بازیافت سلفون و پلاستیک یک فناوری جا افتاده است که به اقتصاد دایره ای یا همان بازیافت کمک می کند. ما نیاز داریم راجع به حلال سلفون و هر نوع پلاستیک بیشتر بدانیم زیرا یک جامعه پایدار نیازمند بازیافت برای تولید مواد اولیه با کیفیت بالا از انواع زباله های قابل استفاده مجدد است.
مزایای بازیافت و استفاده از حلال سلفون
فن‌آوری‌های جدید بازیافت سلفون و پلاستیک با انواع حلال ها به بهبود شیوه‌های مدیریت زباله کمک می‌کند، به عنوان مثال، ضایعات پلاستیکی را در یک حلال سلفون برای خالص‌سازی و حفظ خواص مواد آن حل می‌کنند.
در محلول همچنین می‌توان پلیمرها را به مونومرهایی تبدیل کرد که می‌توانند برای بازسازی مواد درجه یک بکر مورد استفاده قرار گیرند.
حلال چیست؟
حلال ماده ای (مولکول) با قابلیت حل کردن سایر مواد (املاح) برای تشکیل محلول است. حلال ها معمولا مایع هستند اما می توانند به صورت جامد یا گاز نیز باشند. اصطلاح املاح به معنای ماده ای است که در یک ماده بزرگتر (حلال) حل می شود. نیروهای جاذبه در هر دو ماده حل شونده و حلال تقریباً با نیروهای جاذبه تشکیل شده در محلول یکسان است.حلال سلفون نیز از این قاعده مثتثنی نیست.
انواع حلال ها
حلال ها به طور کلی به دو دسته قطبی یا غیرقطبی طبقه بندی می شوند.
حلال های قطبی
اتم های حلال های قطبی دارای بارهای مثبت و منفی هستند که بارهای مثبت و منفی ماده ای را که با آن در تعامل هستند جذب می کنند. سپس حلال قطبی با بارهای الکتریکی که بخش‌های مختلف مولکول‌های املاح را می‌کشد، املاح را حل می‌کند و در نتیجه آن را حل می‌کند.
آب یک نمونه حلال قطبی است. آب یک مولکول دوقطبی فوق العاده قوی است زیرا بارهای منفی و مثبت دارد. این امر باعث می‌شود که آب با کشیدن بخش‌های مختلف مولکول‌های املاح، مواد گوناگونی را در خود حل کند. آب می تواند موادی مانند نمک را با کشیدن مولکول های دارای بار مخالف حل کند. جنبه منفی مولکول های حلال یون های مثبت نمک را جذب می کند. جنبه مثبت سایر مولکول های حلال یون های منفی نمک را می کشد. به این ترتیب یون ها به طور مساوی در سراسر حلال توزیع می شوند.
حلال غیر قطبی
حلال های غیرقطبی دارای الکترون هایی هستند که به طور مساوی در طول مولکول توزیع شده اند و مانند حلال های قطبی آنها را در انتهای مولکول متمرکز نمی کنند. آنها همان نوع مولکول های بزرگ املاح غیرقطبی را جذب می کنند. این مکانیسم اجازه می دهد تا تمام املاح غیرقطبی در حلال های غیر قطبی حل شوند.حلال سلفون و پلاستیک عموما جز این دسته از حلال ها هستند.
نمونه ای از حلال های غیر قطبی بنزن است. بنزن عمدتاً به عنوان یک واسطه برای ساخت سایر مواد شیمیایی استفاده می شود. بنزن که عمدتاً به عنوان یک حلال صنعتی استفاده می شود، برای حل یا استخراج یک ماده شیمیایی خاص استفاده می شود. سپس از این مواد شیمیایی در ساخت مواد شیمیایی و محصولات پلاستیکی استفاده می شود که سپس برای تولید نایلون، استایروفوم، مواد شوینده، رنگ، مواد منفجره و آفت کش ها استفاده می شود.
حلال سلفون پلی اتیلن
پلی اتیلن یک جامد ترموپلاستیک آلی با دمای ذوب پایین است. پلاستیک پلی اتیلن به عنوان ورقه های نازک در صنایع بسته بندی،در صنایع فرآوری مواد غذایی و در صنایع خودروسازی و چاپ کاربرد فراوانی دارد.
پلی اتیلن به دو صورت وجود دارد: پلی اتیلن با چگالی بالا و پلی اتیلن با چگالی کم که به ترتیب به عنوان HDPE و LDPE شناخته می شوند. هر دو شکل پلی اتیلن در برابر اسیدها، مایعات قلیایی سوزاننده و حلال های معدنی بسیار مقاوم هستند. این باعث می شود پلی اتیلن به عنوان یک ظرف در آزمایشگاه ها برای ذخیره اسیدها و بازها مفید باشد. با این حال برخی از حلال های آلی مانند بنزن و استون می توانند بعنوان حلال سلفون و پلاستیک پلی اتیلن مورد استفاده قرار گیرند.
آیا استون به عنوان حلال سلفون پلی اتیلن مناسب است؟
یک بطری آب پلاستیکی پلی اتیلن 500 میلی لیتری را به قطعات کوچک در حدود 2 سانتی متر در 1 سانتی متر برش دهید. چیپس ها را با دستمال کاغذی خشک کنید. 3 تا 5 قطعه از این تراشه های پلاستیکی پلی اتیلن را در یک نعلبکی شیشه ای قرار دهید.
حدود 100 میلی لیتر استون را از بطری استون با سیلندر اندازه گیری کنید. استون مایعی بی رنگ است اما به راحتی تبخیر می شود و بسیار قابل اشتعال است. 100 میلی لیتر استون را در لیوان خشک بریزید.
یک تراشه پلی اتیلن را درون استون درون بشر بریزید. به آرامی حل می شود و کرکی به نظر می رسد. یک تراشه دیگر اضافه کنید. اگر ظرف مدت 15 دقیقه کاملاً حل نشد، 100 میلی لیتر استون دیگر را اندازه کنید و در ظرف بریزید.
روی لیوان را ببندید و بگذارید چند روز در آن ببندد. در صورت لزوم استون بیشتری اضافه کنید تا تراشه های پلی اتیلن کاملا حل شوند. با میله شیشه ای هم بزنید تا محلول مخلوط شود.
حلال سلفون پلی اتیلن و پلی پروپیلن
پلی اولفین های PE (درجه های چگالی بالا و پایین) و PP در مقادیر بیشتری نسبت به سایر سلفون و پلاستیک های مصنوعی تولید می شوند.
در مورد PET، بازیافت مکانیکی به دلیل در دسترس بودن زباله و کیفیت بازیافت،مناسب برای بازارهای بزرگ است. با این حال، محتوای کالری بالای این هیدروکربن ها به این معنی است که آنها به عنوان یک ماده اولیه برای نیروگاه های بازیافت انرژی،مورد علاقه هستند.
پرولیز پلاستیک برای ساختن روغن‌های مناسب برای پالایش سوخت و مواد شیمیایی پایه به عنوان جایگزین انعطاف‌پذیرتری برای سوزاندن در حال بررسی است . این فناوری در مقیاس چند تنی اثبات شده است.
BASF اکنون از روغن‌های پیرولیز ساخته شده از پلاستیک زباله برای تغذیه کراکر بخار در کارخانه تولید مواد شیمیایی اولیه خود استفاده کرده است .
این نشان می‌دهد که علاقه ملموسی به تنوع استفاده از پلی اولفین‌های ضایعاتی وجود دارد. بازیابی پلی اولفین‌ها به وسیله حلال های سلفون نیز امکان‌پذیر است.
خیلی از شرکت ها از زایلن به عنوان یک حلال سلفون استفاده می کنند.ای حلال در دمای 85 درجه سانتی گراد سلفون های PE را حل می کند اما PP را حل نمی کند .
سلفون PP حل نشده را می توان با فیلتراسیون حذف کرد و سپس PE را با یک ضد حلال (پروپانول) رسوب داد. تحقیقات دیگر همچنین گزارش می دهد که مدول الاستیک PE و PP افزایش می یابد در حالی که سایر خواص پس از بازیافت مبتنی بر حلال یکسان یا اندکی بهبود می یابند.
مزایای استفاده از حلال سلفون برای بازیافت پلی اتیلن
جداسازی پلی اتیلن توسط فیلتراسیون بازیافت مبتنی بر حلال می تواند مزیت عمده ای را در هنگام استفاده از آن برای جداسازی زباله ها ارائه دهد. استخراج پلیمرها از جریان های زباله مخلوط با حلال سلفون انتخابی برای دهه ها شناخته شده است، اما هزینه قابل رقابت با شناورسازی و مرتب سازی زیاد است. با این حال، مواد چند لایه را نمی توان به طور موثر با تکنولوژی فعلی جدا کرد. این باید به عنوان یک نقص طراحی در بازیافت سلفون و پلاستیک در نظر گرفته شود، که اگر حل آن توسط طراحان محصول غیرممکن باشد، باید توسط بازیافت کنندگان برطرف شود.
سلفون های بسته بندی چند لایه معمولاً حاوی یک فیلم سلفون آلومینیومی و تعدادی لایه پلاستیکی از جمله لایه های آب بندی پلی اتیلن است. استفاده از حلال‌های قطبی قابل تغییر می‌تواند این مواد را با حل کردن PE جدا کند. اصل حلال سلفون با قطبیت قابل تعویض بر پایه یک آمین آبگریز است که با افزودن آب و دی اکسید کربن به محلول بی کربنات آمونیوم تبدیل می شود . آنتی حلال آبدوست حاصل، پلی اتیلن را رسوب می دهد. با آزاد کردن فشار دی اکسید کربن، آمین اصلی آماده برای استفاده مجدد اصلاح می شود.