Чтобы сделать переработку смешанных и неподдающихся сортировке полиэфиров возможной, достаточно просто нагреть их.
Проблема смешанных отходов
Исследователи разработали новый метод, который позволяет расщеплять сложные отходы из полиэфира, такие как волокна и текстиль, на блоки, пригодные для повторного использования, без предварительной сортировки.
Эти блоки затем можно переполимеризовать в высококачественный пластик, способствуя созданию циклической экономики полиэфира.
«Глядя в будущее, наше открытие… предполагает, что смешивание, а не сортировка, которая часто бывает дорогостоящей или невозможной, может стать выходом из положения», — пишут авторы исследования, опубликованного в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Новый подход
Метод включает дополнительный этап «энзиматической деполимеризации» — экологически чистой технологии, которая использует ферменты, водные среды и мягкие условия для расщепления полиэфиров.
Энзиматическая деполимеризация оказалась полезной для промышленного масштаба переработки легко сортируемых и несложных отходов полиэтилентерефталата (ПЭТ), таких как бутылки из ПЭТ. Однако она не работала для неподдающихся сортировке смешанных отходов, таких как волокна и текстиль из ПЭТ или другие распространённые полиэфиры, например, полибутилентерефталат (ПБТ).
Исследователи во Франции обнаружили, что простой этап плавления может решить эту проблему.
Новый метод использует катализаторы, которые применяются в процессе производства полиэфира и остаются в отходах в виде остатков. При нагревании до 270 °C остаточный катализатор в отходах остаётся активным и превращает смесь различных полиэфирных отходов в «трансэфирные случайные сополимеры».
Эти сополимеры затем можно расщеплять с помощью энзиматической деполимеризации для получения строительных блоков из полиэфира, пригодных для изготовления новых пластиковых изделий.
Увеличение времени смешивания и добавление эпоксидного сшивающего агента повысили эффективность метода до выхода продукции в 90%.
«Мы показали, что можно деполимеризовать особенно быстрокристаллизующиеся, неподдающиеся сортировке отходы, состоящие из смеси различных полиэфиров, таких как текстиль из разных или композитных волокон, или смеси волокон, используемых для наполнения курток или мебели», — пишут авторы.
«Это открытие актуально в контексте современного использования смесовых полиэфирных волокон для обеспечения комфорта, долговечности и производительности, с одной стороны, и использования переработанных текстильных волокон в качестве наполнителей — с другой».