Blandat elektronikavfall av plast kan vara en värdefull källa till återanvändbara polymerer, en ny studie ledd av forskare från Illinois Sustainability Technology Center föreslår. Teamet har utvecklat den första energieffektiva och miljövänliga processen som separerar blandade polymerer så att de kan återvinnas till nya, högkvalitativa plastprodukter.

E-avfall från kylskåp, tv-apparater, datorer, monitorer, mobiltelefoner och videospelskonsoler är en ständigt ökande börda för deponier och återvinningsindustrin. Medan delar av dessa material är lättåtervinningsbara - glas och metaller - är de återstående plasterna en utmaning på grund av deras komplexa blandade polymersammansättning.

"Föremål som vattenflaskor och mjölkkannor kan lätt återvinnas eftersom de är gjorda av enskilda polymerer, " sa ISTC-forskaren och studiemedförfattaren B.K. Sharma. "Andra plastföremål, som mobilfodral, till exempel, är gjorda av mer komplexa polymerblandningar. De hopar sig på återvinningscentraler och slutar så småningom att de förbränns eller skickas till deponier eftersom det inte finns några säkra eller effektiva sätt att återvinna dem."

Teamets resultat, publiceras i tidskriften ACS Sustainable Chemistry &Engineering , är de första att visa en giftfri, oförstörande och energieffektiv kemisk lösningsmedelsprocess för att återvinna polymerer från dessa mer komplexa plastblandningar.

"Processen som används för att lösa upp industriella polymerer är inte så annorlunda än att göra hårda godisar, " sa ISTC forskningsingenjör och medförfattare Sriraam Chandrasekaran. "Med godis, du löser sockerkorn i vatten, låt vätskan bli mättad med socker, indunsta vattnet och återvinn polymeren, vilket i det här fallet är godiset. I vårt labb, vi använder plastpolymerer istället för socker och lösningsmedlet vi använder är starkare än vatten."

De mest effektiva lösningsmedelsmetoderna som används idag involverar en kemikalie som kallas DCM, som släpper ut cancerframkallande ångor i luften vid nära rumstemperatur. Dessa ångor förorenar arbetsytan och introducerar potential för utsläpp i atmosfären, sa forskarna.

"Vår process använder ett lösningsmedel som heter NMP, som bara släpper ut ångor när den värms upp till 180 grader Celsius, långt över den temperatur som behövs för att lösa upp polymererna, " sa Chandrasekaran.

En särskilt effektiv egenskap hos den nya processen är förmågan att kondensera det förångade lösningsmedlet för återanvändning om och om igen. "Syftet med studier som dessa är inte bara att hitta sätt att återvinna detta rikliga blandade plastavfall, men att göra det effektivt på ett miljövänligt sätt, sa Sharma.

Besparingarna slutar inte där, sa forskarna.

Processen lämnar kvar en del polymeravfall. Dock, forskarna kan omvandla dessa rester till användbar eldningsolja genom en termokemisk process som kallas pyrolys, ytterligare avleda denna plast från soptippar.

"Helst, vi skulle vilja ta bort det steget och låta lösningsmedelsprocessen sluta i en fullständig återvinning, " sa Chandrasekaran.

Teamet har framgångsrikt demonstrerat denna nya lösningsmedelsprocess med små mängder i labbskala, och det har producerat polymerer med jämförbar kvalitet som deras motsvarigheter i jungfruligt material.

"Nästa steg kommer att vara att köra de återvunna polymererna genom en tillverkningsprocess och testa för kvalitet, " sa Sharma. "Om det lyckas, vi kan sedan påbörja ett pilotprojekt."