بازیافت پلی‌استر
1- اولین کارخانه بازیافت پلی‌استرهای تجاری در( استانNRW)آلمان
"بازیافتی که محصولاتش مواد اولیه(مادر) برای ساخت محصولات جدید است"
تاریخ انتشار (اولین منبع خبری): 12.08.2025
ساخت اولین کارخانه صنعتی کوچک برای بازیافت انواع پلی‌استرهای صنعتی در استان نورد راین وستفالن (NRW) با کمک 30 میلیون یورویی اتحادیه اروپا تسریع می گردد.
شرکت matterr ، متخصص در بازیابی پلی‌استرهای تجاری مصرفی در صنایع بسته‌بندی و منسوجات، با موفقیت در مسابقه تأمین مالی استان نورد راین وستفالن "Productive.NRW" به عنوان بخشی از برنامه *ERDF/JTF NRW 2021-2027 شرکت کرد. در مراسمی مرتبط (خانم) مونا نوی بائر وزیر فدرال امور اقتصادی و حفاظت از آب و هوا، گواهی جایزه تأمین مالی 30 میلیون یورویی را به ملانی هکلر(Melanie Hackler ) مدیرعامل matterr تقدیم کرد.
این بودجه صرف ساخت یک کارخانه صنعتی کوچک در نوردراین وستفالن خواهد شد. در این کارخانه قرار است تولید در سال ۲۰۲۷ با ظرفیت سالانه ۱۰،۰۰۰ تن (مواد) آغاز شود.
* ERDF/JTF NRW 2021-2027:
EFRE= Europäisches Fonds für regionale Entwicklung
(European Regional Development Fund )
Fonds für den gerechten Übergang = JTF
(JTF Just Transition Fund)
فناوری نسل جدید دراقتصاد چرخشی (Circular economy )
شرکت matterr با فناوری نوآورانه( innovativ) خود، به فرآیندی متکی است که پلی‌استرها از جمله- پلی اتیلن ترفتالات (PET )- را با دِپلیمریزاسیون تحت فشار اتمسفر به مواد اولیه (اصلی) خود تجزیه میکند.
مواد بدست آمده را می‌توان سپس و پس از خالص‌سازی در کارخانه های متداول تولید پلی استر (موجود) به محصولات جدید تبدیل کرده و بدین ترتیب به طور کامل مواد اولیه فسیلی حاصل از فرآیندهای پتروشیمی را جایگزین نمود.
این فرایند ولی، می‌تواند- برخلاف فرآیندهای بازیافت مکانیکی- امکان بازیافت(مخلوط)پسماندهای صنایع نساجی و صنایع بسته‌بندی‌های چندلایه را نیز فراهم کند، پسماندهایی که در حال حاضر عمدتاً دفن یا سوزانده می‌شوند و این گامی ست تعیین‌کننده به سوی چرخه‌های بسته مواد، « اقتصاد چرخشی»
سرمایه‌گذاری در مقیاس‌بندی و مکان‌یابی
حجم کل سرمایه‌گذاری برای این کارخانه تقریباً ۶۳ میلیون یورو است. علاوه بر بودجه دولتی، این تأمین مالی با بودجه‌های اضافی از سایر منابع تکمیل خواهد شد. ملانی هکلر، مدیرعامل، توضیح می‌دهد: "تأیید این بودجه یک نقطه عطف حیاتی برای matterr است . این امر ما را قادر می‌سازد تا طرح خود را برای تأمین پلی‌استر بازیافتی به صورت اقتصادی و رشد یابنده با مواد اولیه با کیفیت اجرا کنیم. تصمیم برای استقرار در آلمان آگاهانه بود، زیرا فناوری ما در اینجا توسعه یافته است و ما آن را در اینجا مقیاس‌پذیر می‌کنیم. این امر استقلال استراتژیک ما را در یک فناوری کلیدی برای تحول چرخه‌ای بازارهای نساجی و بسته‌بندی در سراسر جهان تضمین میکند"
2- سیستمی جدید برای بازیافت (مجدد) پلی‌استرهای تجاری
(New upcycling system for commercial polyester )
تاریخ رسانه ای شدن : 01.08.2022
با استفاده از مواد ( رایج) در دسترس و یک فرآیند اختلاط و روش گرمایش ساده، می توان پلی‌استرها را به موادی با قابلیت بازیافت(مجدد) و کیفیت مناسب تبدیل کرد.
مواد مصنوعی یا پلیمرهای سنتتیک خواص مفید زیادی دارند، با این حال ولی استفاده غیر اصولی و نا صحیح از آنها منجر به آلودگی گسترده و بسیار زیانبار محیط زیست گردیده و می‌گردد. یکی از راه حل های این مشکل، بازیافت (اصولی) و استفاده مجدد از این مواد است. به عنوان نمونه می توان از پلی‌اتیلن‌ترفتالات ( PET)- یک پلی‌استر- نام برد که در بسیاری از کشورها به چرخه « بازیافت » وارد می شود.
فرایند بازیافت های متداول ولی معمولاً مشکلاتی را به همراه دارند که یکی از آنها این است که بخش هایی از زنجیر پلیمری تخریب شده و پلیمرهای( معمولا)کوچکتر و ضعیف‌تری از پلیمر " مادر" ایجاد می شوند . این مواد ( جدید) البته کیفیت مناسب نداشته و به هیچ وجه قابلیت جایگزینی با پلیمر "مادر"را ندارند.
مدت هاست محققانی در سراسر جهان در تلاش اند تا« مواد پلیمری شبکه‌ای پایدار» را به گونه ای توسعه دهند که بتوان آن ها را به طور موثر و مقرون به صرفه به چرخه « بازیافت مجدد » وارد کرد.
دکتر میکی هیرو هایاشی(Dr. Mikihiro Hayashi ) استادیار موسسه فناوری ناگویا (Nagoya ) و همکارانش در ژاپن، در سال 2022 فرآیندی را برای بازیافت پلی‌استر، یک ماده مصنوعی(یا پلاستیک) پرکاربرد و تبدیل آن به یک پلیمر «شبکه‌ای» به نام "ویتریمر" را توسعه داده‌اند که استحکام و خواص خود را در طول بازیافت حفظ کرده و می‌توانند به راحتی به محصولات مفید تبدیل شوند، بدون اینکه خواص ترمومکانیکی پلیمر اصلی را از دست داده و (همزمان) خواص پلیمرهای شبکه ای( ترموست) جدیدی به آن اضافه شود. این روش شامل تبدیل پلی‌استر به « ویتریمر» ا ست- گروه نسبتاً جدیدی از پلیمرها- با پیوندهای کووالانسی(پویا) که قادرند به صورت برگشت‌پذیر اصلاح شده و پیوندهای عرضی جدیدی را ایجاد کنند. این پیوندهای کووالانسی پویا به « ویتریمرها » خواص مطلوبی مانند قابلیت بازیافت، قابلیت پردازش مجدد و قابلیت ترمیم می‌دهند که از ویژگی‌های بارز موادی کاربردی با کیفیت بالا می باشد.
این پژوهش در اول آگوست 2022 در مجله شیمی مواد (Journal of Materials Chemistry A ) منتشر شد.
در حاشیه :
روزی در یکی از کلاس‌های (اینجانب)مرتبط با موضوع پلیمرها در پاسخ به این سوال که " پلی‌اتیلن‌ترفتالات چیست " ، دانشجویی از یک رشته مرتبط پاسخ داد : " کو پلیمری از اتیلن و ترفتالیک اسید" ! ! اینجانب (مسلماً) با این " جواب" موافق نبودم و امیدوارم که شما هم موافق نباشید ( شاید بعداً توضیح داده شود )
ویتریمر( Vitrimer) چیست ؟
نگارنده ( وبلاگ) در سال 1394 در پستی با عنوان " ویتریمرها" و کشف آنها گزارش کرد. حال بر این باورم که ذکر (چکیده ای ) از آن پست وبلاگ ( با کمی ویرایش)، می تواند پدیده « ویتریمر » را کم و بیش تشریح کند.
ویتریمر(Vitrimer)،یک ماده مصنوعی یا "پلاستیک" جدید
(هم ترموپلاست و هم ترموست ! )
«ویتریمر» ،پلیمری که به لحاط خواص شباهت های زیادی به دورومرها (یاترموست ها) دارد و اتصالات حاکم بر اجزاء آن از نوع کووالنت است. ساختار(فضائی) این پلیمر دردماهای بالا(تر) به نوعی بیشتر به ترموپلاست ها شبیه است. بدین معنی که نرم شده و با افزایش دما ریزش میکند و مجدداً با سردشدن- بازهم مشابه ترموپلاست ها-دوباره "جامد*" شده و دراین حالت مجدداً مشا به ترموست عمل می کند.
* "جامد" و یک توضیح الزامی :
واژه ("جامد") درپلیمرهای آلی- پلیمر غیر‌آلی نیز وجود دارد- صحیح نیست ، زیرا در اینجا موضوع " دمای انتقال شیشه ای مطرح است. واژه " جامد" برای مواد « کریستالی » موضوعیت دارد.
ادامه مبحث :
آنچه که (هم اکنون نیز) درخصوص ساختارهای پلیمرها از آن تبعیت می شود، براساس آیوپاک (IUPAC) اینگونه است که پلیمرها را در سه زیرگروه ترموپلاست، دورومر یا ترموست و الاستومر طبقه بندی میکند .
ترموپلاست پلیمری است که از مونومرهای دی فونکسیونل تشکیل گردیده و لذا ساختاری (دروحله اول) خطی دارد. این ماکروملکول های خطی سپس با یکدیگر از طریق نیروهای «واندروالز» به صورت ماده مصنوعی یا "پلاستیک"تجمع نموده اند. این گروه ازاتصالات- نیرو های واندروالز- با تزریق انرژی مانند حرارت از هم متلاشی شده و پلیمر «ریزش میکند». پلیمر ریزش کرده ولی قابلیت آنرا دارد که با سردشدن دوباره درفرم(جدید)"جامد" گردد. ترموپلاست ها همچنین درمقابل حلال های (مناسب) نیز غیرمقاوم هستند.
دورومر یا ترموست پلیمری است که مونومرهای تشکیل دهنده آن تری- و بعضاً نیز دی فونکسیونل – بوده ، اتصالات بین اجزاء آن(همه) ازنوع شیمیائی است و ساختاری شبکه ای (سه بعدی) دارد. این نوع ساختار، یعنی دورومر (یا ترموست*) با گرم شدن دچار تغییر حالت (فیزیکی) نگردیده و نسبت به حلال ها نیز مقاوم است .
اصطلاح « ترموست » و یک توضیح الزامی:
این اصطلاح ربطی به نوع سخت شدن یک بایندر(رنگ) - با / یا بدون حرارت- ندارد؛ فیلم پوشش‌های اپوکسی نیز « ترموست» است، اگر چه که انواع متداول(تر)آن ها در دمای محیط سخت می شوند !
الاستومر پلیمری است که( اصطلاحاً)"کش میاید". اجزاء تشکیل دهنده آن عمدتاً دی فونکسیونل به اضافه (فقط) تعداد کمی هم تری فونکسیونل می‌باشند، دارای ساختاری با شبکه نسبتاً ضعیف است و نوع خوب و با کیفیت آن تا دو برابر اندازه خود کش میاید، مانند لاستیک (وُلکانیزه باگوگرد)، دستکش های کار و...
ویتریمر
یک آسیب جزئی در رنگ بدنه اتومبیل، یک شکاف موئی در کلاه ایمنی و یا یک اسباب بازی پلاستیکِ آسیب دیده، همه این اشیاء (آسیب دیده) را می توان دوباره به حالت اول برگرداند، فقط باگرم کردن !
شیمی‌‌دان فرانسوی(64) رومانیائی تبارLudwik Leibler ، یکی ازصاحب نامان پلیمرشیمی، رئیس آزمایشگاه تحقیقاتی مواد وشیمی درموسسه فرانسوی Ecole Supérieure de Physique et Chimie Industrielles (ESPCI) و بنیان گذار پلیمرهای سازگار با محیط زیست، راهی عملی برای مبارزه با انبوه مواد پلیمری ضایعاتی و مخرب محیط زیست را پی افکند. نامبرده جایزه اروپائی سال 2015 برای "تحقیقات برجسته" را درپاریس با حضور 400 نفر از بخش های اقتصاد، سیاست و تحقیقات دریافت نمود. وی اعلام کرد که او و گروه تحقیقاتی وی درموسسه فرانسوی مذکور با " کنجکاوی فراوان وقدری هم خوش شانسی "روی مواد پلیمری دورومری خاصی کارمی کردند که متوجه شدند که درصورتیکه از فلز زینک (روی) در کربنیک اسید به عنوان کاتالیزاتور استفاده شود، دردمای 150 درجه یک حرکات ویژه ای دراتصالات بین اجزاء ماده مصنوعی مشاهده می‌گردد"، اتصالاتی بین ملکول‌های تشکیل دهنده « دورومر» (یا ترموست) دچار نوعی دگرگونی شده و ماده مصنوعیِ = قاعدتاً نرم یا ذوب نشونده-، قابلیت فرم پذیری(جدید) پیدا میکند، بدون اینکه با افزایش دما - مانند ترموپلاست ها -"ریزش" کند. به گفته وی " ویتریمر متولد شده است، ماده جدیدی که کاملاً (درحلال ها) نامحلول است، درآن ها "متورم" نمی شود، ذوب نمی شود، ولی دریک محدوده دمایی نرم می شود و قابلیت فرم پذیری دارد، کاملاً قابل بازیافت است و می‌تواند دربسیاری ازکابردها جایگزین فلزات و شیشه شود، قابلیت جوشکاری و متصل شدن به مواد مشابه را دارد و هرکجا که موادمصنوعی ترموپلاست و/یا دورومر (کلاسیک) استفاده می شود، قابل استفاده است."
منبع :
chemie.de - Das Chemie Fachportal vom Labor bis zum Prozess , 15.06.2015
****************************************************
کتاب های تخصصی (علمی-کاربردی) صنعت رنگ از حمیدرقمی (نگارنده وبلاگ)
برای دیدن جزئیات بیشتر روی عنوان" کتاب های تخصصی ..." کلیک کنید!