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塑料固體廢棄物成功回收

“這是一個(gè)價(jià)值1760億美元的問(wèn)題。”科學(xué)家們說(shuō)，“通過(guò)回收全球所有塑料固體廢棄物，可以實(shí)現節能的潛在目標。”這周發(fā)表在《Science》上的研究介紹了一種新的方法，利用這種方法可以大幅提升塑料固體廢棄物成功回收的數量。
每年，世界上產(chǎn)生的1.5億噸塑料中，大部分最終都被填埋陸地、海洋和其他地方。在美國，只有不到9%的塑料被回收利用，而在歐洲這一比例上升到約30%。
研究人員發(fā)現了一種新方法可以顯著(zhù)地提高可回收塑料垃圾的數量。這意味著(zhù)在開(kāi)發(fā)易回收塑料的同時(shí)要找到更有效地回收利用現有塑料的方法。這些辦法的范圍可包括在一個(gè)廢物循環(huán)中將不同種類(lèi)的塑料一起回收，避免昂貴和費時(shí)的分類(lèi)過(guò)程，以及用更節能的方式分解塑料。
最近的研究指出，化學(xué)回收方法的方向是降低能源要求，混合塑料廢料的相容化，避免分選的需要，并將回收技術(shù)擴展到傳統上不可再生的聚合物。”這篇文章作者是化學(xué)和分子工程副教授梅根·L·羅伯遜(Megan L. Robertson)和IBM Almaden研究中心的聚合物化學(xué)家珍妮特·加西亞(Jeannette M. Garcia)。
改進(jìn)現有塑料材料的回收方法是一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)先事項。羅伯遜說(shuō)：“新材料進(jìn)入市場(chǎng)的速度很慢，因此最大的影響在于開(kāi)發(fā)更有效的方法，回收現今大量生產(chǎn)的塑料。另一方面，研究的推進(jìn)可以為將來(lái)生產(chǎn)更容易回收的材料鋪平道路。”其中一個(gè)例子是稱(chēng)為熱固性聚合物的類(lèi)別
這種聚合物不能被熔解后用于重復利用，用傳統方法進(jìn)行回收便成了泡影。羅伯遜的實(shí)驗室開(kāi)發(fā)了針對熱固性塑料的生物再生組分，用植物油或其他植物材料制成的碳氫基聚合物取代了這些物質(zhì)。這為新材料的回收選擇提供了新的可能，如堆肥或材料的化學(xué)回收，這是一個(gè)巨大的飛躍。
這一觀(guān)點(diǎn)是《科學(xué)》雜志發(fā)表的一系列文章的一部分，這一系列文章的目的是探討聚合物影響環(huán)境的有關(guān)問(wèn)題，包括其來(lái)源(石油與生物資源)、再循環(huán)方面的進(jìn)展和可生物降解聚合物。
羅伯遜和加西亞指出了三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：
1、塑料必須在經(jīng)過(guò)分類(lèi)后才能回收，這增加了工作量和費用。塑料，或聚合物是由大分子組成的，所以大多數相似的分子材料在加熱時(shí)不混合，這與油和水的相互作用類(lèi)似。研究的重點(diǎn)是尋找能夠促進(jìn)不同類(lèi)型塑料混合的物質(zhì)，即增容劑，使它們能夠一起被回收利用。找到一種適用于所有聚合物的相容劑是理想化的，但羅伯遜說(shuō)目前的技術(shù)要求每一種塑料混合物都有量身定制的方法。
化學(xué)回收涉及使用催化劑分解塑料來(lái)得到小分子的產(chǎn)品。研究人員說(shuō)：“高能源成本阻礙了這一過(guò)程。研發(fā)效率更高的催化劑工作正在進(jìn)行。
2、目前回收的塑料大部分是由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)和聚乙烯(生產(chǎn)量最大的塑料)組成的。PET是大多數制造水瓶過(guò)程中的成分。將回收技術(shù)擴展到PET和聚乙烯以外的其他塑料是一個(gè)正在進(jìn)行的研究領(lǐng)域。
3、更具有挑戰性的是開(kāi)發(fā)不通過(guò)高溫熔融處理便可以回收聚合物的方法，例如熱固性塑料和彈性體(橡膠材料)。研究人員說(shuō)，對于任何潛在的解決方案，關(guān)鍵是材料的性能不受影響，以使其更容易回收利用。對塑料進(jìn)行多次使用和循環(huán)使用而不會(huì )喪失性能是研究的一個(gè)公開(kāi)挑戰。
研究人員寫(xiě)道：“提高塑料回收利用，超過(guò)目前水平有許多潛在的社會(huì )優(yōu)勢，如減少溫室氣體排放、避免廢棄物在環(huán)境中堆積、減少對有限石油資源的依賴(lài)，以及回收塑料固體廢棄物的經(jīng)濟價(jià)值。”
他們說(shuō)一些初創(chuàng )公司針對廢聚苯乙烯的化學(xué)回收方法進(jìn)行了擴展或者開(kāi)發(fā)分揀過(guò)程，分離材料達到純化材料的目的。他們寫(xiě)道，這項研究和其他研究“希望在不久的將來(lái)，塑料的回收率將比今天高得多。”

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