در دنیای امروز، پایداری محصولات و فرآیندهای تولید در خط مقدم آگاهی مصرف کننده قرار دارد. پلاستیک‌های معمولی، زمانی که بازیافت نمی‌شوند، در نهایت به محل‌های دفن زباله، رودخانه‌ها و اقیانوس‌ها ختم می‌شوند، جایی که باعث ایجاد مشکل می‌شوند. تهدید به زندگی گیاهی و جانوری در این اکوسیستم ها به دلیل عدم وجود یا پیچیدگی در زیست تخریب پذیری آنها.

بیشتر این زباله های پلاستیکی از محصولات یکبار مصرف به دست می آیند. یکی از راه‌های رفع این مشکل آلودگی پلاستیک، بازیافت محصولات پلاستیکی پس از استفاده مصرف‌کننده است. پلاستیک بازیافت شده پس از مصرف به پلاستیک بازیافتی پس از مصرف یا پلاستیک PCR گفته می شود.

فناوری ها و فرآیندهای پردازش پلاستیک پس از مصرف در حال بهبود و کارآمدتر شدن هستند. با این حال، آنها هنوز با چالش هایی روبرو هستند.

پلاستیک بازیافتی پس از مصرف چه چیزی برای ارائه دارد؟ شاید مهم ترین تغییر الگو تغییر از یک مدل اقتصاد خطی به یک مدل اقتصاد دایره ای پایدار است.

در این مقاله با موارد زیر آشنا خواهید شد:

• پلاستیک های PCR چیست؟
• نحوه تولید و استفاده از پلاستیک های PCR در ساخت
• چرا پلاستیک های PCR مهم هستند؟
• چالش ها و آینده پلاستیک های PCR

شکل 1. کدهای بازیافت پلاستیک نشان دهنده انواع مختلف پلاستیک است

پلاستیک PCR چیست؟

هنگامی که یک محصول پلاستیکی حاوی محتوای بازیافتی است، این محتوا ممکن است از یکی از دو منبع منشأ گرفته باشد: زباله های پسا صنعتی یا زباله های پس از مصرف.

مواد پلاستیکی که پس از استفاده توسط مصرف کننده از زباله های پلاستیکی بازیافت می شوند، پلاستیک بازیافتی پس از مصرف (PCR پلاستیک) نامیده می شوند.

پلاستیک PCR با زباله های پلاستیکی صنایعی که برای به حداقل رساندن ضایعات مجدداً در خط تولید مورد استفاده قرار می گیرند متفاوت است – در غیر این صورت به عنوان پلاستیک بازیافتی پسا صنعتی (پلاستیک PIR) شناخته می شود.

پلاستیک‌های بازیافتی پس از مصرف، نه تنها از زباله‌هایی که اخیراً دور ریخته شده‌اند، مانند زباله‌های خانگی، بلکه از اقیانوس‌ها، سواحل، رودخانه‌ها و مکان‌هایی که ممکن است تهدید زیست‌محیطی قابل‌توجهی باشند، جمع‌آوری می‌شوند.

در تولید فعلی محصولات پلاستیکی جدید، پلاستیک PCR اغلب با پلاستیک بکر مخلوط می شود تا خواص مورد نیاز چنین محصولاتی حفظ شود. این به دلیل این واقعیت است که پلاستیک بازیافتی ممکن است از تخریب پلیمر در نتیجه انواع مختلف رنج ببرد آلاینده هایی که در سراسر جریان بازیافت یافت می شوند.

در برخی موارد، مانند بسته بندی مواد غذایی، مقررات ممکن است به طور کلی از استفاده از پلاستیک PCR جلوگیری کند. این به دلیل عدم اطمینان در مورد منابع و ناخالصی های مضر آنها است که ممکن است به غذا مهاجرت کرده و باعث ایجاد مشکلات سلامتی برای مصرف کنندگان شود.

بسته بندی مواد غذایی باید بی اثر باشد و مواد تشکیل دهنده آن را حتی در دمای بالا وارد غذا نکند. مقررات ارگان های دولتی مانند FDA و کمیسیون اروپایی ملاحظات و نگرانی های مربوط به استفاده از پلاستیک PCR به عنوان بسته بندی مواد غذایی را بیان کنید.

به طور کلی، پلاستیک های PCR را می توان تنها برای تعداد محدودی از چرخه ها برای همان عملکرد مورد استفاده مجدد قرار داد، قبل از اینکه بیش از حد تخریب شوند تا نیازهای عملکرد خاص را برآورده کنند. هنگامی که این اتفاق می افتد، آنها را کاهش می دهند تا در روش های دیگری مانند عایق کاری، عرشه، پارچه و فرش مورد استفاده قرار گیرند.

میز 1. طبقه بندی زباله های پلاستیکی [1]

زباله های پلاستیکی
ضایعات قبل از مصرف	ضایعات پس از مصرف
	زباله های جامد شهری (MSW)	ضایعات دیگر
ضایعات تولید	مسکونی	توزیع و صنعت
کالاهای آسیب دیده	صنعتی	خودرو
	تجاری	برق و الکترونیک
	سازمانی	ساخت و ساز و تخریب
		کشاورزی

تولید پلاستیک PCR

تولید پلاستیک های PCR تقریباً مانند بازیافت پلاستیک برای استفاده مجدد به طور کلی انجام می شود. تفاوت عمده در این است که پلاستیک بازیافتی از کجا می آید.

فرآیند بازیافت پلاستیک بسته به همگنی، تمیزی و کیفیت زباله های پلاستیکی جمع آوری شده از چهار روش ممکن پیروی می کند. [3][4]:

• بازیافت اولیه
• بازیافت ثانویه
• بازیافت درجه سوم
• بازیافت چهارتایی

فقط بازیافت ثانویه و ثانویه چیزی را تولید می کند که به عنوان پلاستیک PCR شناخته می شود. بازیافت اولیه باعث استفاده مجدد از زباله های پلاستیکی صنعتی می شود، در حالی که بازیافت چهارتایی پلاستیک را برای بازیابی انرژی و ایجاد نیرو از بین می برد.

بازیافت ثانویه یا مکانیکی

این فرآیند به ترموپلاستیک ها (پلاستیک هایی که می توانند مکرراً ذوب و قالب گیری شوند) محدود می شود. این امر مستلزم تغییر در ساختار مولکولی پلاستیک نیست. در عوض، شامل پردازش مکانیکی پلاستیک پس از طبقه بندی آن بر اساس رنگ، اندازه و شکل است.

پلاستیک به گلوله های پلاستیکی تبدیل می شود که می تواند در تولید محصولات جدید استفاده شود. با این حال، معمولاً کیفیت محصولات ساخته شده از این ماده بازیافتی کاهش می یابد. برای کاهش این مشکل، پلاستیک بکر اغلب با پلاستیک بازیافتی مخلوط می شود.

بازیافت سوم، شیمیایی یا مواد اولیه

این فرآیند شامل پلیمریزاسیون کامل یا جزئی پلاستیک به مونومر یا الیگومر به ترتیب از طریق واکنش های شیمیایی است. سپس مونومرهای به دست آمده را می توان برای تولید پلیمر اصلی یا جدید پلیمریزه کرد.

شرکت هایی مانند Lavergne و Sabic تولید کنندگان پیشرو پلاستیک های PCR مانند پلی فنیل اتر (PPE)، پلی استایرن با ضربه بالا (HIPS) ، پلی کربنات ها (PC)، پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) پلی اتیلن ترفتالات (PET)، اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS) و مخلوط های پلیمری که حاوی محتوای پلاستیک PCR بالایی هستند.

شرکت‌های بازیافت برنامه‌هایی ایجاد می‌کنند که مشتریان خود را تشویق می‌کنند تا زباله‌های پلاستیکی را دسته‌بندی و بازگردانند. آنها روابط بلندمدت با سایر تامین کنندگانی که مواد اولیه با کیفیت بالا به آنها عرضه می کنند، حفظ می کنند. برخی از فرآیندهای آنها انحصاری هستند، اما معمولاً از همان رویه کلی که در بالا ذکر شد پیروی می کنند.

اهمیت پلاستیک PCR

بازیافت زباله های صنعتی به طور قابل توجهی آسان تر است زیرا مستلزم استفاده مجدد از مواد باقی مانده از فرآیند تولید است. اگر چه زمانی که پلاستیک مورد نظر پلاستیک گرما سخت باشد، بازیافت پیچیده‌تر می‌شود، اما تولید بیشتر می‌شود بهره وری می تواند تولید زباله را به شدت کاهش دهد و استفاده مجدد از آن را تا حد امکان یکپارچه کند.

بنابراین، از نظر زیست‌محیطی، فضای زیادی برای بهبود این جریان زباله‌های پلاستیکی وجود ندارد، زیرا در حال حاضر به نفع تولیدکنندگان است که ضایعات را به حداقل برسانند.

اکثر پلاستیک ها برای بسته بندی استفاده می شوند و تا حد زیادی به طور نامناسب دور ریخته می شوند که احتمال آلودگی آنها را به شدت افزایش می دهد. به همین دلیل، بازیافت پلاستیک از منابع پس از مصرف، نسبتاً پیچیده و گران است. با توجه به اینکه این جریان زباله بزرگترین و مشکل سازترین است، یافتن راهی برای استفاده مجدد از این زباله ها نویدبخش مزایای زیست محیطی بزرگی مانند کاهش پتانسیل گرمایش جهانی (GWP) و تقاضای انرژی تجمعی (CED).

یک مطالعه موردی با مقایسه اثرات زیست محیطی دو رزین Valox iQ و Lexan EXL 8414 (که به ترتیب حاوی 60٪ پلی اتیلن ترفتالات PCR و 50٪ پلی کربنات PCR هستند)، در برابر همتایان بدون تقلب آنها، کاهش قابل توجهی GWP و CED را نشان داد.

رزین Valox iQ دارای پتانسیل کاهش 46-49٪ در GWP و 54-57٪ کاهش در CED است، در حالی که Lexan EXL 8414 دارای پتانسیل کاهش 7-36٪ در GWP و 10-45٪ کاهش در CED است. مقدار پلی کربنات PCR موجود در آن [2].

استفاده از پلاستیک PCR می‌تواند هم میزان زباله‌هایی را که محیط را آلوده می‌کند و هم زباله‌هایی را که در حال حاضر رایج هستند کاهش دهد.

مزایای زیست محیطی استفاده از پلاستیک PCR را می توان به شرح زیر خلاصه کرد:

• آلودگی پلاستیکی کمتر و تأثیر مثبت مستقیم بر پاکسازی اقیانوس ها
• وابستگی کمتر به منابع فسیلی
• کاهش انتشار گازهای گلخانه ای
• مصرف آب، انرژی و منابع کمتر
• پلاستیک کمتری که به محل دفن زباله می رود
• کمک به پایداری و اقتصاد دایره ای

شکل 2. بطری های پلاستیکی دور ریخته شده برای بازیافت روی هم چیده شده اند

چالش ها و روندهای آینده پلاستیک های PCR

با توجه به روند فعلی تولید پلاستیک که نسبتاً ناپایدار تلقی می شود، پلاستیک PCR می تواند راه رو به جلو باشد. مواد خام مورد نیاز برای پلاستیک های PCR مانند نمونه های باکره خود از فرآورده های نفتی استخراج نمی شوند و پس از دور ریختن بی ارزش تلقی می شوند. زمانی است که آنها به درستی دسته بندی می شوند که شروع به ارزش می کنند.

بر خلاف پلاستیک بکر، پلاستیک PCR دارای ثبات قیمتی است زیرا اکثر مواد زائد در معرض نوسان قیمت نفت نیستند.

اگرچه تلاش‌هایی که برای تهیه، دسته‌بندی و تمیز کردن زباله‌های پلاستیکی از تعداد بی‌شمار شکل، اندازه و رنگ انجام می‌شود، گران است، اما فناوری‌هایی وجود دارند که بخش‌هایی از این فرآیند را خودکار می‌کنند و آن را ارزان‌تر می‌کنند.

به طور کلی، محصولات ساخته شده از پلاستیک PCR به دلیل ناهمگنی اجتناب ناپذیر در پلاستیک زباله، اغلب کیفیتی مشابه محصولات ساخته شده از پلاستیک بکر ندارند. با این حال، فناوری‌های جدید شرکت‌هایی مانند Lavergne به تولید محصولات پلاستیکی با کیفیت بالا و ۱۰۰٪ PCR کمک می‌کنند.

در حال حاضر، آگاهی عمومی یک انگیزه قوی است زیرا بسیاری از مصرف کنندگان ترجیح می دهند از محصولات سازگار با محیط زیست استفاده کنند. تولیدکنندگان بر این اساس برای ارضای این منافع عمومی حرکت می کنند. قوانین، مقررات و اجرای صحیح آنها برای ادامه دادن به تولیدکنندگان برای استفاده از پلاستیک PCR مورد نیاز است. در مجموع، هنوز مراحل اولیه سفر PCR است، اما مطمئناً در مسیر درستی حرکت می کنیم.

اگر از خواندن این مقاله لذت بردید، می توانید مطالب مرتبط بیشتری را در اینجا بخوانید:

[1] محمود، س.، خلیق، ع.، و رنجها، س (2010). استفاده از ضایعات پلاستیکی پس از مصرف برای تولید کامپوزیت های چوب پلاستیک: بررسی در مجموعه مقالات ونیز، سومین سمپوزیوم بین المللی انرژی از زیست توده و زباله ونیز، ایتالیا.

[2] آنجو باروث، سریپاداراج کارنام، رابرت مک‌کی. “مزایای زیست محیطی استفاده از PET/PC بازیافت شده پس از مصرف کننده به عنوان ذخایر خوراک در رزین های ترموپلاستیک مهندسی ساخت.”

[3] گریگور، من (2017). روش های بازیافت، خواص و کاربردهای پلیمرهای ترموپلاستیک بازیافتی بازیافت، 2 (4)، 24.

[4] برمز، آ.، باینز، جی.، و دیویل، آر. (2012). بازیافت و بازیابی زباله های جامد پلاستیکی پس از مصرف در یک زمینه اروپایی علوم حرارتی، 16 (3)، 669-685.