Usuwanie niebezpiecznych chemikaliów jako sposób na zwiększenie skali recyklingu tworzyw sztucznych
Polichlorek winylu (PCW) jest powszechnie produkowanym polimerem syntetycznym, znajdującym zastosowanie w różnych produktach, od odzieży po materiały budowlane. „Kluczową zaletą PCW jest jego trwałość i odporność na wodę oraz rozpuszczalniki”, wyjaśnia koordynator projektu REMADYL Laurens Delva z belgijskiej firmy Centexbel. „Dzięki temu dobrze nadaje się on do wymagających zastosowań”. Mimo intensyfikacji działań związanych z recyklingiem takich materiałów główną przeszkodę stanowi to, że materiały PCW czasami zawierają tak zwane starsze dodatki. „Kiedy te substancje były używane, często kilkadziesiąt lat temu, nie uważano ich za niebezpieczne”, mówi Delva. „Obecnie często uznaje się je jednak za problematyczne. Na przykład część ftalanów, które były dodawane w celu uelastycznienia PCW, została uznana za stwarzające zagrożenie dla zdrowia”. Czasami do sztywnych materiałów z PCW dodawano związki ołowiu pełniące funkcję stabilizatorów. Chociaż od 2015 r. są one stopniowo zastępowane i całkowicie wycofywane z materiałów z PCW, niektóre tworzywa PCW o długiej żywotności mogą nadal zawierać ołów.
Innowacje w dziedzinie ekstrakcji chemicznej
Realizacja projektu REMADYL rozpoczęła się z wieloma ambitnymi założeniami. Jedno z nich dotyczyło znalezienia sposobów ekstrakcji ftalanów i ołowiu z wycofanego z eksploatacji PCW w celu zwiększenia wskaźników recyklingu. „Zastosowaliśmy tu trzy podejścia”, mówi Delva. „Dodaliśmy substancję chemiczną usuwającą zanieczyszczenia podczas fazy topienia zużytego plastiku. Działa ona poprzez wychwytywanie ołowiu, który następnie można odfiltrować”. Zespół wykorzystał także dwutlenek węgla w stanie nadkrytycznym do usuwania ftalanów. Technika ta jest już stosowana w przemyśle farmaceutycznym i spożywczym w celu zwalczania nieprzyjemnych zapachów lub ekstrakcji kofeiny. Wreszcie, zespół przeanalizował możliwości zastosowania technologii opartej na rozpuszczalnikach, która pęcznieje plastik i ułatwia usuwanie ołowiu.
Sortowanie, detekcja i recykling
„Oprócz ekstrakcji zbadaliśmy także nowe metody sortowania i detekcji”,- wyjaśnia Delva. „Nie każdy produkt z PWC zawiera niebezpieczne substancje chemiczne. Dlatego chcieliśmy sprawdzić, czy możliwe byłoby wprowadzenie metod detekcji i sortowania na linii produkcyjnej w zakładach recyklingu”. Opracowany w projekcie REMADYL prototyp wykorzystywał spektroskopię do ilościowego określenia zawartości ołowiu w produkcie. Przeprowadzono również badania teoretyczne w celu oceny wykonalności wdrożenia technologii w prawdziwym zakładzie recyklingu. Zespół przyjrzał się także, co można zrobić z usuniętym ołowiem i ftalanami. Zastosował już istniejącą technologię, która zmienia cząsteczki ftalanów w bezpieczne molekuły, umożliwiając w ten sposób ponowne wykorzystanie chemikaliów. Chemikalia usuwające zanieczyszczenia wykorzystano do przekształcania ołowiu znajdującego się w PCW w sole ołowiu, które można było usunąć z matrycy polimerowej. Partner projektu, który prowadzi rafinerię ołowiu, był w stanie przekształcić te sole ołowiu w czysty ołów, który można by potencjalnie stosować w produktach takich jak akumulatory.
Nowe możliwości w dziedzinie recyklingu tworzyw sztucznych
Ważnym osiągnięciem projektu było potwierdzenie wykonalności pionierskich metod. Zdolność do usuwania ftalanów i ołowiu z odpadów PCW otwiera ogromne możliwości w zakresie recyklingu większej ilości materiałów PCW, ale także pozwala ponownie wykorzystywać usuwane związki chemiczne. „Wszystkie te prace zostały przeprowadzone na poziomie badań naukowych”, mówi Delva. „Przeprowadziliśmy jednak także analizy ekonomiczne, aby dowiedzieć się, w jaki sposób metody te można zastosować w skali przemysłowej. Nadal trwają analizy w tym zakresie”. We współpracy z innym projektem finansowanym przez UE, o nazwie CREAToR, zespół projektu REMADYL opublikował niedawno wytyczne polityczne. Określono w nich niektóre z głównych przeszkód w rozwoju gospodarki o obiegu zamkniętym w zakresie tworzyw sztucznych i przedstawiono odpowiednie zalecenia.
Słowa kluczowe
REMADYL, plastik, recykling, PCW, polimer, ftalany
