بازیافت پلاستیک

بازیافت پلاستیک

بازیافت پلاستیک (به انگلیسی: Plastic recycling) فرایند بازیابی ضایعات پلاستیکی و فرآوری مجدد آنها به محصولات مفید است. به دلیل گمراه کننده بودن نمادها در بسته‌بندی‌های پلاستیکی و موانع فنی متعدد، کمتر از ۱۰٪ از پلاستیک‌های ضایعاتی بازیافت شده‌اند. در مقایسه با بازیافت سودآور فلزها، و مشابه با بازیافت کم ارزش شیشه‌ها، بازیافت پلیمرهای پلاستیکی اغلب به دلیل چگالی پایین و سود کم آن چالش برانگیزتر است.

کارخانه‌های بازیابی مواد وظیفه مرتب‌سازی و پردازش پلاستیک‌ها را بر عهده دارند. از سال ۲۰۱۹، به دلیل محدودیت‌های اقتصادی، این کارخانه‌ها برای کمک به زنجیره تأمین پلاستیک تلاش کرده‌اند. صنعت پلاستیک حداقل از دهه ۱۹۷۰ می‌داند که بازیافت اکثر پلاستیک‌ها به دلیل این محدودیت‌ها بعید است. با این وجود، این صنعت برای گسترش بازیافت لابی کرده‌است در حالی که این شرکت‌ها همچنان به تولید پلاستیک بکر ادامه می‌دهند.

وقتی انواع مختلف پلاستیک‌ها در کنار هم ذوب می‌شوند، مانند روغن و آب تمایل به جدایش فازی دارند و در لایه‌هایی بر روی هم قرار می‌گیرند. مرزهای فازی باعث ضعف ساختاری در ماده حاصل می‌شود، به این معنی که این مخلوط‌های پلیمری فقط در کاربردهای محدودی قابل استفاده هستند. به همین دلیل است که صنعت پلاستیک، کدهای شناسایی رزین را ایجاد کرده‌است. پلی پروپیلن و پلی اتیلن، دو پلاستیک ساخته شده به‌طور گسترده نیز چنین رفتاری دارند که این امر کاربرد آنها را برای بازیافت محدود می‌کند. هر بار که پلاستیک بازیافت می‌شود، باید مواد بکر اضافی به آن افزوده شود تا به بهبود یکپارچگی مواد کمک کند. به این طریق، حتی پلاستیک بازیافتی نیز از مواد پلاستیکی جدید استفاده می‌کند. بعلاوه، آن قطعه پلاستیکی فقط ۲ تا ۳ بار قابل بازیافت است. بنابراین، حتی وقتی پلاستیک‌ها کد رزینی دارند یا برای بازیافت جمع‌آوری می‌شوند، فقط قسمت کوچکی از آن مواد بازیافت می‌شود. به عنوان مثال، تا سال ۲۰۱۷، تنها ۸ درصد از پلاستیک‌های ایالات متحده بازیافت شده‌است.

از آنجا که تقریباً تمام پلاستیک‌ها غیر-زیست تجزیه پذیر هستند، بازیافت می‌تواند نقشی در کاهش زباله‌های پلاستیکی داشته باشد. این امر به عنوان مثال برای کاهش تقریباً ۸ میلیون تن پلاستیک زائد که هر ساله وارد اقیانوس‌ها می‌شود، بسیار مهم است. با این حال، به دلیل پیچیدگی بازیافت پلاستیک‌ها، مقدار بسیار زیادی از پلاستیک‌هایی که برای بازیافت جمع‌آوری می‌شوند به روش‌های دیگری غیر از بازیافت فراوری می‌شوند، برای مثال آنها را می‌سوزانند یا بدون هیچ گونه فراوری آنها را در زمین دفن می‌کنند. 

ترموپلاستیک

ترموپلاستیک

گرمانَرم یا ترموپلاستیک (thermoplastic)، ویژگی نوعی پلاستیک است که هنگام گرما دیدن نرم می‌شود و پس از سرد شدن سفت می‌شود و می‌توان این فرایند را بارها تکرار کرد بدون آن‌که تغییر چشمگیری در خواص آن ایجاد شود.

به عبارتی دیگر، گرمانرم یک ماده بسپاری پلاستیکی است که در یک دمای خاص و مشخص، شکل‌پذیر و منعطف می‌شود و پس از سرد شدن، جامد می‌شود.

بسپارهای گرمانرم با افزایش دما، بدون تغییر شیمیایی ذوب می‌شوند. این پلیمرها را می‌توان به دفعات ذوب و دوباره جامد نمود. گرمانرم‌ها غالباً دارای جرم مولکولی بالایی هستند. زنجیره‌های بسپاری با نیروهای بین مولکولی به یکدیگر متصل می‌شوند، که با افزایش دما به سرعت ضعیف شده و یک مایع چسبناک تولید می‌کنند. در این حالت، به منظور تولید قطعات با روش‌های مختلف پردازش بسپار، گرمانرم تغییر شکل داده می‌شود.

روش‌هایی مانند: قالب‌گیری تزریقی، قالب‌گیری فشاری و اکستروژن

گرمانرم‌ها با گرماسخت‌ها (ترموست‌ها)، که پیوندهای شیمیایی برگشت‌ناپذیری را در طی فرایند پخت تشکیل می‌دهند، متفاوت هستند. گرماسخت‌ها هنگام گرم شدن ذوب نمی‌شوند، اما معمولاً تجزیه می‌شوند و پس از سرد شدن تغییر شکل نمی‌دهند.
نمودار تنش-کرنش یک ماده گرمانرم

خصوصیات فیزیکی یک گرمانرم بالاتر از دمای انتقال شیشه و زیر نقطه ذوب آن، بدون آنکه تغییر فاز دهد به شدت تغییر می‌کند.

گرمانرم‌ها در دمای بیش از دمای انتقال شیشه‌ای خود، منعطف و شکل‌پذیر هستند. برخی از گرمانرم‌ها زیر دمای انتقال شیشه کاملاً متبلور نمی‌شوند و غالباً برخی یا تمام خصوصیات آمورف خود را حفظ می‌کنند. نواحی آمورف، ویژگی کشسانی و نواحی بلورین، استحکام و صلبیت را به ماده می‌بخشند.

از پلاستیک‌های آمورف و نیمه آمورف در صورت لزوم برای کاربردهایی با شفافیت نوری بالا استفاده می‌شود، زیرا نور به شدت توسط بلورهای بزرگتر از طول موج آن پراکنده می‌شود. پلاستیک‌های آمورف و نیمه آمورف مقاومت کمتری در برابر واکنش‌های شیمیایی و ترک خوردگی ناشی از تنش‌های محیطی دارند زیرا فاقد ساختار بلوری هستند.

میزان شکنندگی را می‌توان با افزودن روان‌کننده‌ها کاهش داد، که باعث افزایش تحرک در بخش‌های زنجیره آمورف می‌شود تا دمای انتقال شیشه را به‌طور قابل توجهی کاهش دهد. اصلاح بسپار از طریق هم‌بسپاری شدن یا افزودن زنجیره‌های جانبی واکنش‌ناپذیر به مونومرهای (تک‌پارهای) قبل از بسپاری شدن نیز می‌تواند دمای انتقال شیشه را کاهش دهد. پیش از بهره‌گیری از این روش‌ها، قطعات پلاستیکی اتومبیل در معرض دمای سرد اغلب دچار ترک خوردگی می‌شدند. اینها مولکولهایی با زنجیره‌های بلند خطی یا کمی منشعب هستند که می‌توانند در اثر حرارت دادن به‌طور مکرر نرم و در اثر سرد شدن بارها و بارها سخت شوند. 

رده‌بندی پلاستیک‌ها

رده‌بندی پلاستیک‌ها

تنها شماری از معروف‌ترین نمونه‌ها از هر رده‌بندی آورده شده‌است.

پلاستیک‌ها از نظر ساختار مولکولی به سه دسته تقسیم‌بندی می‌شوند:

ترموپلاستیک‌ها: که به دفعات می‌توان با استفاده از گرم یا سرد نمودن آن را نرم یا سخت نمود. الاستومرهای ترموپلاستیکی (TPE) موادی هستند که خواص ترموست‌های لاستیکی و خواص ترموپلاستیک‌ها را با هم ترکیب کرده‌اند.[۲] این مواد نه کاملاً الاستومر و نه کاملاً ترموپلاستیک اند بلکه ترکیبی از هر دو هستند.
ترموست‌ها: که در طول شکل‌گیری، یک شکل دائمی به خود می‌گیرند و با گرم کردن مجدد نمی‌توان آن را نرم نمود.
الاستومرها: که حالت کشسانی دارند و پس از برداشتن نیرویی که باعث تغییر شکل آن‌ها می‌شود به حالت اولیه بازمی‌گردند.

پلاستیک

پلاستیک

پلاستیک به دسته‌ای از مواد مصنوعی یا نیمه مصنوعی گویند که از فرایند بسپارش بدست می‌آیند. پلاستیک‌ها دسته‌ای از بسپارهای افزایشی یا تراکمی هستند. پلاستیک جزو مواد مصنوعی است و به‌صورت طبیعی یافت نمی‌شود. پلاستیک‌ها را می‌توان به شکل‌های مختلف درآورد. اصولاً یکی از ویژگی‌های پلاستیک‌ها شکل‌پذیری خوب آن‌هاست. پلاستیک‌ها را می‌توان تحت فرایندهای گرمایی و مکانیکی به شکل‌های دیگرسان درآورد.

عمدتاً پلاستیک‌ها برای عرضه به بازار به مواد کمکی پرشماری از قبیل مواد ضد بلوک، آنتی‌اکسیدان‌ها، عوامل ضد شکاف مانند پلی‌بوتادین‌ها، پایدارکننده‌های گرمایشی، لغزنده‌کننده‌ها، رنگ‌ها و تأخیر اندازهای شعله‌وری از قبیل آنتمران آغشته می‌کنند. پس از دفع پلاستیک به صورت زباله، هر یک از این مواد می‌تواند در اثر حرارت غذا با مواد غذایی وارد واکنش شیمیایی پلیمر شود.[۱] برای ترمیم بافت‌های آسیب دیده هم به‌کار می‌رود. به این ترتیب که داخل ژل آن مواد سیلیکونی که نسبت به عبور الکتریسیته واکنش خوبی نشان می‌دهند به صورت افشره تزریق می‌کنند و در فاصله بین دوعصب که به هم نمی‌رسند تزریق می‌کنند. به این صورت با تحریک سیناپس‌ها جریان خفیف الکتریسیته داخل سلسله اعصاب به پلاستیک منتقل شده و خود به خود دانه‌های سیلیکون یکسو شده آن را عبور می‌دهند. پس از ارسال پیام عصبی به مغذی و پردازش در برگشت خلاف همین جریان از پلاستیک هوشمند عبور کرده امکان رفلکس را تا حد بسیار مناسبی فراهم می‌کند.