Plastic afval is een steeds ernstiger milieuprobleem. Europa produceert jaarlijks ongeveer 60 miljoen ton plastic, maar slechts 30% wordt gerecycled. Van al het geproduceerde plastic afval zal 79% uiteindelijk worden gestort of als afval in de natuurlijke omgeving worden gegooid. Nu Europa echter aan de transitie naar een circulaire economie begint, waar materialen aan het einde van hun nuttige levensduur worden hergebruikt in plaats van weggegooid, begint verbeterde plasticrecycling een belangrijke rol te spelen in de circulaire economie.
Een reeks maatregelen die onlangs door de Europese Commissie zijn aangenomen, zullen bijdragen tot het verbeteren van de duurzaamheid van kunststoffen.
Volgens berichten in buitenlandse media worden verschillende nieuwe recyclingtechnologieën getest, waardoor wegwerpverpakkingen voor voedsel, vezelversterkte auto-onderdelen en matrasschuimpolymeren en andere plastic producten twee levens hebben en hetzelfde worden als nieuwe.
De kunststofstrategie, aangenomen in 2018, heeft tot doel dit probleem aan te pakken door het ontwerp, het gebruik en de recycling van plastic producten te veranderen. Een van de belangrijkste doelstellingen is om tegen 2030 55% van de plastic verpakkingen recyclebaar te maken. Verpakkingen hebben een hoge ecologische voetafdruk: ongeveer 40% van de plasticproductie wordt gebruikt voor verpakkingen en wordt na gebruik meestal weggegooid.
Verpakkingen zijn meestal gemaakt van verschillende soorten kunststoffen, waardoor recycling uitdagender wordt.
Vers voedsel zoals vlees en kaas hebben meestal meerdere beschermingslagen, zoals deksels, films en bakjes, die niet van hetzelfde soort plastic zijn gemaakt. Bij het omgaan met verschillende kunststoffen moeten ze worden gescheiden, omdat in het traditionele recyclingproces de verschillende kunststoffen niet goed met elkaar kunnen worden gemengd. Het scheiden is echter tijdrovend en duur. Daarom kunnen dergelijke artikelen niet worden gerecycled of als onmogelijk worden beschouwd.
Vezelversterkte composieten staan voor een soortgelijk lot. Dit op kunststof gebaseerde materiaal, versterkt met glas of koolstofvezel, kan worden gebruikt in een verscheidenheid aan auto-interieur- en exterieurcomponenten, van bumpers, textielbekleding tot deurpanelen. Omdat het moeilijk is om verschillende materialen te scheiden, worden dergelijke materialen meestal aan het einde van hun levensduur verbrand.
Maar nu kunnen nieuwe recyclingtechnologieën helpen.
Als onderdeel van het meerwielerproject hebben Dr. bugnicourt en projectpartners een gepatenteerd proces, creasolv, ontwikkeld door het Fraunhofer Instituut in München, Duitsland, uitgebreid, waarmee meerlagige verpakkingsmaterialen en vezelversterkte composieten keer op keer opnieuw kunnen worden geboren.
Met behulp van een op oplosmiddel gebaseerde formulering kunnen verschillende soorten kunststoffen en vezels worden geëxtraheerd en opgelost in oplosmiddelen om het doel van scheiding te bereiken. Het polymeer, de moleculen met lange keten waaruit het plastic bestaat, wordt vervolgens in vaste vorm uit de oplossing gerecycled en vervolgens opnieuw gevormd tot plastic pellets, en de gerecyclede vezels kunnen worden hergebruikt.
Vergeleken met de bestaande methoden biedt dit proces tot nu toe een beter perspectief.
In de traditionele mechanische recyclingmethode worden kunststoffen meestal afgebroken tijdens het behandelingsproces, dus het gebruik ervan is beperkt. Chemische terugwinning is een opkomende technologie die kunststoffen in kleine moleculen of monomeren kan veranderen. Hoewel er hoogwaardige kunststoffen kunnen worden geproduceerd, kunnen dit soort kunststoffen energie-intensieve producten zijn. Met behulp van de creasolv-recyclingmethode is de kwaliteit van gerecyclede kunststoffen erg hoog en is het proces efficiënter.
Nu voert het team kleinschalige experimenten uit met meerlagige verpakkingen en composieten om het proces te testen. Ondertussen ontwerpen ze een grootschalige proeffabriek in Beieren, die in juli van start gaat. De belangrijkste uitdaging, zegt dr. Bugnicourt, is de grootschalige verwijdering van plastic afval gemaakt van complexe plastic mengsels.
Leden van het team ontwikkelen ook een systeem om de samenstelling van plastic afval te monitoren en hopen automatisch de soorten kunststoffen en vezels in producten te kunnen identificeren om zo het recyclingproces te optimaliseren op basis van de batches gerecyclede materialen. Volgens Dr. bugnicourt zou het systeem in bestaande recyclingfabrieken kunnen worden geïnstalleerd om het assortiment gerecyclede kunststoffen uit te breiden, en zouden er speciale faciliteiten kunnen worden gebouwd om industrieel afval te verwerken.
Door het bestaande recyclingproces te verbeteren, kan ook de impact op het milieu van moeilijk te hergebruiken plastic afval worden verminderd. Hoewel sommige veelgebruikte kunststoffen, zoals huisdieren die worden gebruikt bij de vervaardiging van drankflessen, op grote schaal worden gerecycled, worden kunststoffen met meer speciale toepassingen vaak niet algemeen gerecycled. Technische barrières zijn een van de redenen.
Dr. Garcia armingol, directeur van de energie- en milieugroep van het Circe Energy Research Center in Spanje, en collega's demonstreren manieren om het terugwinningspercentage van moeilijk te recyclen kunststoffen te verbeteren als onderdeel van het polynspire-project. Ze houden zich voornamelijk bezig met polyamidekunststoffen voor auto-versnellingen en airbags, evenals polyurethaanschuim voor matrassen en tapijtproducten.
Het team is van mening dat traditionele recyclingmethoden kunnen worden verbeterd om de kwaliteit van gerecyclede kunststoffen te verbeteren. Hiervoor werken ze aan twee technologieën: het toevoegen van glas (een nieuwere kunststof die taai en taai is) en het toevoegen van hoogenergetische straling." Het hoofddoel van beide technologieën is het verbeteren van de slijtvastheid en prestaties van gerecyclede materialen zodat ze kunnen worden gebruikt in veeleisende toepassingen," zei dr Garcia armingol
Andere innovatieve technologieën die ze onderzoeken, kunnen de chemische terugwinning verbeteren, wat een groot potentieel heeft voor het bereiken van een circulaire economie, omdat kunststoffen continu kunnen worden gerecycled met behoud van hoge kwaliteit.
De ecologische voetafdruk van de technologie kan echter ook worden verkleind. Het gebruik van microgolven of slimme magnetische materialen kan bijvoorbeeld de energie verminderen die nodig is om warmte te genereren om polymerisatie te bereiken. Wanneer polymerisatie optreedt, worden de monomeren geproduceerd door het herstelproces gecombineerd om lange keten moleculen van kunststoffen te vormen.
Tot nu toe heeft het team dergelijke technologieën in het laboratorium getest. Nu bereiden ze zich voor op de productiefase van het project, wat zal bewijzen dat dergelijke technologieën haalbaar zijn op semi-industriële schaal. Momenteel voeren ze de voorbehandelings- en zuiveringsfase van herstel uit.
De volgende stap in het project is om aan te tonen dat de kunststoffen die door dergelijke technologieën worden geproduceerd, van voldoende kwaliteit zijn om de originele materialen te vervangen. Dr. Garcia armingol en collega's zullen zich richten op bepaalde toepassingen, zoals auto-onderdelen en matrassen die strenge kwaliteitseisen stellen. Nauwe samenwerking met industriële partners in de auto-industrie, chemische bedrijven en afvalbeheerbedrijven is ook essentieel voor de acceptatie van dergelijke technologieën.
