ارزیابی روشهای نوین بازیافت مخلوط مواد زاید پلیمری

چکیده

امروزه مزایای چشمگیر حاصل از گسترش صنایع پهروشیمی و تولید مواد پلیمری توسط مشکلاتی که طی سالهای اخیر در اثر دورریزی نهایی زایدات پلاستیکی و پلیمری ایجاد شده در پرده ابهام قرار گرفته‌است. بررسی ها نشان می دهد با  فزونی یافهن این زایدات، روشهای متعددی نیز برای بازیافت و ساماندهی آنها معرفی شده اند که هر کدام با مشکلات متعددی از جمله هزینه بالا، آلودگی ثانویه محیط زیست، کیفیت پایین محصولات بازیافتی، مشکلات فراوان در اجرا و ... همراه بوده است. از جمله این روش‌ها که عمدهاً از دهه 1950 به بعد معرفی شده اند می توان به فرآیندهای بازگشت به چرخه تولید، دفن بهداشتی، بازیافت به  صورت حرارتی و القای تخریب پذیری بیولوژیک اشاره نمود. بخش عمده مواد زاید پلیمری که به یک سیستم جمع آوری  راه می یابد را مخلوطی از انواع پلیمرهای پلی اهیلن، پلی اسهیرن، پلی وینیل کلرید، پلی پروپیلن و پلی اهیلن هرفهالات تشکیل می دهد. طی دهه 1980 ادعاهای زیادی در مورد استفاده از این مواد مطرح شد اما انجام عملیات بازیافت برای مخلوط زایدات با دستگاه های سنهی موجود با موفقیه همراه نبود. بدنبال آن محققین در جهت ابداع روشهای فراورش مخلوط مواد زاید پلاستیکی روشهای نوینی را ارایه کردند که از آن جمله می توان به فرآیند رکلیمات در انگلیس، فرآیند ریورزر در ژاپن، فرآِیند ریمیکر و فلیها در آلمان و فرآیند کلوبی در هلند اشاره نمود. هدف از این مقاله معرفی و ارزیابی روشهای نوین بازیافت مخلوط مواد زاید پلیمری می باشد.

کلمات کلیدی: زایدات پلاستیکی، بازیافت، تخریب پذیری بیولوژیک

مقدمه

در سال 1960 برای اولین بار اعلام گردید، عدم تجزیه پذیری بیولوژیک پلیمرهای مصنوعی با توجه به‌دفع و دور ریزی مواد پلیمری میتواند در دراز مدت ایجاد مشکل نماید و از آن تاریخ هابحال وقایع ناخوشایندی در این زمینه روی داده است. بطوریکه در همان سالها طرفداران محیط زیست پیش‌بینی کردند که ها پایان سال 2000 میلادی کره زمین بوسیله لایه ای از مواد پلاستیکی تجزیه نشده پوشیده خواهدشد.

سوزاندن هایرهای مسهعمل (همراه با بازیابی گرمایی) برای بازیابی سیمهای فولادی موجود در آنها و حذف دی اکسید گوگرد، روکش دار کردن هایرهای مسهعمل جهت مصارف ثانویه، خرد کردن لاسهیک‌ها جهت استفاده از آنها در پوشش پشه فرشها و کفپوشها و القای برگشت پذیری در پیوند پلی سولفیدی در روسیه همگی راهکارهایی در جهت بازیابی و استفاده مجدد لاسهیکها محسوب می شوند.

اما شیوه های استفاده مجدد از پلاسهیکها با لاسهیکها تفاوت زیادی دارد. بطوریکه پلاسهیکهای همراه با مواد زاید خانگی بدلیل آلوده بودن و عدم بکارگیری شیوه مناسب برای شستشوی آنها اغلب غیر قابل استفاده اند، در حالیکه انواع پلیمرهای آلوده نشده مثل جعبه های پروپیلن دور انداخته شده، روکش باطری- هلویزیون و کامپیوهر، روکش مواد غذایی که در سوپرمارکهها بطور جداگانه جمع آوری می شود، سپر ماشین و وسایل داشبورد را می توان در یک چرخه بازیافت با مواد خام استفاده نشده از همان نوع به کاربرد اصلی بازگشت داد و در تولید اولیه آنها باید دقت نمود که بتوان طی فرایندهای بازیابی حداکثر بازگشت به مواد اولیه را داشت.

در بازیافت مواد زاید همچنین باید به حساسیه مصرف کننده به عملکرد این مواد توجه نمود و در صورهیکه این مواد نهواند رضایت مصرف کننده را بدنبال داشته باشد و یا اگر محصول تولید شده از مواد بازیافتی کارایی لازم را نداشته باشد در آنصوره عملیات بازیابی با شکسه مواجه خواهد شد. هدف از این مقاله بررسی روش های نوین بازیافت مخلوط مواد زاید پلیمری است.

مدیریت مواد زاید پلیمری

در مدیریت مواد زاید پلیمری قبل از ورود کالا به بازار مصرف، راهکارها از مرحله تولید ها مرحله دفع نهایی باید مورد ارزیابی قرار گیرند که به این ارزیابی اصطلاحاً بررسی چرخه حیات (LCA)[1] می گویند و تاثیرات زیست محیطی مواد بسته بندی از اسهخراج مواد خام (چوب، آهن، آلومینیوم و نفت) هادفع مواد زاید با جزییات مشروح در گزارشی تحت عنوان بررسی وضعیت اکولوژیک موادپلاسهیکی، کاغذ، مقوا، آلومینیوم و شیشه، توسط Buwalz[2] ارایه شده است.

همچنین در مدیریت موادزاید پلیمری برای ارزیابی تاثیر اکولوژیک مواد بسته بندی باید به چهار عامل زیست محیطی شامل مصرف انرژی، آلودگی هوا، آلودگی آب و  تولید ضایعات توجه شود.

اگرچه ارزیابی چرخه حیات یک شیوه ایده آل است اما زمینه را برای مقایسه تاثیرات زیست محیطی فراورده ها و راهکارهای ممکن از تولید ها دفع نهایی فراهم می کند و اطلاعاتی رادر اختیار تولید کننده قرار می دهد ها هزینه های صرف شده برای انرژی و جلوگیری از آلودگی رادر طی فرایندهای تولیدی اش به حداقل برساند(شکل 1).

بازیافت انواع مواد زاید پلاستیکی

1. پلی اهیلن هرفهالات(PET)

PET نسبت به PVC در تهیه بطریها و فیلم های بسته بندی مواد غذایی مزیه بیشتری دارد که این به دلیل محک بودن و شفافیه آن است.

بدلیل خطر آلودگی ظروف بسته بندی PET  بازیافتی به مواد شیمیایی سمی که ممکن است در طی مصرف با آن مواجه شده باشند نمی توان از آنها در بسته بندی مواد غذایی استفاده نمود. ولی از آن در بازیابی تولید ورقه هاییکه جهت کاربردهای مهندسی قابلیت شکل دهی حرارتی دارند و بخصوص در تهیه آلیاژها همراه با دیگر پلیمرها مثل پلی کربناهها مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین تهیه وسایل ورزشی، ابزارهای باغبانی، کالاهای الکتریکی و الکهرونیکی، سپرهای ماشین و حتی کلاههای ایمنی، و یا در ساخت الیاف جهت تولید کیسه های خواب -فرشها و عایق گذاری لباس استفاده می گردد.

2- پلی وینیل کلراید(PVC )

PVC اغلب  در تهیه بطریهای نوشیدنی مورد استفاده قرار می گیرد. PVC برخلاف پلی الفینها از آب سنگین هر است و براحتی می توان آنرا از پلیمرهای دیگر تشخیص  داد.

دربازیابی ظروف PVC بدلیل مشکلات بهداشتی ناشی از آن معمولاً آن را فقط در فرآورده های  کم ارزشی مثل زیر گلدانی های یکبار مصرف و گلدانهای پلاستیکی که در‌آنها وجود سمیت کم اهمیت است استفاده می کنند و بدلیل اینکه PVC حتی در مقادیر کم هم با پلیمر های هیدروکربن سازگاری ندارد، موجب ضعف مکانیکی فرآورده های بازیابی می شود.

3- پلی اسهایرن (PS )

PS در ساخت اسفنج ها مواد جاذب ضربه دربسته بندی ها مورد استفاده قرار می گیرند و بعلت دانسیته بسیار اندک در خرده پلاسهیکها به وضوح قابل تشخیص می باشد.

مزیه عمده ای که پلی اسهایرن بر PVC و پلی الفینها دارد این است که می توان با راندمان نسبتاً خوبی (45-42)% به منومر اسهایرن هیدرولیز (دی پلیمریزه) شود.

4-  پلی پروپیلن(PP )

پلی پروپیلن بصورت پلیمر اصلاح شده مقاوم در برابر ضربه در تهیه فیلم، بطری، صندوقها و بصورت اصلاح نشده در ساخت طناب و ریسمان بکار می رود و اغلب همراه با پلی اهیلن در ضایعات پلاستیکی خانگی و صنعتی وجود دارد. از PP در ساخت  جعبه های شیر و نوشابه، صندوقهای پرورش کاهو، ماله های صافکاری، سطلهای گل، سبدهای ماهی، صندوق مهمات، سطلهای زباله استفاده می شود.خصوصیات مکانیکی محصولات پلی پروپیلن که فراورش مجدد می شوند نسبت به محصولات حاصل از PP دست اول تفاوت زیادی ندارند و اغلب میتوان انها را  با مواد دست اول مخلوط و فرآورده های بادوام ، مشابه محصولات اصلی تهیه نمود.

5- پلی اهیلن(PE )

بخش عمده مواد زاید بسته بندی را PE تشکیل می دهد و در بازیابی آنها باید دقت شود، چرا که اگر با مقدار کمی  PVC مخلوط شود مقاومت ضربه ای آنها ها 65% کاهش می یابد و به نوعی می‌توان گفت استفاده مجدد آنها را زیر سوال می برد. پس مجددا ملاحظه می شود که انتخاب فرایند بازیابی مخلوط مواد زاید بسیار مهم است .