بازیافت شیمیایی

بازیافت شیمیایی

فرایندی است که درآن پلیمر به مونومرهای اولیه تبدیل می گردد. در این فرایند نه تنها زنجیرها شکسته می گردد و گاز ,مونومر,الیگومر و اجزای دیگر تولید می شوند بلکه حتی می توان واکنش را به شکلی کنترل کرد تا پلیمرهایی با وزن مولکولی بالاتر تولید گردد یا اصطلاحا درجه پلیمریزاسون را افزایش داد.

نحوه شکستن پلیمرها با هم متفاوت است. راحت ترین نوع پلیمریزاسیون نوع پلیمریزاسیون تراکمی است(پلی استر,پلی آمید,پلی کربنات و پلی یورتان)است. البته برای افزایشی ها (استایرن ها و آکریلاتها) نیز  انجام می شود اما با شرایط سخت تر.

لازم به ذکر است پلی اتیلن ترفتالات یا همان بطری های پت یا فومهای صندلی که ازجنس پلی اورتان می باشند یا ظروف بزرگ روی آبسرد کنها و یا روکش روی استخرها و گلخانه ها که از جنس پلی کربنات می باشند از مثالهای عینی هستند که بوسیله پلمریزاسیون تراکمی ساخته شده اند یعنی هنگام ترکیب مونومرهای اولیه برای تولید پلیمر مربوطه  آب یا دی اکسید کربن یا سایر مواد از آن خارج شده است.
موادی که بوسیله پلیمریزاسیون افزایشی ساخته شده اند نظیر ظروف یکبار مصرف که ازجنس پلی استایرن هستند که بدلیل وجود باند دوگانه در مونومر آنها بوجود آمده است.

در بازیافت شیمیایی پلمریزاسیون های تراکمی پیوند مولکولها در این مواد به شکلی است که بوسیله گرما و فشار در حضور کاتالیست شکسته میشود. (تکنولوژی شکست این پلیمرها هیدرولیز ,گلیکولیز,متانولیز,آمینولیز و غیره )می باشد.

محصولات حاصل از این  واکنش های شیمیایی, مونومرهایی یا الیگومرهایی با درجه خلوص بالا هستند که برای پلیمریزاسیون مجدد فعال می باشند.

جالب است بدانید که پدیده واپلیمریزاسیون علاوه بر پلیمرهای تراکمی در پلیمرهای که از طریق افزایشی مانند استایرن ها یا ظروف یکبار مصرف و ساخته شده اند نیز به نحوه بسیار عالی با دقت بالا انجام می گردد. البته این در اینجا نیز احتیاج به  کاتالیست و کنترل شرایط واکنش می باشد.

در هنگام  جدا شدن مونومرها از زنجیره  پلیمری, یک مخلوط از ترکیبات با وزن مولکولی کوچک تا متوسط تشکیل می گردد. به طور کلی گرفتن محصولات شیمیایی مشخص, از یک مخلوط اقتصادی نیست و بجای آن می توان این مخلوط را بصورت سوخت برای فرایند بنزین استفاده کرد.

ترموست ها سخت ترین نوع پلیمرها هستند که بازیافت شیمیایی روش مناسبی برای آنها  است اما هزینه بر محسوب می شود.
نظیر PU.در حقیقت وجود  اتصال عرضی در این ترکیبات موجب شده تا نسبت به حمله شیمیایی مقاومت نشان می دهند. بنابراین علاوه بر بازیافت شیمیایی پیرولیز یا سوزاندن این مواد نیز پیشنهاد می گردد که از نظر اقتصادی هزینه کمتری نیاز دارد و موفقتر خواهد بود.

بازیافت شیمیایی و افزایش وزن مولکولی یا اصلاح شیمیایی بجای شکست شیمیایی یک روش است که در بازیافت پلاستیکها کمتر استفاده می گردد . این فرایند نیاز به کنترل واکنش ها دارد که در اکسترودرها یا روی پلیمرهای مذاب انجام می شود.
یکی از پلاستیکها که به خوبی با این روش وزن مولکولی آن افزایش می یابد پلی اتیلن ترفتالات است.

واکنش شیمیایی مزایا و معایبی دارد که عبارتند از:

مزایا:

۱ - نیاز کمتری به جداسازی مواد ضایعاتی دارد در حقیقت برخی مواقع پسماندهای کثیف که امکان بازیافت مکانیکی آنها وجود ندارد می تواند به این روش بازیافت شوند.

۲ - برخی اوقات برای مخلوط پسماندهای پلاستیک استفاده می گردد که اجازه می دهد محصولات با ارزش از یک یا چند پلاستیک مختلف در پسماند استخراج گردد.

۳ - بازیافت شیمیایی موجب می شود مونومرها احیا گردند و و به درجه ای از خلوص برسند که مجددا برای تولید پلیمرهایی که حتی مصرف غذایی دارند مصرف شوند.

۴ - محصولات بازیافتی مجددا وارد چرخه تولید می شوند و قابل رقابت با مواد نو می باشند.

۵ - روش بازیافت شیمیایی می تواند برای پلیمرهای ترموست نیز ارزشمند باشد.

۶ - ارزش محصولات حاصل از بازیافت شیمیایی نسبت به پدیده احتراق از نظر اقتصادی بیشتر است.

۷ - به دلیل این که محصولات تولید شده از بازیافت شیمیایی می توانند بدون خالص ساز بیشتر استفاده گردند از نظر اقتصادی یکی از مزیت های مهم این روش محسوب می گردد.

معایب:

۱ - در بازیافت شیمیایی طبیعت مولکول نسبت به بازیافت مکانیکی از بین می رود.

۲ - برای تخریب مولکولی زنجیرها نیازبه اعمال شرایط شدید اسیدی و بازی و دما می باشد یعنی یک طرح ویژه شیمیایی و واحد عملیاتی مورد نیاز است که بتواند مونومرهایی با درجه پلیمریزاسیون ایجاد کند این امر هزینه بر و گران است.

۳ - تصفیه و بازیافت آب و حلال و واکنشگرها نیاز به بازیافت شیمیایی دارد که از این طریق موادی را که به صورت محصولات فرعی نیز ایجاد می شوند نیز حذف می گردند.

۴ - برای کاهش هزینه ها وهمچنین برای اینکه یک واحد شیمیایی از نظر اقتصادی به صرفه باشد باید مقدار زیادی ضایعات پلاستیک را بصورت پیوسته وارد کارخانه کرد.

۵ - مونومرها و الیگومرهای مفید تنها از یک مقدار محدودی از پلیمرها بدست می آید که می تواند تحت واکنشهای انتخابی منجر به واکنشهای انتخابی گردد.

۶ - همانطور که از موارد بالا بدست می آید بازیافت شیمیایی برای پلیمرهایی که مقدار کمی مصرف می شوند و کاربرد خاصی دارند نظیر پلی تترا فلورو اتیلن PTEF)) و رزینهای استال از نظر اقتصادی به این روش به صرفه نیست.

نوشته: فاطمه ارشادی