混合塑料回收在技術(shù)上具有挑戰(zhàn)性，因此大多數(shù)消費(fèi)后混合塑料產(chǎn)品都會(huì)被送往垃圾填埋場(chǎng)或焚化爐?，F(xiàn)在，勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們開發(fā)了一種系統(tǒng)，可以回收消費(fèi)后的混合塑料。近日，美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)在技術(shù)雜志《科學(xué)進(jìn)展》上發(fā)表了一篇同行評(píng)議的文章，詳細(xì)介紹了這項(xiàng)研究。

從混合塑料前體中提取的材料應(yīng)該為更廣泛的完全可回收塑料產(chǎn)品鋪平道路，并為汽車等耐用商品提供高效的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

伯克利實(shí)驗(yàn)室分子鑄造廠的工作人員Brett Helms博士說:“我們每年生產(chǎn)出數(shù)量驚人的塑料和含有塑料的產(chǎn)品，但只有一小部分塑料可以被回收并用于制造類似質(zhì)量的產(chǎn)品。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)產(chǎn)品——從食品包裝膜、一次性塑料袋到運(yùn)動(dòng)鞋和電子產(chǎn)品——都是由不同塑料混合物制成的。一旦它們混合在一起，就無(wú)法被回收再利用。”

混合塑料挑戰(zhàn)

伯克利實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們正在用一種名為聚二酮烯胺（PDK）的定制材料來解決這種混合塑料的挑戰(zhàn)。PDK是他們開發(fā)的一種新型塑料，旨在高效并無(wú)限期地回收。他們表示，這將為塑料產(chǎn)品提供一種低碳制造解決方案，不再需要進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)。

在《科學(xué)進(jìn)展》一文中，研究人員描述了這一過程，具體如下。“PDK樹脂在金屬和玻璃存在的情況下被分解為固體，省去了回收商品塑料所需的高成本熔融過濾步驟。在熱控制回收過程的每個(gè)階段，我們從混合-PDK共混樹脂、層壓板或組件中回收特定的單體、添加劑和填料，這些材料與相關(guān)的初級(jí)原料沒有區(qū)別，并且可以在閉環(huán)材料生命周期中重復(fù)使用。”

Helms解釋說:“我們現(xiàn)在知道如何定制PDK塑料，以回收包含多種材料的復(fù)雜產(chǎn)品。以鞋子舉例，紡織品通過粘合劑粘在橡膠上。這些產(chǎn)品中使用的傳統(tǒng)材料不能被回收再利用，因?yàn)樗鼈儾荒鼙华?dú)立解構(gòu)。然而，如果它們是由不同的、特殊設(shè)計(jì)的PDK聚合物制成的，它們可能立馬就被解構(gòu)。”

化學(xué)回收

“回收后的材料是原始單體，”Helms說，“回收使用的是強(qiáng)酸。PDK塑料已被設(shè)計(jì)為在不同的溫度下解構(gòu)，這使得混合塑料回收成為可能。”

鞋類、家具、床墊和汽車內(nèi)飾都是混合塑料產(chǎn)品的例子，如果它們是由PDK制成的，就可以通過這個(gè)方法被回收。

潛在的局限性

Helms說:“該工藝的局限性與其他與PDK結(jié)合的材料在強(qiáng)酸中是否會(huì)降解有關(guān)。我們可以處理大多數(shù)金屬，但可能仍會(huì)有其他材料出現(xiàn)問題。我們測(cè)試了PDK樹脂與金屬、玻璃和其他聚合物的混合材料回收。我們發(fā)現(xiàn)該工藝可以用于回收材料而不會(huì)造成污染。如果有其他材料在酸中快速降解，它們可能會(huì)在未來實(shí)際的回收使用中造成問題。然而，這在現(xiàn)階段還只是假設(shè)。”

Helms稱，伯克利實(shí)驗(yàn)室擁有PDK材料以及制造和回收過程的專利。該專利已獲得兩家公司的商業(yè)化許可。

在工藝成為主流之前，障礙仍然存在

Helms說:“在PDK產(chǎn)品開發(fā)的早期階段，收集和分類PDK產(chǎn)品以進(jìn)行化學(xué)回收，而不是丟棄在垃圾填埋場(chǎng)，這是很重要的。發(fā)展與客戶、品牌和零售商的合作關(guān)系將是執(zhí)行循環(huán)的關(guān)鍵。”

Helms表示:“預(yù)計(jì)在三到五年內(nèi)，我們將看到第一批PDK產(chǎn)品上市。在這之前，要建立合作伙伴關(guān)系，在使用壽命結(jié)束時(shí)收集PDK產(chǎn)品，以便它們可以被回收，這一過程比初級(jí)PDK生產(chǎn)成本更低，碳排放更少。”