روش جدید برای تبدیل پلاستیک‌ها به محصولات ارزشمند
تیمی از محققان دانشگاه Washington State یک روش ساده و کارآمد برای تبدیل پلی‌لاکتیک‌اسید (PLA)، یک پلاستیک زیست‌پایه که در محصولاتی مانند رشته الیاف، ظروف نقره‌جات پلاستیکی و بسته‌بندی مواد غذایی استفاده می‌شود، به رزین باکیفیت بالا ابداع کردند. Yu-Chung Chang، محقق فوق دکتری در دانشکده مهندسی مکانیک و مواد WSU و نویسنده همکار در این کار گفت: "ما راهی پیدا کردیم که بی‌واسطه آن را به چیزی قوی‌تر و بهتر تبدیل کنیم، و امیدواریم که انگیزه مردم را برای نوسازی این مقوله به‌جای صرفاً دورانداختن آن‌ها فراهم کند. ما مواد قوی‌تر را اخیراً مستقیم از زباله‌ها ساختیم. ما معتقدیم که این می‌تواند یک فرصت عالی باشد.
معرفی پلی‌لاکتیک‌اسید
سالانه حدود 300000 تن PLA تولید می‌شود و استفاده از آن به طور چشمگیری در حال افزایش است. اگرچه PLA زیست‌پایه است اما PLA به‌عنوان یک نوع پلاستیک شماره هفت طبقه‌بندی می‌شود، به‌راحتی تجزیه نمی‌شود. می‌تواند به مدت یک سال بدون تخریب در آب‌شور یا شیرین شناور باشد. همچنین به‌ندرت بازیافت می‌شود زیرا مانند بسیاری از پلاستیک‌ها، وقتی ذوب می‌شود و دوباره شکل می‌گیرد، به‌خوبی نسخه اصلی عمل نمی‌کند و از ارزش کم‌تری برخوردار می‌شود. Chang می‌گوید: «این پلیمر زیست‌تخریب‌پذیر و کمپوست‌پذیر است، اما وقتی که به آن نگاه می‌کنید، مشخص می‌شود که برای این که آن در محل دفن زباله‌ای تجزیه شود می‌تواند تا 100 سال طول بکشد». «در واقعیت، هنوز هم آلودگی زیادی ایجاد می‌کند. ما می‌خواهیم تا مطمئن شویم که وقتی تولید PLA در مقیاس میلیون تن را شروع می‌کنیم، خواهیم دانست که چگونه با آن مواجه شویم».
در مطالعه آن‌ها که در مجله Green Chemistry منتشر شد، پژوهش‌گران به رهبری پروفسور Jinwen Zhang در دانشکده مهندسی مکانیک و مواد، درحالی‌که یک روش سریع و بدون کاتالیزور برای بازیافت PLA ایجاد کردند شکستن زنجیره طولانی مولکول‌ها به مونومرهای پایه - بلوک‌های سازنده برای پلاستیک‌های بسیار. کل فرایند شیمیایی می‌تواند در دماهای ملایم در حدود دو روز انجام شود. ماده شیمیایی که آن‌ها برای تجزیه PLA استفاده کردند، آمینو اتانول، نیز ارزان است. Chang گفت: «اگر می‌خواهید که یک قصر لگو به یک ماشین را دوباره بسازید، باید آن را آجر به آجر بشکنید».
«این کاری است که ما انجام دادیم. کیفیت آمینواتانول، PLA را به یک مونومر تقلیل می‌دهد حدومرز ندارد زیرا می‌توانید دوباره آن را به ماده قوی‌تر پلیمریزه کنید." هنگامی که PLA به بلوک‌های ساختمانی اصلی خود تجزیه شد، محققان پلاستیک را بازسازی کردند و نوعی رزین مایع قابل‌اصلاح نوری را ایجاد کردند که معمولاً به‌عنوان "جوهر" چاپ برای چاپگرهای سه‌بعدی استفاده می‌شود. هنگامی که از آن در یک چاپگر سه‌بعدی استفاده شد و به قطعات پلاستیکی تبدیل شد، این محصول خواص مکانیکی و حرارتی برابر یا بهتری نسبت به رزین‌های موجود تجاری نشان داد. درحالی‌که این محققان بر روی PLA برای این مطالعه تمرکز کردند، امیدوارند که این کار را برای پلی‌اتیلن‌ترفتالات (PET) که رایج‌تر از PLA است، ساختار شیمیایی مشابهی دارد و مشکل ضایعات بزرگ‌تری دارد، اعمال کنند. آن‌ها یک پتنت موقت ثبت کرده‌اند و در حال اقدام برای بهینه‌سازی بیش‌تر روند هستند. محققان همچنین به دنبال کاربردهای دیگر برای این روش نوسازی هستند.
منابع و مراجع:
https://www.sciencedaily.com/releases/2022/08/220831095007.htm