بازیافت پلاستیک

دسته: مقالات منتشر شده در 31 فروردين 1401
نوشته شده توسط Admin بازدید: 278

بازیافت پلاستیک

این مقاله به بررسی روش های بازیافت زباله های پلاستیکی پرداخته و یک نمای کلی از مسایل پیش روی دفع پلاستیک ارائه می دهد. همچنین، مقادیر و نوع پلاستیک موجود در زباله ها و اثرات بازیافت بر روی خود مواد پلاستیکی را به اختصار بیان می کند. در ادامه، به بحث در مورد انواع بازیافت می پردازد و اینکه هر کدام چه تأثیری بر محیط زیست دارند.

 

در گذشته، بازیافت در صنعت پلاستیک بعنوان بخشی از فرایند تولید استاندارد انجام می شد. برای مثال، در اکستروژن ضایعات داخلی با مواد بکر مجددآ پردازش می شوند تا بازده تولید مواد نهایی بهبود یابد. فرایند دفن زباله برای زباله های پلاستیکی هم صنعتی و هم پس از مصرف توسط مصرف کننده انجام می شود. با این حال، در توسعه صنعت پلاستیک بایستی درک عمومی از مشکلات ناشی از زباله های پلاستیکی را مد نظر قرار داد و حتی برای تغییر این درک، نسبتآ دیر شده است. در اینجا به بررسی اثرات بازیافت مواد پلاستیکی و روش های مهم در جلوگیری از دفن زباله پرداخته شده است.

 

دامنۀ مشکلات

به نظر می رسد میزان پلاستیک هایی که به جریان زباله ختم می شوند، روز به روز در حال افزایش است. در حال حاضر با توجه به ارزیابی های صورت گرفته در در اروپای غربی، این میزان به این علت که پلاستیک ها مجموعه ای بسیار مفید و پرکاربرد از مواد هستند، سالانه 4 درصد افزایش دارد. پلاستیک ها کاربردهای مختلفی من جمله کالاهای مصرفی، بسته بندی، خودرو سازی و غیره دارند. برای مثال استفاده از پلاستیک در صنعت خودرو به دلیل تلاش برای کاهش مصرف انرژی و سبک وزن بودن خودروها رو به افزایش است. در شکل زیر، توزیع کلی مواد پلاستیکی بکار رفته در صنعت بریتانیا ارائه شده است.

 

شکل 1:

 Uses of plastics within the UK

 

با این حال، پلاستیک به دلیل وزن سبک کاربرد بیشتری داشته و در نتیجه، حجم بیشتری از زباله را به خود اختصاص می دهد. سالانه حدود 3 میلیون تن پلاستیک تولید می شود که 56 درصد از آن مختص به صنایع بسته بندی است. این ارقام ممکن است عجیب باشد زیرا در شکل بالا فقط 35 درصد از پلاستیک در صنعت بسته بندی بکار رفته است که این را می توان نه تنها با در نظر گرفتن نوع محصول، بلکه طول عمر آن نیز تفسیر کرد. طول عمر محصول یک مفهوم مهم در چرخه بازیافت محسوب می شود. برای مثال سپر پلی پروپیلن در خودرو را در نظر بگیرید که ممکن است بیش از 10 سال روی همان خودرو کار کند؛ در مقابل، لفاف پلی اتیلن برای بسته بندی مرغ تازه فقط چند روز عمر دارد و دور انداخته می شود. حتی کیسه خرید سوپرمارکت ممکن است به محض رسیدن به خانه دور انداخته شود. بنابراین، پلاستیک های تولید شده در صنعت بسته بندی معمولآ عمر بسیار کوتاه تری دارند. طول عمر محصول مدت زمان قرار گرفتن در جریان زباله را تحت تأثیر قرار می دهد. با توجه به عمر کوتاه مواد بسته بندی که ذکر شد، تخمین زده شده است که سوپرمارکت ها این کیسه ها را با نرخی بالغ بر 290 کیسه برای هر نفر در سال در بریتانیا به مشتری می دهند. اگرچه این کار منطقی نیست، اما چرا انجام می دهند؟ پاسخ این سؤال در حوزه اقتصادی است. سوپرمارکت ها بر سر مشتریان با یکدیگر رقابت کرده و برای حفظ سهم خود در بازار به مشتریان خدمات متنوع ارائه می دهند. تضاد بین اقتصاد و محیط زیست می تواند مانع بزرگی بر سر راه بازیافت باشد.

 

مواد پلاستیکی

برای درک اینکه چگونه می توان مواد پلاستیکی را به بهترین نحو بازیافت کرد، لازم است بدانیم این ماده چیست و چه خواصی دارد. پلاستیک ها از پلیمرها و مواد افزودنی تشکیل شده اند که درصد پلیمر موجود در یک ماده پلاستیکی می تواند از 100 تا کمتر از 20 درصد متفاوت باشد و در کل، به کاربرد آن بستگی دارد. تنها در ایالات متحده بیش از 18.000 گرید مختلف از مواد پلیمری وجود دارد که آنها را برای مبحث بازیافت می توان به دو دسته تقسیم کرد: ترموپلاستیک ها و ترموست ها. این تمایز به ساختار مولکولی پایه بستگی دارد و مسیر پردازش و حتی مسیر بازیافتی را تحت تأثیر قرار می دهند. به پلاستیکی که برای اولین بار استفاده می شود، ماده بکر گفته می شود. در جئول زیر ترموپلاستیک های متداول و کاربرد آنها بیان شده است.

 

جدول 1:

 Common thermoplastics and their use in packaging

 

ترموپلاستیک ها با حرارت ذوب می شوند و با سرد شدن، حالت جامد می گیرند. این فرایند گرمایش و سرمایش را می توان چندین بار تکرار کرد و بنابراین برای پردازش مجدد یک ماده ترموپلاستیک، ذوب مجدد آن ضروری است. از مقادیر بالایی از پلیمرهای HDPE، LDPE، PP و PS برای ساخت بسیاری از اقلام مصرفی مانند کیسه های خرید و بسته بندی فست فود استفاده می شود؛ PET برای بطری های نوشابه گازدار؛ و PVC برای ساخت کفپوش، کفش و بطری کاربرد دارند. ترموست ها علیرغم اینکه ابتدا با ذوب شدن به روشی مشابه ترموپلاستیک ها پردازش می شوند، نمی توانند مجدد ذوب شوند و به جای ذوب شدن، تبخیر می شوند. این به این دلیل است که آنها از لحاظ شیمیایی در طی فرایندی به نام پخت به هم متصل می شوند. این فرایند یک ساختار شیمیایی بسیار متراکم و شکننده را ایجاد می کند. رزین های اپوکسی (چسب ها و عایق های الکتریکی)، رزین ملامین فرمالدئید (سطوح لمینت مقاوم در برابر حرارت مانند میز آشپزخانه) و فنولیک ها (دسته های مقاوم در برابر حرارت برای تابه، توستر و اتو) نمونه هایی از ترموست هستند. از آنجایی که ترموست ها با ذوب مجدد قابل بازیافت نیستند، پردازش مجدد آنها بسیتر دشوارتر است. با این حال، آنها عمر طولانی تری دارند و در مقادیر کمتری نسبت به مواد ترموپلاستیک استفاده می شوند.

 

در اینجا به برخی از تحقیقات صورت گرفته برای یافتن روش هایی برای بازیافت ترموست ها اشاره شده است. همان طور که قبلا هم گفته شد، پلاستیک ها از پلیمر و مواد افزودنی تشکیل شده اند؛ قبل از اینکه به بررسی عمیق تر بازیافت بپردازیم، لازم است به اختصار در مورد مواد افزودنی و تأثیر آنها بر این فرایند صحبت کنیم. افزودنی های تجاری متعددی برای پلاستیک وجود دارد که بحث کامل در مورد آنها خارج از محدودۀ این مطالعه است. با این حال، در جدول زیر 8 مورد از متداول ترین افزودنی ها بیان شده است.

 

جدول 2:

 Common additives for plastics

 

همچنین می توان درصد بالاتری از آنها را به پلاستیک اضافه کرد. برای مثال، میزان مصرف الیاف شیشه ممکن است بین 80-5 درصد باشد و پلاستیک تولید شده خواص و کاربردهای بسیار متفاوتی داشته باشد. این نوع تطبیق پذیری است که باعث موفقیت پلاستیک ها در بازارهایی شده است که به طور سنتی از موادی با خواص مختلف من جمله شیشه، فلز یا چوب استفاده می کنند. با این حال، این تطبیق پذیری می تواند در بررسی بازیافت نیز چالش برانگیز باشد؛ اگر یک پلیمر واحد را در نظر بگیریم، مقدار قابل توجهی از افزودنی ها و ترکیب آنها وجود دارد.

 

برای رسیدن به مؤثرترین روش بازیافت زباله های پلاستیکی بایستی چند فاکتور را در نظر گرفت. مهم ترین آنها ترکیب زباله است؛ که اگر ترکیب زباله مشخص باشد، می توان به راحتی قابلیت بازیافت مکانیکی را مشخص کرد. اگر بازیافت مکانیکی امکان پذیر نباشد، بازیافت شیمیایی و در نهایت بازیافت انرژی را می توان بعنوان دو جایگزین مناسب در نظر داشت.