Kunststoffen in de wereld

In 2050 zal het gewicht aan plastic afval in de oceanen groter zijn dan het gewicht aan vissen bij elkaar! Deze waarschuwing is opgenomen in een rapport van de Ellen MacArthur Foundation en McKinsey, gepubliceerd ter gelegenheid van het World Economic Forum in Davos in 2016.

Zoals we in het document lezen, was de verhouding tussen tonnen plastic en tonnen vis in de oceaanwateren in 2014 één op vijf. In 2025 zal dat één op de drie zijn, en in 2050 zal er meer plastic afval zijn... Het rapport is gebaseerd op interviews met ruim 180 experts en analyses van ruim tweehonderd andere onderzoeken. De auteurs van het rapport merken op dat slechts 14% van de plastic verpakkingen wordt gerecycled. Voor andere materialen blijven de recyclingpercentages veel hoger: 58% van het papier wordt teruggewonnen en tot 90% van het ijzer en staal wordt teruggewonnen.

1. Wereldproductie van kunststoffen in 1950-2010.

Vanwege het gebruiksgemak en de veelzijdigheid is het, uiteraard, een van de meest populaire materialen ter wereld geworden. Het gebruik ervan is tussen 1950 en 2000 bijna verdubbeld (1) en zal naar verwachting in de komende twintig jaar verdubbelen.

2. Foto uit het Pacifische paradijs van de Tuvalu-archipel

. We vinden het in flessen, folie, raamkozijnen, kleding, koffiemachines, auto's, computers en kooien. Zelfs voetbalgras verbergt synthetische vezels tussen natuurlijke grassprieten. Plastic zakken en zakjes, soms per ongeluk opgegeten door dieren, liggen in bermen en velden (2). Door het gebrek aan alternatieven wordt plastic afval vaak verbrand, waardoor giftige dampen in de atmosfeer vrijkomen. Plastic afval verstopt de afvoer en veroorzaakt overstromingen. Ze voorkomen dat planten uitlopen en regenwater opnemen.

3. Schildpad eet plasticfolie

De kleinste dingen zijn het ergste

Veel onderzoekers wijzen erop dat het gevaarlijkste plastic afval niet de PET-flessen zijn die in de oceaan drijven, of de miljarden plastic zakken die kapot gaan. Het grootste probleem zijn de objecten die we niet echt opmerken. Dit zijn dunne plastic vezels die in de stof van onze kleding zijn geweven. Via tientallen paden, honderden wegen, door riolen, rivieren, zelfs door de atmosfeer dringen ze door in het milieu, in de voedselketens van dieren en mensen. De schadelijkheid van dit soort vervuiling reikt niveau van cellulaire structuren en DNA!

Helaas is de kledingindustrie, die naar schatting zo'n 70 miljard ton van dit soort vezels verwerkt tot 150 miljard kledingstukken, op geen enkele manier echt gereguleerd. Kledingfabrikanten zijn niet onderworpen aan dezelfde strenge beperkingen en controles als fabrikanten van plastic verpakkingen of de eerder genoemde PET-flessen. Er wordt weinig gezegd of geschreven over hun bijdrage aan de plasticvervuiling in de wereld. Er zijn ook geen strikte en vastgestelde procedures voor het weggooien van kleding die is geweven met schadelijke vezels.

Een verwant en niet minder belangrijk probleem is het zogenaamde microporeuze kunststof, dat wil zeggen kleine synthetische deeltjes kleiner dan 5 mm groot. Pellets zijn afkomstig uit vele bronnen: kunststoffen die afbreken in het milieu, bij de productie van kunststoffen of door de slijtage van autobanden tijdens gebruik. Dankzij hun reinigende ondersteuning zijn microplasticdeeltjes zelfs terug te vinden in tandpasta's, douchegels en peelingproducten. Met rioolwater komen ze in rivieren en zeeën terecht. De meeste conventionele afvalwaterzuiveringsinstallaties kunnen deze niet opvangen.

Alarmerende verdwijning van afval

Na een onderzoek dat in 2010-2011 werd uitgevoerd door een zee-expeditie genaamd Malaspina, werd onverwacht ontdekt dat er aanzienlijk minder plastic afval in de oceanen zat dan verwacht. Maandenlang. Wetenschappers rekenden op een vangst die de hoeveelheid plastic in de oceaan op miljoenen tonnen zou schatten. Ondertussen spreekt een onderzoeksrapport dat in 2014 in het tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences verscheen over... 40 duizend. toon. Dat hebben wetenschappers ontdekt 99% van het plastic dat in het oceaanwater zou moeten drijven, ontbreekt!

4. Plastic en dieren

Alles is in orde? Absoluut niet. Wetenschappers vermoeden dat het ontbrekende plastic in de voedselketen van de oceaan terecht is gekomen. Dus: afval wordt massaal opgegeten door vissen en andere mariene organismen. Dit gebeurt na fragmentatie als gevolg van de werking van de zon en golven. De kleine drijvende stukjes vis kunnen dan verward worden met hun voedsel: kleine zeedieren. De effecten van het eten van kleine stukjes plastic en ander contact met plastic zijn nog niet goed bekend, maar het is waarschijnlijk geen goed effect (4).

Volgens conservatieve schattingen gepubliceerd in het tijdschrift Science komt jaarlijks ruim 4,8 miljoen ton plastic afval in de oceanen terecht. Het kan echter 12,7 miljoen ton bereiken. De wetenschappers die deze berekeningen hebben gemaakt, zeggen dat als het gemiddelde van hun schatting ongeveer 8 miljoen ton bedraagt, die hoeveelheid afval 34 eilanden ter grootte van Manhattan met één enkele laag zou bedekken.

De belangrijkste auteurs van deze berekeningen zijn wetenschappers van de Universiteit van Californië, Santa Barbara. In de loop van hun werk werkten ze samen met Amerikaanse federale agentschappen en andere universiteiten. Een interessant feit is dat volgens deze schattingen slechts 6350 tot 245 duizend. Tonnen plastic die de zee vervuilen, drijven op het oceaanwateroppervlak. De rest is elders. Volgens wetenschappers zowel op de zeebodem als aan de kusten en uiteraard in dierlijke lichamen.

We hebben zelfs nog nieuwere en nog angstaanjagender gegevens. Eind vorig jaar publiceerde de online opslagplaats van wetenschappelijk materiaal "Plos One" een gezamenlijk werk van onderzoekers van vele honderden wetenschappelijke centra, die de totale massa plastic afval die op het oppervlak van de oceanen drijft, schatten op 268 ton! Hun beoordeling is gebaseerd op gegevens van 940 expedities die in de periode 24-2007 zijn ondernomen. in tropische wateren en de Middellandse Zee.

“Continenten” (5) gemaakt van plastic afval zijn niet statisch. Gebaseerd op simulatie beweging van waterstromingen in de oceanen, konden wetenschappers vaststellen dat ze niet op één plek samenkomen, maar eerder over lange afstanden worden vervoerd. Als gevolg van de werking van de wind op het oppervlak van de oceanen en de rotatie van de aarde (door de zogenaamde Coriolis-kracht), worden waterwervelingen gevormd in de vijf grootste lichamen van onze planeet - d.w.z. de Noord- en Zuid-Pacific, de Noord- en Zuid-Atlantische Oceaan en de Indische Oceaan, waar alle drijvende plastic voorwerpen en afval zich geleidelijk ophopen. Deze situatie herhaalt zich cyclisch elk jaar.

5. Kaart van de verspreiding van plastic afval van verschillende groottes in de oceaan.

Het begrijpen van de migratieroutes van deze ‘continenten’ is het resultaat van langdurige simulaties met behulp van gespecialiseerde apparatuur (meestal nuttig bij klimaatonderzoek). Er is onderzoek gedaan naar de route die enkele miljoenen stukjes plastic afval afleggen. Modellering toonde aan dat er in constructies die over een gebied van enkele honderdduizenden kilometers waren aangelegd, waterstromen waren die een deel van het afval voorbij de grootste concentratie voerden en naar het oosten leidden. Uiteraard zijn er ook factoren als golf- en windenergie die in bovenstaand onderzoek niet zijn meegenomen, maar die zeker een grote rol spelen in de snelheid en richting van het plastictransport.

Deze ronddrijvende ‘landen’ van afval zijn ook uitstekende transportmiddelen voor verschillende soorten virussen en bacteriën, die zich daardoor gemakkelijker kunnen verspreiden.

Hoe “vuilniscontinenten” op te ruimen

Kan handmatig worden verzameld. Plastic afval is voor sommigen een vloek, maar voor anderen een bron van inkomsten. ze worden zelfs gecoördineerd door internationale organisaties. Verzamelaars uit derdewereldlanden apart plastic thuis. Ze werken handmatig of met behulp van eenvoudige machines. Kunststoffen worden versnipperd of in kleine stukjes gesneden en verkocht voor verdere verwerking. Intermediairs tussen hen, het bestuur en publieke organisaties zijn gespecialiseerde organisaties. Deze samenwerking biedt verzamelaars een stabiel inkomen. Tegelijkertijd is het een manier om plastic afval uit het milieu te verwijderen.

Handmatig verzamelen is echter relatief inefficiënt. Daarom zijn er ideeën voor grootschaliger activiteiten. Het Nederlandse bedrijf Boyan Slat biedt bijvoorbeeld, als onderdeel van het project The Ocean Cleanup installatie van drijvende afvalvangbarrières op zee.

Een experimentele afvalinzamelingsfaciliteit nabij het eiland Tsushima, gelegen tussen Japan en Korea, is zeer succesvol gebleken. Het wordt niet aangedreven door externe energiebronnen. Het gebruik ervan is gebaseerd op kennis van de effecten van wind, zeestromingen en golven. Drijvend plastic afval wordt, zodra het in de boog- of sleufopvangbak (6) is gevangen, verder in het gebied geduwd waar het zich ophoopt en kan relatief gemakkelijk worden verwijderd. Nu de oplossing op kleinere schaal is getest, moeten er grotere installaties worden gebouwd, zelfs honderd kilometer lang.

6. Inzamelen van drijvend plastic afval als onderdeel van het project The Ocean Cleanup.

De beroemde uitvinder en miljonair James Dyson ontwikkelde het project enkele jaren geleden. MV-recycloonof uitstekende binnenschipstofzuigerwiens taak het zal zijn om het oceaanwater te zuiveren van afval, voornamelijk plastic. De machine moet het vuil opvangen met een net en dit vervolgens opzuigen met vier centrifugaalstofzuigers. Het concept is dat de zuiging buiten het water moet plaatsvinden en de vissen niet in gevaar mag brengen. Dyson is een Engelse ontwerper van industriële apparatuur, vooral bekend als de uitvinder van de zakloze stofzuiger die gebruik maakt van het cycloonscheidingsprincipe.

En wat te doen met deze afvalmassa als je nog tijd hebt om het op te halen? Aan ideeën geen gebrek. De Canadees David Katz stelt bijvoorbeeld voor om een ​​plastic pot te maken ().

Afval zou hier een soort betaalmiddel zijn. Ze kunnen worden ingewisseld voor geld, kleding, eten, mobiele opwaarderingen of een 3D-printer., wat het op zijn beurt mogelijk maakt om nieuwe huishoudelijke artikelen van gerecycled plastic te maken. Het idee werd zelfs geïmplementeerd in Lima, de hoofdstad van Peru. Nu is Katz van plan de Haïtiaanse autoriteiten voor hem te interesseren.

Recycling werkt, maar niet alles

De term "plastic" verwijst naar materialen waarvan de hoofdbestanddelen synthetische, natuurlijke of gemodificeerde polymeren zijn. Kunststoffen kunnen zowel uit zuivere polymeren worden verkregen als uit polymeren die zijn gemodificeerd door toevoeging van verschillende hulpstoffen. Onder het begrip ‘kunststoffen’ vallen in de omgangstaal ook halffabrikaten voor verwerking en eindproducten, op voorwaarde dat deze vervaardigd zijn uit materialen die als kunststoffen kunnen worden aangemerkt.

Er zijn ongeveer twintig veelvoorkomende soorten plastic. Ze zijn allemaal verkrijgbaar in talloze opties, zodat u het beste materiaal voor uw toepassing kunt kiezen. Er zijn vijf (of zes) groepen grootschalige kunststoffen: polyethyleen (PE, inclusief hoge en lage dichtheid, HD en LD), polypropyleen (PP), polyvinylchloride (PVC), polystyreen (PS) en polyethyleentereftalaat (PET). Deze zogenaamde big five of six (7) dekken bijna 75% van de Europese vraag naar alle kunststoffen en vertegenwoordigen de grootste groep kunststoffen die op gemeentelijke stortplaatsen belandt.

Verwijdering van deze stoffen door buiten branden het wordt op geen enkele manier geaccepteerd door specialisten of het grote publiek. Aan de andere kant kunnen voor dit doel milieuvriendelijke verbrandingsovens worden gebruikt, waardoor het afvalvolume tot 90% wordt verminderd.

Afvalopslag op stortplaatsen Het is niet zo giftig als ze buitenshuis verbranden, maar in de meeste ontwikkelde landen is het niet langer gebruikelijk. Hoewel het niet waar is dat ‘plastic duurzaam is’, duurt het veel langer voordat polymeren biologisch worden afgebroken dan voedsel-, papier- of metaalafval. Lang genoeg dat bijvoorbeeld in Polen Op het huidige niveau van de productie van plastic afval, dat ongeveer 70 kg per hoofd van de bevolking per jaar bedraagt, en met een terugwinningspercentage dat tot voor kort amper 10% overschreed, zou de binnenlandse voorraad van dit afval in iets meer dan twaalf jaar de 30 miljoen ton bereiken..

De langzame afbraak van plastic wordt beïnvloed door factoren als de chemische omgeving, blootstelling (UV) en uiteraard fragmentatie van het materiaal. Veel verwerkingstechnologieën (8) zijn eenvoudigweg afhankelijk van het sterk versnellen van deze processen. Het resultaat zijn eenvoudiger deeltjes uit polymeren die we weer kunnen omzetten in materiaal voor iets anders, of kleinere deeltjes die we kunnen gebruiken als grondstof voor extrusie, of we kunnen teruggaan naar het chemische niveau om biomassa te produceren. , kooldioxide, methaan, stikstof.

8. Technologieën voor recycling en verwerking van kunststoffen

De methode voor het recyclen van thermoplastisch afval is relatief eenvoudig, omdat het vele malen kan worden gerecycled. Tijdens de verwerking treedt echter gedeeltelijke afbraak van het polymeer op, wat resulteert in een verslechtering van de mechanische eigenschappen van het product. Om deze reden wordt er slechts een bepaald percentage gerecyclede materialen aan het verwerkingsproces toegevoegd, of wordt afval verwerkt tot producten met lagere prestatie-eisen, zoals speelgoed.

Een veel groter probleem bij het weggooien van gebruikte thermoplastische producten is de noodzaak om ze te sorteren wat betreft het assortiment, wat professionele vaardigheden vereist en het verwijderen van onzuiverheden daaruit. Dit is niet altijd voordelig. Kunststoffen gemaakt uit verknoopte polymeren zijn in principe niet recyclebaar.

Alle organische materialen zijn brandbaar, maar het is ook moeilijk om ze op deze manier te vernietigen. Deze methode kan niet worden gebruikt voor materialen die zwavel, halogenen en fosfor bevatten, omdat ze bij verbranding grote hoeveelheden giftige gassen in de atmosfeer vrijgeven, die zogenaamde zure regen veroorzaken.

Allereerst komen organochloor aromatische verbindingen vrij, waarvan de toxiciteit vele malen hoger is dan die van kaliumcyanide, en koolwaterstofoxiden in de vorm van dioxanen - C₄H₈O₂ Ik ben furaan - C₄H₄Over het betreden van de atmosfeer. Ze hopen zich op in het milieu, maar zijn vanwege de lage concentraties moeilijk te detecteren. Als ze worden opgenomen via voedsel, lucht en water en zich ophopen in het lichaam, veroorzaken ze ernstige ziekten, verminderen ze de immuniteit van het lichaam, zijn ze kankerverwekkend en kunnen ze genetische veranderingen veroorzaken.

De belangrijkste bron van dioxine-emissies zijn de verbrandingsprocessen van chloorhoudend afval. Om het vrijkomen van deze schadelijke stoffen te voorkomen, worden installaties uitgerust met de zogenaamde. naverbrandingskamer, bij een temperatuur van min. 1200°C.

Afval wordt op verschillende manieren verwerkt

Технология recycleren van afval gemaakt van plastic is een meertrapsreeks. Laten we beginnen met het correct verzamelen van sediment, dat wil zeggen het scheiden van plastic van afval. In de verwerkingsfabriek vindt eerst een voorsortering plaats, vervolgens een pletten en malen, het scheiden van vreemde voorwerpen, vervolgens het sorteren van de kunststoffen op soort, het drogen en het verkrijgen van een halffabrikaat uit teruggewonnen grondstoffen.

Het is niet altijd mogelijk om het ingezamelde afval op soort te sorteren. Dat is de reden waarom ze op veel verschillende manieren worden gesorteerd, meestal onderverdeeld in mechanisch en chemisch. Mechanische methoden omvatten: handmatige scheiding, flotatie of pneumatisch. Indien het afval verontreinigd is, gebeurt deze sortering volgens de natte methode. Chemische methoden omvatten hydrolyse – stoomontleding van polymeren (grondstoffen voor de reproductie van polyesters, polyamiden, polyurethanen en polycarbonaten) of pyrolyse op lage temperatuur, waarmee bijvoorbeeld PET-flessen en gebruikte banden worden gerecycled.

Pyrolyse verwijst naar de thermische transformatie van organische stoffen in een omgeving die volledig zuurstofloos is of met weinig of geen zuurstof. Pyrolyse bij lage temperatuur vindt plaats bij een temperatuur van 450-700°C en leidt onder meer tot de vorming van pyrolysegas, bestaande uit waterdamp, waterstof, methaan, ethaan, koolstofoxide en -dioxide, evenals waterstofsulfide en ammoniak, olie, teer, water en organische stoffen, pyrolysecokes en stof met een hoog gehalte aan zware metalen. De installatie heeft geen stroomvoorziening nodig, omdat deze werkt op pyrolysegas dat vrijkomt tijdens het recyclingproces.

Voor de werking van de installatie wordt tot 15% van het pyrolysegas verbruikt. Het proces produceert ook tot 30% pyrolysevloeistof, vergelijkbaar met stookolie, die kan worden onderverdeeld in fracties zoals: 30% benzine, oplosmiddel, 50% stookolie en 20% stookolie.

De rest van de secundaire grondstoffen die uit één ton afval worden verkregen, zijn: tot 50% koolstofpyrocarbonaat is vast afval, qua calorische waarde dicht bij cokes, dat kan worden gebruikt als vaste brandstof, actieve kool voor filters of in poedervorm als een pigment voor verf en tot 5% metaal (achterstevenschroot) tijdens de pyrolyse van autobanden.

Huizen, wegen en brandstof

De beschreven verwerkingsmethoden zijn serieuze industriële processen. Ze zijn niet in elke situatie beschikbaar. Tijdens een bezoek aan de Indiase stad Joygopalpur in West-Bengalen kwam de Deense ingenieursstudente Lise Fuglsang Westergaard (9) op een ongewoon idee: waarom zouden we niet van overal verspreide zakken en verpakkingen bakstenen maken die mensen kunnen gebruiken om huizen te bouwen?

9. Lisa Fuglsang Westergaard

Het ging niet alleen om het maken van de stenen zelf, maar om het hele proces zo te ontwerpen dat de mensen die bij het project betrokken waren er ook daadwerkelijk van profiteerden. Volgens haar plan wordt het afval eerst verzameld en indien nodig schoongemaakt. Het verzamelde materiaal wordt vervolgens voorbereid door het met een schaar of mes in kleinere stukjes te snijden. De gemalen grondstoffen worden in een mal geplaatst en op een zonnegrill geplaatst waar het plastic wordt verwarmd. Na ongeveer een uur smelt het plastic en nadat het is afgekoeld, kun je de afgewerkte steen uit de mal halen.

Kunststof stenen ze hebben twee gaten waar bamboestokken doorheen kunnen worden geregen, waardoor stabiele muren ontstaan ​​zonder het gebruik van cement of andere bindmiddelen. Dergelijke kunststofwanden kunnen vervolgens op traditionele wijze worden bepleisterd, bijvoorbeeld met een laag klei, die ze beschermt tegen de zon. Huizen van kunststofbakstenen hebben bovendien het voordeel dat ze, in tegenstelling tot kleibakstenen, bestand zijn tegen bijvoorbeeld moessonregens, waardoor ze veel duurzamer worden.

Het is de moeite waard eraan te denken dat plastic afval ook in India wordt gebruikt. Wegenbouw. Alle wegenontwikkelaars in het land zijn verplicht plastic afval en bitumenmengsels te gebruiken volgens de regelgeving van de Indiase overheid van november 2015. Dit zou het groeiende probleem van de plasticverwerking moeten helpen oplossen. Deze technologie is ontwikkeld door prof. Rajagopalan Vasudevan van de Madurai School of Engineering.

Het hele proces is heel eenvoudig. Met behulp van een speciale machine wordt het afval eerst tot een bepaalde grootte vermalen. Vervolgens worden ze toegevoegd aan goed voorbereid aggregaat. Het opvulpuin wordt vermengd met heet asfalt. De weg wordt aangelegd bij een temperatuur van 110 tot 120°C.

Er zijn veel voordelen verbonden aan het gebruik van gerecycled plastic voor de wegenbouw. Het proces is eenvoudig en vereist geen nieuwe apparatuur. Voor elke kilogram steen wordt 50 gram asfalt gebruikt. Een tiende hiervan kan plasticafval zijn, waardoor er minder asfalt wordt gebruikt. Kunststofafval verbetert ook de oppervlaktekwaliteit.

Martin Olazar, een ingenieur aan de Universiteit van Baskenland, heeft een interessante en mogelijk veelbelovende technologische lijn gebouwd voor de verwerking van afval tot koolwaterstofbrandstoffen. De opstelling, zoals de uitvinder beschrijft mijn olieraffinaderij, is gebaseerd op de pyrolyse van grondstoffen voor biobrandstoffen voor gebruik in motoren.

Olazar heeft twee soorten verwerkingslijnen gebouwd. De eerste verwerkt biomassa. De tweede, interessantere, wordt gebruikt om plastic afval te verwerken tot materialen die bijvoorbeeld kunnen worden gebruikt voor de productie van banden. Het afval ondergaat een snel pyrolyseproces in een reactor bij een relatief lage temperatuur van 500°C, waardoor er energie wordt bespaard.

Ondanks nieuwe ideeën en vooruitgang op het gebied van recyclingtechnologie valt slechts een klein percentage van de 300 miljoen ton plastic afval die jaarlijks wereldwijd wordt geproduceerd eronder.

Volgens onderzoek van de Ellen MacArthur Foundation gaat slechts 15% van de verpakkingen in containers en wordt slechts 5% gerecycled. Bijna een derde van de kunststoffen vervuilt het milieu, waar ze tientallen en soms honderden jaren zullen blijven bestaan.

Laat het afval vanzelf smelten

Het recyclen van plastic afval is een van de gebieden. Het is belangrijk omdat we al veel van deze rotzooi hebben geproduceerd en een aanzienlijk deel van de industrie nog steeds veel producten levert die zijn gemaakt van de materialen van de big five, multi-ton kunststoffen. Echter Na verloop van tijd zal het economische belang van biologisch afbreekbare kunststoffen, nieuwe generatie materialen op basis van bijvoorbeeld derivaten van zetmeel, polymelkzuur of... zijde, waarschijnlijk toenemen.

10. Afbreekbare hondenbakzakken d2w.

Deze materialen zijn nog steeds relatief duur om te produceren, zoals meestal het geval is bij innovatieve oplossingen. Het hele wetsvoorstel kan echter niet worden genegeerd, omdat de kosten die verband houden met recycling en verwijdering ervan zijn uitgesloten.

Een van de meest interessante ideeën op het gebied van de biologische afbraak van kunststoffen is gemaakt van polyethyleen, polypropyleen en polystyreen. Het lijkt erop dat dit een technologie is die gebaseerd is op het gebruik van verschillende soorten additieven bij de productie ervan, bekend onder de symbolen d2w (10) of ZILVERSPAR.

Het d2w-product van het Britse bedrijf Symphony Environmental is, ook in Polen, al enkele jaren bekender. Het is een additief voor de productie van zachte en halfharde kunststoffen, waarvan we een snelle, milieuvriendelijke zelfontleding vereisen. Professioneel wordt operatie d2w genoemd oxybiologische afbraak van kunststoffen. Dit proces omvat de ontleding van materiaal in water, kooldioxide, biomassa en sporenelementen zonder andere residuen en zonder het vrijkomen van methaan.

De algemene naam d2w verwijst naar een hele reeks chemicaliën die tijdens het productieproces worden toegevoegd als additieven aan polyethyleen, polypropyleen en polystyreen. Een zogenaamde d2w-prodegradant die het natuurlijke afbraakproces ondersteunt en versnelt als gevolg van blootstelling aan geselecteerde afbraakfactoren zoals temperatuur, zonlichtdruk, mechanische schade of eenvoudig uitrekken.

Chemisch gezien vindt de ontleding van polyethyleen, dat bestaat uit koolstof- en waterstofatomen, plaats wanneer de koolstof-koolstofbinding wordt verbroken, wat op zijn beurt het molecuulgewicht vermindert en leidt tot verlies aan ketensterkte en duurzaamheid. Dankzij d2w is het afbraakproces van het materiaal teruggebracht tot zelfs zestig dagen. Pauze - wat bijvoorbeeld belangrijk is in de verpakkingstechnologie - kan worden gepland tijdens de productie van het materiaal door de inhoud en soorten additieven op de juiste manier te beheersen. Eenmaal gestart, zal het afbraakproces doorgaan tot de volledige afbraak van het product, of het nu diep onder de grond, onder water of buiten is.

Er zijn onderzoeken uitgevoerd om te bevestigen dat zelfdesintegratie door d2w veilig is. Kunststoffen die d2w bevatten zijn al getest in Europese laboratoria. Het Smithers/RAPRA-laboratorium heeft het gebruik van d2w bij voedselcontact getest en wordt al enkele jaren door grote voedselretailers in Engeland gebruikt. Het additief heeft geen toxische werking en is veilig voor de bodem.

Uiteraard zullen oplossingen als d2w niet snel de eerder beschreven recycling vervangen, maar geleidelijk onderdeel kunnen worden van afvalverwerkingsprocessen. Uiteindelijk kan aan de grondstoffen die door deze processen worden verkregen een afbraakmiddel worden toegevoegd, waardoor we een oxybiologisch afbreekbaar materiaal verkrijgen.

De volgende stap zijn kunststoffen, die zonder industriële processen worden afgebroken. Zoals bijvoorbeeld die waaruit ultradunne elektronische circuits zijn gemaakt, die oplossen nadat ze hun functie in het menselijk lichaam hebben vervuld., afgelopen oktober voor het eerst onthuld.

Uitvinding smeltende elektronische schakelingen maakt deel uit van een bredere studie van zogenaamde kortstondige – of, zo je wilt, ‘tijdelijke’ – elektronica () en materialen die zullen verdwijnen nadat ze hun doel hebben gediend. Wetenschappers hebben al een methode ontwikkeld om chips uit extreem dunne lagen te construeren, genaamd nanomembraan. Ze lossen binnen een paar dagen of weken op. De duur van dit proces wordt bepaald door de eigenschappen van de zijdelaag waarmee de systemen bedekt zijn. Onderzoekers hebben de mogelijkheid om deze eigenschappen te controleren, d.w.z. door de juiste parameters van de laag te kiezen, beslissen ze hoe lang deze een permanente bescherming voor het systeem zal blijven.

Zoals uitgelegd aan de BBC door Prof. Fiorenzo Omenetto van Tufts University in de VS: “Oplosbare elektronica werkt net zo betrouwbaar als traditionele circuits en smelt naar hun bestemming in de omgeving waarin ze zich bevinden, op het door de ontwerper aangegeven tijdstip. Het kan dagen of jaren duren.”

Volgens prof. John Rogers van de Universiteit van Illinois moet de mogelijkheden en toepassingen van door oplossing gecontroleerde materialen nog ontdekken. Misschien wel de meest interessante perspectieven voor deze uitvinding liggen op het gebied van de verwijdering van milieuafval.

Zullen bacteriën helpen?

Oplosbare kunststoffen zijn een van de trends van de toekomst en markeren de transitie naar volledig nieuwe materialen. Ten tweede: zoek naar manieren om milieubelastende stoffen die al in het milieu aanwezig zijn snel ecologisch af te breken en het zou goed zijn als ze daar verdwijnen.

Meest recent, Het Kyoto Institute of Technology analyseerde de ontbinding van enkele honderden plastic flessen. Tijdens onderzoek is ontdekt dat er een bacterie bestaat die plastics kan afbreken. Ze werd genoemd . De ontdekking werd beschreven in het prestigieuze tijdschrift Science.

Deze creatie gebruikt twee enzymen om PET-polymeer te verwijderen. De ene veroorzaakt chemische reacties om moleculen af ​​te breken, de andere helpt energie vrij te maken. De bacterie werd aangetroffen in een van de 250 monsters die werden genomen in de buurt van een recyclingfabriek voor PET-flessen. Het maakte deel uit van een groep micro-organismen die het oppervlak van het PET-membraan afbraken met een snelheid van 130 mg/cm² per dag bij 30°C. Wetenschappers zijn er ook in geslaagd een vergelijkbare reeks micro-organismen te verkrijgen die PET niet bezitten, maar niet kunnen metaboliseren. Uit deze onderzoeken bleek dat het inderdaad plastic afbreekt.

Om energie uit PET te halen, hydrolyseert de bacterie PET eerst met behulp van het Engelse enzym (PET-hydrolase) tot mono(2-hydroxyethyl)tereftaalzuur (MHET), dat vervolgens in een volgende stap wordt gehydrolyseerd met behulp van het Engelse enzym (MHE-hydrolase). op de originele plastic monomeren: ethyleenglycol en tereftaalzuur. Bacteriën kunnen deze chemische verbindingen rechtstreeks gebruiken om energie te produceren (11).

11. Afbraak van PET door bacteriën 

Helaas duurt het zes volle weken en onder de juiste omstandigheden (waaronder een temperatuur van 30°C) voordat de hele kolonie het dunne stukje plastic heeft ontvouwen. Dit verandert niets aan het feit dat de ontdekking het gezicht van recycling zou kunnen veranderen.

We zijn zeker niet gedoemd te leven met overal verspreid plastic afval (12). Zoals blijkt uit de nieuwste ontdekkingen op het gebied van de materiaalkunde, kunnen we voor altijd van omvangrijk en moeilijk te verwijderen plastic afkomen. Maar ook als we straks overstappen op volledig biologisch afbreekbaar plastic, zullen wij en onze kinderen nog lang met restjes te maken krijgen. tijdperk van weggegooid plastic. Misschien zal dit een goede les zijn voor de mensheid, die de technologie nooit zonder nadenken zal opgeven, alleen maar omdat deze goedkoop en gemakkelijk is?