Geri dönüşüm, atık malzemeleri yeni ürünlere dönüştürme işlemidir. Bu, doğal kaynakların korunmasına yardımcı olur ve düzenli depolama alanlarına gönderilen atık miktarını azaltır. Atığın çevresel etkisini azaltmanın ve sürdürülebilirliği desteklemenin basit ve etkili bir yoludur.
PVC veya polivinil klorür, Amerika Birleşik Devletleri’nde ve dünya çapında yaygın olarak kullanılan ve en yüksek üçüncü sırada yer alan bir plastiktir. dünya çapında hacim olarak.
Torbalar, kan torbaları ve maskeler gibi hastane ekipmanlarının yanı sıra sıhhi tesisat boruları da dahil olmak üzere çeşitli günlük ürünlerde bulunabilir. PVC ayrıca pencere çerçeveleri, konut kaplaması, dış cephe kaplaması ve döşeme gibi inşaat malzemelerinde de kullanılır. Ayrıca elektrik kablolarının kaplanmasında ve duş perdeleri, çadırlar, muşambalar ve giysiler gibi çeşitli öğelerde kullanılır.
Ayrıca Amerika Birleşik Devletleri’nde yüzde sıfır geri dönüşüm oranına sahiptir.
{6 }Şimdi, çalışmanın ilk yazarı Danielle Fagnani ve baş araştırmacı Anne McNeil liderliğindeki Michigan Üniversitesi araştırmacıları, PVC’yi kimyasal olarak kullanılabilir malzemeye dönüştürmenin bir yolunu keşfettiler. Çalışmanın en tesadüfi kısmı? Araştırmacılar, PVC’nin en zararlı bileşenlerinden biri olan plastikleştiricilerdeki ftalatları kimyasal reaksiyon için aracı olarak kullanmanın bir yolunu buldular. Sonuçları Nature Chemistry dergisinde yayınlandı.
“PVC, kimsenin uğraşmak istemediği bir plastik türüdür çünkü kendine özgü sorunları vardır,” dedi Fagnani. UM Kimya Bölümü’nde doktora sonrası araştırmacı. “PVC genellikle, geri dönüşüm akışındaki her şeyi kirleten ve genellikle çok zehirli olan çok sayıda plastikleştirici içerir. Ayrıca biraz ısı ile gerçekten hızlı bir şekilde hidroklorik asit salar.”
Plastik tipik olarak eritilerek ve mekanik geri dönüşüm adı verilen bir süreçte daha düşük kaliteli malzemelere dönüştürülerek geri dönüştürülür. Ancak PVC’ye ısı uygulandığında, plastikleştiriciler adı verilen birincil bileşenlerinden biri malzemeden çok kolay bir şekilde sızar, diyor McNeil.
Bunlar daha sonra geri dönüşüm akışında diğer plastiklere karışabilirler. Ek olarak, hidroklorik asit ısı ile PVC’den kolayca salınır. Geri dönüşüm ekipmanını aşındırabilir ve ciltte ve gözlerde kimyasal yanıklara neden olabilir; bu, bir geri dönüşüm tesisinde çalışanlar için ideal değildir.
Üstelik, yaygın bir plastikleştirici olan ftalatlar, son derece zehirli endokrin bozuculardır, yani insanlar da dahil olmak üzere memelilerde tiroid hormonu, büyüme hormonları ve üreme ile ilgili hormonlara müdahale eder.
Böylece, ısı gerektirmeyen PVC’yi geri dönüştürmenin bir yolunu bulmak için Fagnani elektrokimyayı keşfetmeye başladı. Yol boyunca o ve ekibi, geri dönüşümün en büyük zorluklarından biri olan plastikleştiricinin PVC’yi parçalama yönteminde kullanılabileceğini keşfettiler. Aslında, plastikleştirici, yöntemin verimliliğini artırır ve elektrokimyasal yöntem, hidroklorik asitle ilgili sorunu çözer.
“Hâlâ hidroklorik asit saldığını, ancak bunun çok daha yavaş, daha kontrollü bir hızda olduğunu bulduk. ,” dedi Fagnani.
PVC, tekli karbon-karbon bağlarından oluşan hidrokarbon omurgaya sahip bir polimerdir, diyor Fagnani. Diğer her karbon grubuna bağlı bir klor grubudur. Isı aktivasyonu altında, hidroklorik asit hızla fırlayarak polimerin omurgası boyunca bir karbon-karbon çift bağına neden olur.
Ancak araştırma ekibi bunun yerine sisteme bir elektron vermek için elektrokimya kullanır ve bu da sistemin negatif bir yük. Bu, karbon-klorür bağını kırar ve negatif yüklü bir klorür iyonu ile sonuçlanır. Araştırmacılar elektrokimya kullandığından, elektronların sisteme verilme hızını ölçebilirler; bu da hidroklorik asidin ne kadar hızlı üretildiğini kontrol eder.
Asit daha sonra endüstriler tarafından diğer kimyasallar için reaktif olarak kullanılabilir. reaksiyonlar. Klorür iyonları, aren adı verilen küçük molekülleri klorlamak için de kullanılabilir. Bu arenler farmasötik ve tarımsal bileşenlerde kullanılabilir. McNeil’in grubun hala bir kullanım aradığını söylediği polimerden geriye kalan malzeme var. Fagnani, çalışmanın bilim adamlarının diğer zor malzemeleri kimyasal olarak geri dönüştürme konusunda nasıl düşünebileceklerini gösterdiğini söylüyor.
“Plastik formülasyonlarındaki katkı maddeleri konusunda stratejik davranalım. Kullanım sırasında ve kullanım sonunda katkı maddelerinin perspektifinden düşünelim,” diyor, şu anda çamaşır deterjanları, güneş kremleri gibi tüketim mallarına biyolojik olarak parçalanabilen özel katkı maddeleri yapmaya odaklanmış bir şirket olan Ashland’da araştırma bilimcisi olan Fagnani. ve şampuanlar. “Mevcut grup üyeleri, bu sürecin verimliliğini daha da artırmaya çalışıyor.”
McNeil’in laboratuvarının odak noktası, farklı plastik türlerini kimyasal olarak geri dönüştürmenin yollarını geliştirmek olmuştur. Plastikleri bileşenlerine ayırmak, endüstrinin yeniden üretime dahil edebileceği bozulmamış malzemeler üretebilir.
“Hayatımızı birçok yönden iyileştiren bu harika malzemeleri yaratmak insanlığın başarısızlığıdır, ancak aynı zamanda o kadar dar görüşlü olduk ki, atıklarla ne yapacağımızı düşünmedik,” dedi McNeil. “Amerika Birleşik Devletleri’nde hala %9’luk bir geri dönüşüm oranında takılıp kaldık ve bu sadece birkaç plastik türü. Ve geri dönüştürdüğümüz plastikler için bile, daha düşük ve daha düşük kaliteli polimerlere yol açar. İçecek şişelerimiz bir daha asla içecek şişesi haline gelmez. Bir tekstil veya park bankı haline gelirler ve bu da daha sonra çöplükte biter.”
Referans: “Plastikleştirici aracılı elektro(de)klorinasyon yoluyla kloroarenleri sentezlemek için atık poli(vinil klorür) kullanma”, Danielle E . Fagnani, Dukhan Kim, Sofia I. Camarero, Jose F. Alfaro ve Anne J. McNeil, 14 Kasım 2022, Nature Chemistry.
DOI: 10.1038/s41557-022-01078-w{4 }