Пластик қалдықтары қазіргі заманның ең үлкен экологиялық мәселелерінің бірі болып табылады. Оларды ыдырату және қайта өңдеу әдістерін іздеу ғалымдар үшін маңызды міндетке айналды. Соңғы зерттеулер нәтижесінде ғалымдар пластик қалдықтарын ауадағы ылғалды пайдаланып ыдырататын жаңа әдіс ойлап тапты. Бұл әдіс қазіргі қайта өңдеу тәсілдеріне қарағанда қауіпсіз әрі арзан балама болып табылады.
Жаңа әдіс: пластик қалдықтарын ауаның ылғалдылығымен ыдырату.
Зерттеушілер пластикті арзан катализатормен (химиялық реакцияны жеделдететін зат) өңдеп, оны ауаға ұшыратқанда, материалдың 94%-ы төрт сағатта ыдырады. Бұл процесте пластик терефтал қышқылына (ТҚ) – полиэфирлердің өте құнды құрылыс блогына айналды. ТҚ-ны одан әрі құнды материалдарға қайта өңдеуге болатындықтан, бұл әдіс қазіргі пластикті қайта өңдеу тәсілдеріне қарағанда тиімді балама ұсынады. Бұл зерттеу Green Chemistry журналында жариялады.
«АҚШ жан басына шаққанда пластикпен ластанудың бірінші көзі болып отыр. Бірақ біз осы пластиктің тек 5%-ын ғана қайта өңдейміз. Біздің зерттеуіміздің ерекшелігі – пластикті ыдырату үшін ауадағы ылғалды пайдалануымыз және өте таза әрі таңдамалы процесті жүзеге асыруымыз. ПЭТ [полиэтилентерефталат] құрылысының негізгі блогы болып табылатын мономерлерді (полимерлердің құрылыс блогы) қалпына келтіру арқылы біз оларды қайта өңдеп қана қоймай, одан да құнды материалдарға айналдыра аламыз», – деді Солтүстік-Батыс университетінің химия кафедрасы доценті Йоси Кратиш.
Еуропа қоршаған орта агенттігінің мәліметтері бойынша, 2000 жылдан бері өндірілген пластик осы уақытқа дейін жасалған пластиктің жартысынан көбін құрайды, ал жылдық өндіріс 2050 жылға қарай екі есе артады деп болжануда. Бүгінге дейін өндірілген пластиктің тек 9%-ы ғана қайта өңделді. Қалғаны, жиі ұрпақтар бойы ыдырамайтын болғандықтан, қоршаған орта мен денсаулыққа ауыр зардаптар әкеледі. Мысалы, пластик теңізге ағып, қалқымалы қоқыс аралдарын құрайды, жабайы табиғатқа зиян келтіреді және микропластикке ыдырап, адам миы мен басқа органдарына енеді.
Жаңа әдістің механизмі
Осы қалдықтардың кейбірін ыдырату үшін зерттеушілер молибден катализаторын – иілгіш күміс түсті металл – және белсендірілген көмірді ПЭТ-ке, яғни ең көп таралған полиэфир пластик түріне қолданды. Содан кейін қоспаны қыздырды. Қысқа уақыттан соң бұл полиэтиленнің химиялық байланыстарын үзді. Команда материалды ауаға ұшыратқанда, қоспа полиэфирдің құнды прекурсоры болып табылатын ТҚ-ға және өнеркәсіптік химиялық зат – ацетальдегидке айналды. Ацетальдегидті қоспадан оңай бөліп алуға болады. Әдісті аралас пластиктерде сынағанда, ол тек полиэфир материалдарына ғана әсер ететіні анықталды. Бұл пластикті алдын ала сұрыптаудың қажеті жоқ екенін білдіреді. Әдіс пластикалық бөтелкелерде, футболкаларда және түрлі-түсті пластиктерде қолданылып, оларды таза, түссіз ТҚ-ға ыдыратты.
Болашаққа жоспар
Команданың келесі қадамы – процесті өнеркәсіптік ауқымды қолдануға бейімдеу. «Біздің технология пластикпен ластануды айтарлықтай азайтып, пластиктің қоршаған ортаға әсерін төмендетеді және материалдар қоқысқа тасталмай, қайта пайдаланылатын циклдік экономикаға үлес қосады. Бұл таза әрі экологиялық болашаққа нақты қадам және инновациялық химияның жаһандық мәселелерді табиғатқа сәйкес шеше алатынын көрсетеді», – деді зерттеу авторы Навин Малик.