Plastavfall är ett allt allvarligare miljöproblem. Europa producerar cirka 60 miljoner ton plast varje år, men endast 30% kommer att återvinnas. Av allt plastavfall som genereras kommer 79% så småningom att deponeras eller kastas i den naturliga miljön som avfall. Men när Europa börjar övergå till en cirkulär ekonomi, där material återanvänds i slutet av sin livslängd, snarare än att kastas bort, börjar förbättrad plaståtervinning spela en viktig roll i cirkulär ekonomi.
En serie åtgärder som nyligen antagits av Europeiska kommissionen kommer att bidra till att förbättra plastens hållbarhet.
Enligt utländska medierapporter testas flera nya återvinningstekniker som kan göra att livsmedelsförpackningar för engångsbruk, fiberförstärkta fordonsdelar och madrassskumpolymerer och andra plastprodukter har två liv och blir detsamma som nya.
Plaststrategin, som antogs 2018, syftar till att lösa detta problem genom att ändra design, användning och återvinning av plastprodukter. Ett av de viktigaste målen är att göra 55% av plastförpackningen återvinningsbar 2030. Förpackningar har ett högt miljöavtryck: cirka 40% av plastproduktionen används för förpackningar och kastas vanligtvis efter användning.
Förpackningar är vanligtvis gjorda av flera olika typer av plast, vilket gör återvinning mer utmanande.
Färsk mat som kött och ost har vanligtvis flera lager av skydd, såsom lock, filmer och brickor, som inte är gjorda av samma typ av plast. När man har att göra med olika plaster måste de separeras, för i den traditionella återvinningsprocessen kan de olika plasterna inte blandas väl. Separation är dock tidskrävande och dyrt. Därför kan sådana föremål inte återvinnas eller anses vara omöjliga att återvinnas.
Fiberförstärkta kompositer står inför ett liknande öde. Detta plastbaserade material, förstärkt med glas eller kolfiber, kan användas i en mängd olika interiör- och exteriörkomponenter från bilar, från stötfångare, textilöverdrag till dörrpaneler. Eftersom det är svårt att separera olika material förbränns sådana material vanligtvis i slutet av sin livstid.
Nu kan dock ny återvinningsteknik hjälpa till.
Som en del av multicykelprojektet har Dr. bugnicourt och projektpartners utökat en patenterad process, creasolv, utvecklad av Fraunhofer Institute i München, Tyskland, som gör det möjligt att återfödas flerskiktsförpackningsmaterial och fiberförstärkta kompositer.
Med hjälp av en lösningsmedelsbaserad formulering kan olika typer av plast och fibrer extraheras och lösas i lösningsmedel för att uppnå separationssyftet. Polymeren, de långkedjiga molekylerna som utgör plasten, återvinns sedan i fast form från lösningen och formas sedan till plastpellets och de återvunna fibrerna kan återanvändas.
Hittills, jämfört med de befintliga metoderna, visar denna process bättre utsikter.
I den traditionella mekaniska återvinningsmetoden bryts plast vanligtvis ned under behandlingen, så deras användning är begränsad. Kemisk återvinning är en framväxande teknik som kan göra plast till små molekyler eller monomerer. Även om högkvalitativ plast kan produceras kan denna typ av plast vara energiintensiva produkter. Med återvinningsmetoden för creasolv är kvaliteten på återvunnen plast mycket hög och processen är effektivare.
Nu har teamet genomfört småskaliga experiment med flerskiktsförpackningar och kompositer för att testa processen. Under tiden designar de en storskalig pilotanläggning i Bayern, som startar i juli. Den största utmaningen, säger Dr bugnicourt, är den storskaliga bortskaffandet av plastavfall tillverkat av komplexa plastblandningar.
Medlemmar i teamet utvecklar också ett system för att övervaka sammansättningen av plastavfall och de hoppas kunna automatiskt identifiera typerna av plast och fibrer i produkterna för att optimera återvinningsprocessen baserat på partierna av återvunnet material. Enligt Dr. bugnicourt kunde systemet installeras i befintliga återvinningsanläggningar för att utöka sortimentet av återvunnen plast och specialanläggningar kunde byggas för att hantera industriavfall.
Att förbättra den befintliga återvinningsprocessen kan också minska effekterna av plastavfall som är svårt att återanvända på miljön. Även om vissa vanliga plaster, såsom husdjur som används vid tillverkning av dryckesflaskor, återvinns i stor utsträckning, återvinns plast med mer speciella användningsområden ofta inte i stor utsträckning. Tekniska hinder är en av anledningarna.
Dr. Garcia armingol, chef för energi- och miljögruppen vid Circe Energy Research Center i Spanien, och kollegor visar sätt att förbättra återvinningsgraden för plast som är svår att återvinna som en del av polynspire-projektet. De handlar främst om polyamidplast för kugghjul och krockkuddar, samt flexibla polyuretanskum för madrass- och mattprodukter.
Teamet anser att traditionella återvinningsmetoder kan förbättras för att förbättra kvaliteten på återvunnen plast. För att göra detta arbetar de med två tekniker: att lägga till glas (en nyare plast som är tuff och tuff) och lägga till energi med hög energi." Huvudsyftet med båda teknikerna är att förbättra slitstyrkan och prestandan hos återvunna material så att de kan användas i applikationer med hög efterfrågan," sa Dr Garcia armingol
Andra innovativa tekniker som de utforskar kan förbättra kemisk återvinning, vilket har stor potential för att uppnå en cirkulär ekonomi, eftersom plast kan återvinnas kontinuerligt med bibehållen hög kvalitet.
Men teknikens miljöavtryck kan också minskas. Till exempel kan användningen av mikrovågsugn eller smarta magnetiska material minska den energi som krävs för att generera värme för att uppnå polymerisation. När polymerisation inträffar kombineras de monomerer som produceras genom återvinningsprocessen för att bilda långkedjiga molekyler av plast.
Hittills har teamet testat sådana tekniker i labbet. Nu förbereder de sig på tillverkningsfasen av projektet, vilket kommer att bevisa att sådan teknik är möjlig i semi-industriell skala. För närvarande genomför de återbehandlingens förbehandlings- och reningsstadium.
Nästa steg i projektet är att visa att plasten som tillverkas av sådan teknik är av tillräcklig kvalitet för att ersätta originalmaterialen. Dr. Garcia armingol och kollegor kommer att fokusera på vissa applikationer, till exempel bildelar och madrasser som har strikta kvalitetskrav. Att arbeta nära med industriella partner inom fordonsindustrin, kemikalie- och avfallshanteringsföretag är också nyckeln till antagandet av sådan teknik.
