اختصاصی بسپار/ یاریگر (کاتالیست) جدیدی برای بازیافت پسماندهای پلی‌اتیلن و پلی پروپیلن
گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ایران پلیمر گروه شیمی دانشگاه کالیفرنیا، برکلی فرآیند یاریگری جدیدی را برای بازیافت پلی اتیلن (PE) و پلی پروپیلن (PP)، به عنوان دو نوع غالب زباله‌های پلاستیکی پس از مصرف، ساخته است. این فرآیند شیمیایی جدید اساساً می‌تواند پلاستیک‌ها را تبخیر کرده و آن‌ها را به قطعه‌های هیدروکربنی برای پلاستیک‌های جدید تبدیل کند.
فرآیند شیمیایی قبلی با چالش‌ها
دو سال پیش، پژوهشگران این گروه فرآیندی را برای تبدیل کیسه‌های پلاستیکی پلی‌اتیلن به تکپار پروپن ارائه کردند که می‌توان از آن برای ساخت پلاستیک‌های PP استفاده کرد. این فرآیند شیمیایی از سه یاریگر مختلف فلزات سنگین سفارشی استفاده می‌کرد. یکی برای اضافه کردن پیوند دوگانه کربن-کربن به PE و دو تای دیگر برای شکستن زنجیره در این پیوند دوگانه و جدا کردن یک اتم کربن و تشکیل مولکول‌های پروپیلن (C3H6) با اتیلن، تا زمانی که دیگر بسپاری وجود نداشته باشد. البته این یاریگرها عمر کوتاهی داشتند، که بازیابی آن‌ها را به شکل فعال دشوار می‌کرد.
فرآیند جدید با یاریگر
در فرآیند جدید، یاریگرهای فلزی گران قیمت و محلول با یاریگرهای جامد ارزان‌تری جایگزین شده‌اند که معمولاً در صنایع شیمیایی برای فرآیندهای جریان پیوسته استفاده می‌شوند و از یاریگر استفاده‌ی دوباره می‌کنند. فرآیندهای جریان پیوسته را می‌توان برای حجم زیادی از مواد به کار گرفت.
یاریگر سنتز شده‌ی سدیم روی آلومینا به طور موثر انواع مختلفی از زنجیره‌های بسپاری پلی‌اولفین را می‌شکند و یکی از دو قطعه را با یک پیوند دوگانه کربن-کربن واکنش پذیر در انتها باقی می‌گذارد.
یاریگر دوم، اکسید تنگستن روی سیلیس، اتم کربن را در انتهای زنجیره به گاز اتیلن اضافه می‌کند که دائما در محفظه واکنش جریان دارد تا یک مولکول پروپیلن را تشکیل دهد.
فرآیند دوم که olefin metathesis نامیده می‌شود، پیوند دوگانه‌ای را به جا می‌گذارد که یاریگر می‌تواند بارها و بارها به آن دسترسی داشته باشد تا زمانی که کل زنجیره به پروپیلن تبدیل شود.
همین واکنش با PP برای تشکیل ترکیبی از پروپن و هیدروکربنی به نام ایزوبوتیلن رخ می‌دهد. ایزوبوتیلن در صنایع شیمیایی برای ساخت بسپارهای محصولات مختلف از توپ فوتبال گرفته تا لوازم آرایشی و برای ساختن افزودنی‌های بنزین با اکتان بالا استفاده می‌شود. علاوه بر این، عملکرد یاریگر تنگستن حتی موثرتر از یاریگر سدیم در شکستن زنجیره‌های PP بود.
یکی از مزایای کلیدی یاریگرهای جدید این است که برای تشکیل پیوند دوگانه کربن-کربن شکستنی در بسپار نیازی به حذف هیدروژن ندارند. این دو یاریگر در کنار هم مخلوطی با نسبت مساوی از پلی اتیلن و پلی پروپیلن را به پروپیلن و ایزوبوتیلن تبدیل کردند که هر دو در دمای اتاق به صورت گاز بودند و بازدهی نزدیک به 90 درصد داشتند. اگر پلی اتیلن یا پلی پروپیلن به تنهایی فرآورش شوند، بازده حتی بالاتر نیز خواهد بود.
