ทีมรีไซเคิลพลาสติกที่ไม่สามารถรีไซเคิลได้ก่อนหน้านี้

PVC เป็นพลาสติกจำนวนมากที่เราใช้ในชีวิตประจำวัน พลาสติกส่วนใหญ่ที่ใช้ในอุปกรณ์ของโรงพยาบาล เช่น ท่อ ถุงเลือด หน้ากาก และอื่นๆ เป็นพลาสติก PVC เช่นเดียวกับท่อส่วนใหญ่ที่ใช้ในระบบประปาสมัยใหม่ กรอบหน้าต่าง ขอบตัวเรือน ผนัง และพื้นทำด้วยหรือรวมถึง PVC มันเคลือบสายไฟและประกอบด้วยวัสดุต่างๆ เช่น ม่านอาบน้ำ เต็นท์ ผ้าใบกันน้ำ และเสื้อผ้า นอกจากนี้ยังมีอัตราการรีไซเคิลเป็นศูนย์เปอร์เซ็นต์ในสหรัฐอเมริกา ขณะนี้ นักวิจัยของมหาวิทยาลัยมิชิแกน ซึ่งนำโดยผู้เขียนคนแรกของการศึกษา Danielle Fagnani และผู้วิจัยหลัก Anne McNeil ได้ค้นพบวิธีการรีไซเคิล PVC ทางเคมีให้เป็นวัสดุที่ใช้งานได้ ส่วนที่โชคดีที่สุดของการศึกษา? นักวิจัยพบวิธีใช้พทาเลตในพลาสติไซเซอร์ ซึ่งเป็นหนึ่งในส่วนประกอบที่เป็นพิษที่สุดของ PVC เป็นตัวกลางสำหรับปฏิกิริยาเคมี ผลลัพธ์ของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature Chemistry "พีวีซีเป็นพลาสติกชนิดหนึ่งที่ไม่มีใครอยากจัดการเพราะมันมีปัญหาเฉพาะตัวของมันเอง" แฟกนานี ผู้จบการทำงานในฐานะนักวิจัยหลังปริญญาเอกในภาควิชาเคมีของ UM กล่าว "PVC มักจะมีสาร plasticizers จำนวนมาก ซึ่งปนเปื้อนทุกสิ่งในกระแสรีไซเคิลและมักจะเป็นพิษมาก นอกจากนี้ ยังปล่อยกรดไฮโดรคลอริกอย่างรวดเร็วด้วยความร้อนเพียงเล็กน้อย" พลาสติกมักถูกรีไซเคิลโดยการหลอมละลายและเปลี่ยนรูปเป็นวัสดุคุณภาพต่ำในกระบวนการที่เรียกว่าการรีไซเคิลเชิงกล แต่เมื่อความร้อนถูกนำไปใช้กับ PVC ซึ่งเป็นหนึ่งในส่วนประกอบหลักที่เรียกว่า plasticizers จะละลายออกจากวัสดุได้ง่ายมาก McNeil กล่าว จากนั้นพวกมันสามารถเล็ดลอดเข้าไปในพลาสติกชนิดอื่นในกระแสการรีไซเคิลได้ นอกจากนี้ กรดไฮโดรคลอริกจะหลุดออกจาก PVC ได้ง่ายด้วยความร้อน อาจกัดกร่อนอุปกรณ์ รีไซเคิล และทำให้สารเคมีไหม้ผิวหนังและดวงตาได้ ไม่เหมาะสำหรับคนงานในโรงงานรีไซเคิล ยิ่งไปกว่านั้น พทาเลต ซึ่งเป็นพลาสติไซเซอร์ทั่วไป เป็นสารก่อกวนต่อมไร้ท่อที่เป็นพิษสูง ซึ่งหมายความว่าพวกมันสามารถรบกวนฮอร์โมนไทรอยด์ ฮอร์โมนการเจริญเติบโต และฮอร์โมนที่เกี่ยวข้องกับการสืบพันธุ์ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม รวมทั้งมนุษย์ ดังนั้น เพื่อหาวิธีรีไซเคิล PVC ที่ไม่ต้องใช้ความร้อน Fagnani จึงเริ่มสำรวจเคมีไฟฟ้า ระหว่างทาง เธอและทีมค้นพบว่าพลาสติไซเซอร์ที่ก่อให้เกิดปัญหาในการรีไซเคิลที่สำคัญประการหนึ่งสามารถนำมาใช้ในวิธีการสลาย PVC ได้ ในความเป็นจริง พลาสติไซเซอร์ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของวิธีการ และวิธีการทางเคมีไฟฟ้าช่วยแก้ปัญหาด้วยกรดไฮโดรคลอริก Fagnani กล่าวว่า "สิ่งที่เราพบคือยังคงปล่อยกรดไฮโดรคลอริก แต่ในอัตราที่ช้าลงและควบคุมได้มากขึ้น PVC เป็นโพลิเมอร์ที่มีแกนหลักเป็นไฮโดรคาร์บอน Fagnani กล่าวว่าประกอบด้วยพันธะคาร์บอน-คาร์บอนเดี่ยว ติดกับกลุ่มคาร์บอนอื่น ๆ คือกลุ่มคลอรีน ภายใต้การกระตุ้นด้วยความร้อน กรดไฮโดรคลอริกจะหลุดออกอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้เกิดพันธะคู่ระหว่างคาร์บอนกับคาร์บอนตามแนวกระดูกสันหลังของโพลิเมอร์ แต่ทีมวิจัยกลับใช้เคมีไฟฟ้าในการแนะนำอิเล็กตรอนเข้าสู่ระบบ ซึ่งทำให้ระบบมีประจุลบ สิ่งนี้จะทำลายพันธะคาร์บอนคลอไรด์และส่งผลให้คลอไรด์ไอออนที่มีประจุลบ เนื่องจากนักวิจัยกำลังใช้เคมีไฟฟ้า พวกเขาสามารถวัดอัตราการนำอิเล็กตรอนเข้าสู่ระบบ ซึ่งจะควบคุมความเร็วในการผลิตกรดไฮโดรคลอริก อุตสาหกรรมสามารถใช้กรดเป็นตัวทำปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาเคมีอื่นๆ ไอออนของคลอไรด์ยังสามารถใช้เพื่อผลิตคลอริเนตโมเลกุลเล็กๆ ที่เรียกว่า arenes arenes เหล่านี้สามารถใช้ในส่วนประกอบทางเภสัชกรรมและการเกษตร มีวัสดุเหลือจากโพลิเมอร์ ซึ่ง McNeil กล่าวว่ากลุ่มยังคงมองหาการใช้งานอยู่ Fagnani กล่าวว่าการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่านักวิทยาศาสตร์คิดอย่างไรเกี่ยวกับการรีไซเคิลวัสดุที่ยากทางเคมีอื่นๆ Fagnani ซึ่งปัจจุบันเป็นนักวิทยาศาสตร์การวิจัยที่ Ashland ซึ่งเป็นบริษัทที่มุ่งเน้นเรื่อง ผลิตสารเติมแต่งชนิดพิเศษที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพสำหรับสินค้าอุปโภคบริโภค เช่น น้ำยาซักผ้า ครีมกันแดด และแชมพู "สมาชิกกลุ่มปัจจุบันกำลังพยายามปรับปรุงประสิทธิภาพของกระบวนการนี้ให้ดียิ่งขึ้น" ห้องปฏิบัติการของ McNeil มุ่งเน้นที่การพัฒนาวิธีการรีไซเคิลพลาสติกชนิดต่างๆ ทางเคมี การแยกพลาสติกออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ สามารถผลิตวัสดุที่ไม่ย่อยสลายซึ่งอุตสาหกรรมสามารถนำกลับมาใช้ในการผลิตได้ McNeil กล่าวว่า "เป็นความล้มเหลวของมนุษยชาติในการสร้างวัสดุที่น่าอัศจรรย์เหล่านี้ซึ่งได้ปรับปรุงชีวิตของเราในหลาย ๆ ด้าน แต่ในขณะเดียวกันก็มองสั้นเกินไปจนเราไม่ได้คิดว่าจะทำอย่างไรกับขยะ" McNeil กล่าว "ในสหรัฐอเมริกา เรายังคงติดอยู่กับอัตราการรีไซเคิลที่ 9% และเป็นพลาสติกเพียงไม่กี่ประเภท และแม้แต่พลาสติกที่เรารีไซเคิล ยังนำไปสู่โพลิเมอร์ที่มีคุณภาพต่ำลงเรื่อยๆ ขวดเครื่องดื่มของเราไม่มีวันกลายเป็น ขวดเครื่องดื่มอีกครั้ง พวกมันกลายเป็นสิ่งทอหรือม้านั่งในสวนสาธารณะ ซึ่งสุดท้ายก็จบลงด้วยการฝังกลบ”