سازگار با محیط زیست هستند، بلکه از نظر تجاری نیز قابل دوام هستند و برای تولید در سطح صنعتی آماده هستند. ما از شرکت‌ها دعوت می‌کنیم تا در توسعه این فناوری‌های دایره‌ای و پایدار برای محصولات بسته‌بندی مواد غذایی پلیمری و پلاستیکی با ما همکاری کنند تا نیازهای آنها را برآورده کنند و از تأثیر مثبت بر محیط زیست و اقتصاد ما اطمینان حاصل کنند.
