Plastik atıkların daha yüksek değerli ürünlere dönüştürülmesi için yeni bir süreç geliştirilmiştir.
Plastik Üretimi ve Atık Sorunu
Dünyada her yıl yaklaşık 450 milyon ton plastik üretilmektedir. Bu devasa miktarın büyük bir kısmı yalnızca bir kez kullanılıp, ya yakma tesislerine ya da çöp sahalarına gitmektedir. Özellikle poliolefinler, yani polietilen (PE) ve polipropilen (PP), plastik tüketimimizin yaklaşık yarısını oluşturmaktadır.
Poliolefinler geri dönüştürülebilir, ancak bu işlem sırasında önemli kalite kayıpları yaşanmaktadır. Atıklar, geri dönüştürülen malzemeye koyu bir renk verirken, ısıtma süreci de kalitesini düşürmektedir. Bu nedenle, geri dönüştürülen malzemeler genellikle düşük kaliteli uygulamalar için uygundur.
Yüksek Değerli Plastikleri Üretmek Mümkün Mü?
Şu ana kadar, poliolefinlerin temel yapı taşlarına, yani monomerlerine seçici olarak ayrıştırılması mümkün olmamıştır. Bu monomerler, yeni yüksek kaliteli polimerlerin sentezlenmesi için gereklidir. Var olan yöntemler arasında, enerji yoğun bir ısıtma işlemi olan piroliz ile rastgele parçalama yöntemi bulunmaktadır.
ETH profesörü ve polimer kimyası uzmanı Tae-Lim Choi liderliğindeki bir araştırma ekibi, poliolefinleri daha yüksek değerli plastiklere dönüştüren bir süreç geliştirmiştir. Bu süreç, plastiklerin üzerine yeni işlevselliklere sahip ek polimer zincirleri ekleyerek gerçekleştirilmiştir.
Yeni Yapıştırıcılar ve Uygulama Alanları
Choi’nin grubunda kıdemli bilim insanı olan Hongsik Kim, standart plastik torbalar ve şişeler kullanarak yapıştırıcılar üretmiştir. Üretilen yapıştırıcıların metal, cam veya ahşap gibi çeşitli malzemelerle olan yapışma gücü, yük taşıyan ve yüksek stresli bağlantı noktalarında kullanılan endüstriyel yapıştırıcılar için gereken standartları karşılamaktadır.
Ek polimer zincirleri sayesinde, poliolefinlere suyla etkileşime girebilen polar gruplardan asit ve bazlara kadar çeşitli kimyasal işlevsellikler eklenebilmektedir. Böylece, birçok yeni uygulama alanı ortaya çıkmaktadır.
Kimyasal Sürecin Avantajları
Yeni patentli yöntemin büyük avantajları arasında, oldukça basit bir işlem olması ve pahalı özel reaktörlere veya katalizörlere ihtiyaç duymaması yer almaktadır. Tüm süreç tek adımda gerçekleştirilmekte; plastik atıklar bir klorlu çözgen içinde çözülmekte ve ardından istenen graft polimerin sentezi için gerekli monomerler eklenmektedir.
Bu süreç, radikal üretimini kontrol etme imkanı sunmaktadır. Kim, “Klorlanma derecesini ve ışığın dalga boyunu ayarlayarak, ne kadar radikal üretebileceğimizi kontrol edebiliyoruz” şeklinde açıklamada bulunmuştur.
Gelecek Vizyonu ve İşbirlikleri
Üretilen yapıştırıcının yanı sıra, gelecekte yeni özelliklere sahip plastiklerin mümkün olacağı öngörülmektedir. Şu anda, araştırmacılar sanayi ile çok sayıda işbirliği kurmuşlardır. Özellikle, su geçirmez ve oksijenin geçişini engelleyen poliolefin plastiklerden gıda ambalajı geliştirme çalışmaları yapılmaktadır.
Kim, yapıştırıcı işlevinin düşük kaliteli geri dönüştürülmüş plastiklerin daha dayanıklı ve yüksek kaliteli bir malzeme haline getirilmesine olanak tanıyacağını belirtmiştir.
