“升級回收”賦予塑料“第二春”

美國能源部國家可再生能源實驗室(NREL)的科學家開發了一種新型回收工藝，可將由常見聚酯材料——聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的一次性飲料瓶、衣服和地毯等轉變成更高價值且使用壽命更長的產品。相關研究近日發表在《焦耳》上，有望通過推動再生塑料市場開發保護海洋免受塑料污染侵害。

PET結實、質輕、耐水、不易碎，廣泛應用于制造業。全球每年大約生產2600萬噸PET，盡管可回收，但大部分最后都只能進入垃圾填埋場或散落在環境中，而它們自然狀態下的生物降解則需要數百年的時間。即使被回收利用，工藝也并非完美——再生PET的價值低，并且一般只能再利用一兩次。

“當前標準的PET回收方案基本上是‘降級回收’。”論文通訊作者、NREL高級研究員Gregg Beckham說，“我們發明的工藝則是一種‘升級回收’，可以將其轉變為長壽命、高價值的復合材料，類似于那些可用于汽車零件、風力發電機葉片、沖浪板或滑雪板的材料。”

該團隊將再生PET與來自于可再生資源(如植物生物質廢物)的原料相結合，生產出兩種纖維增強塑料(FRP)，其價值比原始PET高2~3倍，這意味著未來塑料瓶有望獲得更有價值的“第二次生命”。該團隊預測，使用他們的工藝生產復合材料產品，所需要的能源可比現有PET回收工藝少57%，溫室氣體排放可比常規石油基FRP的制造少40%。

“我們的想法是開發出能夠刺激PET回收經濟效益的技術，讓一次性廢塑料具有更高的回收價值。反過來這也有可能幫助解決廢塑料在海洋和垃圾填埋場中的污染問題。”Beckham說。

不過，該技術仍需要改進。該團隊計劃進一步分析由回收PET和植物基單體制備的復合材料的性質，并測試該工藝的可擴展性，以確定其在工業制造領域中的表現。他們還希望開發出可回收的復合材料——目前的復合材料可以使用數年甚至數十年，但最終不一定可回收。

“PET生產的規模遠遠超過新型復合材料生產的規模，因此需要更多的‘升級回收’解決方案，真正對全球的塑料回收產生積極影響。”論文第一作者、NREL工程師Nicholas Rorrer說。