Автоматическая сортировка пластика поможет решить проблему его переработки

Пластмасса окружает нас повсюду и для каждого отдельного целевого использования существует свой тип полимера, который подходит для тех или иных потребностей.

Большинство пластмасс могут быть переработаны, но сначала они должны быть отсортированы по типу – процесс, который производится вручную на предприятиях по переработке отходов и отнимает много времени.

Новая технология, разработанная учеными из мюнхенского Университета Людвига Максимилиана (Ludwig Maximilians Universitat) призвана ускорить этот процесс и сделать сортировку пластика более эффективной.

Команда исследователей во главе с профессором факультета химии Хайнцем Лангхалсом (Heinz Langhals) уже сделала значительный шаг, который обещает ускорить переработку пластиковых отходов. Они разработали методику, которая предусматривает автоматизированное распознавание полимерных составляющих пластмассы, таким образом, повышая эффективность переработки и повторного использования различных видов пластика.

Методика использует преимущества эффекта внутренней флуоресценции полимера, вызванной фотовозбуждением.

«Пластмассы испускают флуоресцентный свет при воздействии краткой вспышки света, и излучение со временем затухает в ярко выраженной текстуре. Таким образом, длительность этого остаточного свечения и есть та отличительная черта различных видов пластика, которая является для них чем-то вроде отпечатков пальцев», объясняет Лангхалс.

Новая технология, на которую уже подана заявка для патента, основывается на особенности пластика подвергаться воздействию вспышке света, которая заставляет материал флуоресцировать. Фотоэлектрические датчики затем измеряют интенсивность света, излучаемого в ответ на вызванное фотовозбуждение, чтобы определить динамику его затухания.
Поскольку в производстве пластмасс используют различные полимерные материалы, они отображают определенное время действия флуоресценции, а форма спадающей кривой может быть использована для идентификации их химической природы.

«С помощью этого процесса ошибки в измерении практически исключаются, для определенного вида материала полупериод затухания является постоянной величиной, аналогично затуханию радиоактивности для радиоактивных элементов», говорит профессор.

Подавляющее большинство технических полимеров обрабатываются как термопласты, то есть они плавятся при высокой температуре и готовое изделие производится путем впрыска расплавленного материала в соответствующую пресс-форму.
Разогрев переработанного пластика может привести к вредным изменениям в свойствах материала, в случае если пластик полностью не отсортирован «чисто». Уровень «засоренности» другим пластиком даже в 5% приводит к существенному снижению качества продукта реформинга.

Причина этого эффекта понижения качества в том, что полимеры, как правило, не должны смешиваться, так как они химически несовместимы друг с другом. Переплавка полимерных смесей часто приводит к разделению полимерной структуры на «домены», вкрапления в структуре, что отрицательно влияет на свойства конечного продукта. По этой причине высококачественный пластик всегда производится исключительно из нетронутых предшественников, и никогда из переработанных материалов.

Новый метод, разработанный командой ученых, может изменить эту картину. «Проблема отходов может быть решена с помощью самой природы химических соединений, и наш процесс может внести существенный вклад в защиту окружающей среды, потому как делает возможным процесс автоматической сортировки пластика».

Использование измерения времени затухания флуоресцентного свечения позволяет определить и отсортировать пластик до 1,5 тонн в час. Другими словами, метод в его нынешнем виде уже соответствует спецификациям, необходимым для его применения в промышленном масштабе.

Facepla.net по материалам en.uni-muenchen.de

Комментарии: