Phương pháp mới này đạt hiệu quả mà không cần hoạt động dưới nhiệt độ cực cao, do đó giúp tiết kiệm năng lượng hơn và có tỷ lệ thu hồi cao hơn đáng kể (khoảng 96% nguyên liệu ban đầu) so với các quy trình hiện tại. Những phát hiện này được công bố vào ngày 17 tháng 2 năm 2021 trên tạp chí khoa học Nature.

Stefan Mecking cho biết: "Việc tái sử dụng trực tiếp nhựa thường bị cản trở bởi trên thực tế, việc tái chế cơ học chỉ hoạt động ở một mức độ hạn chế - vì nhựa bị ô nhiễm và trộn với các chất phụ gia, làm suy giảm các đặc tính của vật liệu tái chế".

"Tái chế hóa học" là một giải pháp thay thế: Thông qua quy trình hóa học, nhựa đã qua sử dụng được chia nhỏ thành các khối phân tử, sau đó có thể được chuyển đổi thành nhựa mới.

Cụ thể là trong trường hợp polyethylene - loại nhựa được sử dụng rộng rãi nhất - việc tái chế hóa chất rất khó khăn. Ở cấp độ phân tử, nhựa được tạo thành từ các chuỗi phân tử dài. Stefan Mecking giải thích: “Các chuỗi polyme của polyetylen rất ổn định và không dễ bị đảo ngược trở lại thành các phân tử nhỏ. Với nhiệt độ yêu cầu trên 600°C làm cho quy trình tiêu tốn nhiều năng lượng. Đồng thời, tỷ lệ thu hồi bị hạn chế (trong một số trường hợp ít hơn 10% nguyên liệu ban đầu).

Stefan Mecking và nhóm của ông đã báo cáo về một phương pháp có thể tái chế hóa chất hiệu quả hơn về mặt hóa học đối với loại nhựa giống polyetylen, cùng với tỷ lệ thu hồi rất cao, khoảng 96% nguyên liệu ban đầu. Để làm như vậy, các nhà hóa học đã sử dụng "điểm gãy" ở cấp độ phân tử cho phép giải cấu trúc chuỗi thành các khối phân tử nhỏ hơn. Stefan Mecking giải thích: “Chìa khóa cho phương pháp của chúng tôi là các polyme có mật độ điểm gãy xác định trước thấp trong chuỗi polyetylen, để cấu trúc tinh thể và đặc tính vật liệu không bị ảnh hưởng”. Ông cũng cho biết loại vật liệu cũng phù hợp cho việc in ấn 3D.

Nhóm nghiên cứu của Stefan Mecking chứng minh cách tái chế hóa học này trên chất dẻo giống polyethylene dựa trên dầu thực vật. Công đoạn tái chế yêu cầu nhiệt độ chỉ khoảng 120 độ. Hơn nữa, các nhà hóa học cũng thực hiện phương pháp tái chế này đối với nhựa hỗn hợp có mặt trong các dòng chất thải. Các đặc tính của vật liệu tái chế ngang bằng với các đặc tính của vật liệu ban đầu. "Khả năng tái chế là một khía cạnh quan trọng đối với các công nghệ tương lai dựa trên nhựa. Tái sử dụng những vật liệu có giá trị như vậy một cách hiệu quả nhất có thể rất có ý nghĩa. Với nghiên cứu của mình, chúng tôi muốn đóng góp vào việc tái chế nhựa hóa học bền vững và hiệu quả hơn", Stefan Mecking nói.

Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210217114432.htm