Elektronisch afval van gemengd plastic kan een waardevolle bron zijn van herbruikbare polymeren, suggereert een nieuwe studie onder leiding van wetenschappers van het Illinois Sustainability Technology Center. Het team heeft het eerste energie-efficiënte en milieuvriendelijke proces ontwikkeld dat gemengde polymeren scheidt zodat ze kunnen worden gerecycled tot nieuwe, hoogwaardige kunststof producten.

E-waste van koelkasten, televisies, computers, monitoren, mobiele telefoons en videogameconsoles vormen een steeds grotere last voor stortplaatsen en de recyclingindustrie. Hoewel delen van deze materialen gemakkelijk recyclebaar zijn - glas en metalen - vormen de resterende kunststoffen een uitdaging vanwege hun complexe gemengde polymeersamenstelling.

"Artikelen zoals waterflessen en melkkannen kunnen gemakkelijk worden gerecycled omdat ze zijn gemaakt van enkelvoudige polymeren, " zei ISTC-onderzoeker en co-auteur B.K. Sharma. "Andere plastic voorwerpen, zoals telefoonhoesjes, bijvoorbeeld, zijn gemaakt van complexere polymeermengsels. Ze stapelen zich op bij recyclingcentra en worden uiteindelijk verbrand of naar stortplaatsen gestuurd omdat er geen veilige of efficiënte manier is om ze te recyclen."

De bevindingen van het team, gepubliceerd in het tijdschrift ACS Duurzame Chemie &Engineering , zijn de eersten die een niet-toxische, niet-destructief en energie-efficiënt chemisch oplosmiddelproces om polymeren terug te winnen uit deze complexere kunststofmengsels.

"Het proces dat wordt gebruikt om industriële polymeren op te lossen is niet zo heel anders dan het maken van harde snoepjes, " zei ISTC-onderzoeksingenieur en co-auteur Sriraam Chandrasekaran. "Met snoep, je lost suikerkorrels op in water, laat de vloeistof verzadigd raken met suiker, verdamp het water en win het polymeer terug, wat in dit geval het snoepje is. In ons laboratorium, we gebruiken plastic polymeren in plaats van suiker en het oplosmiddel dat we gebruiken is sterker dan water."

De meest efficiënte oplosmiddelmethoden die tegenwoordig worden gebruikt, hebben betrekking op een chemische stof genaamd DCM, die kankerverwekkende dampen in de lucht afgeeft bij bijna kamertemperatuur. Deze dampen vervuilen de werkruimte en introduceren het potentieel voor lozing in de atmosfeer, aldus de onderzoekers.

"Ons proces gebruikt een oplosmiddel genaamd NMP, die pas dampen afgeeft bij verhitting tot 180 graden Celsius, ver boven de temperatuur die nodig is om de polymeren op te lossen, ' zei Chandrasekaran.

Een bijzonder efficiënt kenmerk van het nieuwe proces is de mogelijkheid om het verdampte oplosmiddel te condenseren voor steeds opnieuw hergebruik. "Het doel van dit soort onderzoeken is niet alleen manieren te vinden om dit overvloedige afval van gemengd plastic te recyclen, maar om dit op een milieuvriendelijke manier efficiënt te doen, ' zei Sharma.

De besparingen eindigen daar niet, aldus de onderzoekers.

Het proces laat wat resterend polymeerafval achter. Echter, de onderzoekers kunnen die restanten omzetten in bruikbare stookolie door een thermochemisch proces genaamd pyrolyse, deze kunststoffen verder weg te leiden van stortplaatsen.

"Ideaal, we willen die stap eraf hakken en het oplosmiddelproces laten eindigen in een volledige recycling, ' zei Chandrasekaran.

Het team heeft dit nieuwe oplosmiddelproces met kleine hoeveelheden op laboratoriumschaal met succes gedemonstreerd. en het heeft polymeren geproduceerd met een vergelijkbare kwaliteit als hun tegenhangers van nieuw materiaal.

"De volgende stappen zullen zijn om de gerecyclede polymeren door een productieproces te laten lopen en te testen op kwaliteit, " zei Sharma. "Als het lukt, dan kunnen we een proefproject starten."