Planeti ynë po mbytet nga plastika. Disa nga shkelësit më të këqij, të cilëve mund të duhen dekada për t'u degraduar në deponi, janë polipropileni, i cili përdoret për gjëra të tilla si ambalazhet e ushqimeve dhe parakolpët dhe polietileni, që gjendet në qese plastike, shishe, lodra dhe madje edhe mulch (është një shtresë e materialit të aplikuar në sipërfaqen e tokës).

Polipropileni dhe polietileni mund të riciklohen, por procesi mund të jetë i vështirë dhe shpesh prodhon sasi të mëdha të metanit të gazit serrë. Të dyja janë poliolefina, të cilat janë produkte të polimerizimit të etilenit dhe propilenit, lëndë të para që rrjedhin kryesisht nga lëndët djegëse fosile. Lidhjet e poliolefinave janë gjithashtu shumë të vështira për t'u thyer.

Tani, studiuesit në UC Berkeley kanë dalë me një metodë të riciklimit të këtyre polimereve që përdor katalizatorë që thyejnë lehtësisht lidhjet e tyre, duke i kthyer ato në propilen dhe izobutileni, të cilat janë gazra në temperaturën e dhomës. Ato gaze më pas mund të riciklohen në plastikë të reja.

"Për shkak se polipropileni dhe polietileni janë ndër plastika më të vështira dhe më të shtrenjta për t'u ndarë nga njëra-tjetra në një rrymë mbetjesh të përzier, është thelbësore që një proces (riciklimi) të zbatohet për të dyja poliolefinat", tha ekipi hulumtues në një studim të botuar së fundmi në Science.

Duke e thyer atë

Procesi i riciklimit që ekipi përdori njihet si etenoliza izomerizuese, e cila mbështetet në një katalizator për të zbërthyer zinxhirët e polimerit olefin në molekulat e tyre të vogla. Lidhjet e polietilenit dhe polipropilenit janë shumë rezistente ndaj reaksioneve kimike, sepse të dyja këto poliolefina kanë zinxhirë të gjatë të lidhjeve të vetme karbon-karbon. Shumica e polimerëve kanë të paktën një lidhje të dyfishtë karbon-karbon, e cila është shumë më e lehtë për t'u thyer.

Ndërsa etenoliza izomerizuese ishte provuar nga të njëjtët studiues më parë, katalizatorët e mëparshëm ishin metale të shtrenjta që nuk mbetën të pastër aq gjatë sa të kthenin të gjithë plastikën në gaz. Përdorimi i natriumit në alumin i ndjekur nga oksidi i tungstenit në silicë doli shumë më ekonomik dhe efektiv, edhe pse temperaturat e larta të kërkuara për reaksionin i shtuan pak kosto.

Në të dyja plastika, ekspozimi ndaj natriumit në alumin theu çdo zinxhir polimer në zinxhirë polimerësh më të shkurtër dhe krijoi lidhje të dyfishta karbon-karbon të thyeshëm në skajet. Zinxhirët vazhduan të thyheshin pa pushim. Të dy më pas iu nënshtruan një procesi të dytë të njohur si metateza e olefinës. Ata u ekspozuan ndaj një rryme gazi etilen që rrjedh në një dhomë reaksioni ndërsa u fut në oksid tungsteni në silicë, gjë që rezultoi në thyerjen e lidhjeve karbon-karbon.

Reaksioni thyen të gjitha lidhjet karbon-karbon në polietileni dhe polipropileni, me atomet e karbonit të çliruar gjatë thyerjes së këtyre lidhjeve përfundojnë të lidhura me molekulat e etilenit. “Etileni është kritik për këtë reagim, pasi është një bashkëaktant”, tha studiuesi RJ Conk, një nga autorët e studimit, për Ars Technica. “Lidhjet e prishura reagojnë më pas me etilenin, i cili heq lidhjet nga zinxhiri. Pa etilen, reagimi nuk mund të ndodhë”.

I gjithë zinxhiri katalizohet derisa polietileni të shndërrohet plotësisht në propileni dhe polipropileni shndërrohet në një përzierje propileni dhe izobutileni.

Kjo metodë ka selektivitet të lartë - që do të thotë se prodhon një sasi të madhe të produktit të dëshiruar: propileni që rrjedh nga polietileni dhe si propileni ashtu edhe izobutileni që rrjedhin nga polipropileni. Të dyja këto kimikate janë shumë të kërkuara, propyleni është një lëndë e parë e rëndësishme për industrinë kimike, ndërsa izobutileni është një monomer i përdorur shpesh në shumë polimere të ndryshëm, duke përfshirë gomën sintetike dhe një shtesë të benzinës.

Duke e përzier atë

Për shkak se plastika shpesh përzihet në qendrat e riciklimit, studiuesit donin të shihnin se çfarë do të ndodhte nëse polipropileni dhe polietileni do t'i nënshtroheshin etenolizës izomerizuese së bashku. Reagimi ishte i suksesshëm, duke e shndërruar përzierjen në propilen dhe izobutileni, me pak më shumë propilen se izobutileni.

Përzierjet gjithashtu zakonisht përfshijnë ndotës në formën e plastikës shtesë. Kështu që ekipi gjithashtu donte të shihte nëse reagimi do të funksiononte akoma nëse do të kishte ndotës. Ata eksperimentuan me objekte plastike që përndryshe do të hidheshin tutje, duke përfshirë një centrifugë dhe një qese buke, që të dyja përmbanin gjurmë të polimereve të tjerë përveç polipropilenit dhe polietilenit. Reaksioni dha vetëm pak më pak propilen dhe izobutilen sesa me versionet e pandryshuara të poliolefinave.

Një test tjetër përfshin futjen e plastikës së ndryshme, si PET dhe PVC, në polipropilen dhe polietileni për të parë nëse kjo do të bënte një ndryshim. Këto ulën ndjeshëm rendimentin. Nëse kjo qasje do të jetë e suksesshme, atëherë të gjitha, përveç gjurmëve më të vogla të ndotësve, do të duhet të hiqen nga produktet e polipropilenit dhe polietilenit përpara se të riciklohen.

Ndërsa kjo metodë riciklimi tingëllon sikur mund të parandalojë tonelata me tonelata mbetjesh, do të duhet të rritet jashtëzakonisht shumë që kjo të ndodhë. Kur ekipi hulumtues rriti shkallën e eksperimentit, ai prodhoi të njëjtin rendiment, i cili duket premtues për të ardhmen. Prapëseprapë, do të na duhet të ndërtojmë infrastrukturë të konsiderueshme përpara se kjo të mund të ndikojë në mbetjet tona plastike.

"Shpresojmë që puna e përshkruar... do të çojë në metoda praktike për... (prodhimin) e polimereve të rinj", thanë studiuesit në të njëjtin studim. “Duke bërë këtë, kërkesa për prodhimin e këtyre kimikateve thelbësore, duke filluar nga burimet e karbonit fosil dhe emetimet e gazrave serrë të lidhura me to, mund të reduktohet shumë”.

/Motilokal.com