Jest to przedmiotem artykułu badaczy BASF w prestiżowym amerykańskim czasopiśmie naukowym Accounts of Materials Research.
Osiągnięcie obiegu zamkniętego dla tworzyw sztucznych pochodzących z heterogenicznych strumieni odpadów wymaga dwóch czynników: skalowalnych procesów sortowania oraz odpowiedniego połączenia technologii recyklingu. Właściwe podejście zależy zarówno od samego materiału, jak i od składu strumienia odpadów.
„Nie ma jednej standardowej technologii recyklingu tworzyw konstrukcyjnych” – podkreślił główny autor, dr Bernhard von Vacano, kierownik Programu Badawczego ds. Obiegu Zamkniętego Tworzyw Sztucznych w BASF. „Zamiast tego kluczowe jest inteligentne połączenie różnych, uzupełniających się technologii, dostosowanych do poszczególnych strumieni odpadów z tworzyw sztucznych. Celem jest produkcja wysokiej jakości materiałów pochodzących z recyklingu i osiągnięcie zamkniętego obiegu dla tworzyw konstrukcyjnych”.
Różne ścieżki recyklingu plastiku
Najpopularniejszą technologią jest recykling mechaniczny, w którym tworzywa sztuczne są sortowane, kruszone i topione. Proces ten jest energooszczędny, ale nie sprawdza się w przypadku wszystkich rodzajów tworzyw sztucznych i wymaga czystych i jednorodnych strumieni odpadów. Recykling mechaniczny jest szczególnie odpowiedni w przypadku odpadów opakowaniowych o dużej zawartości stosunkowo czystych polimerów i ograniczonej ilości dodatków. Niemniej jednak wymogi jakościowe i higieniczne mogą ograniczać wykorzystanie materiałów poddanych recyklingowi mechanicznemu w nowych produktach opakowaniowych. Istnieją ograniczenia recyklingu mechanicznego tworzyw sztucznych wykorzystywanych w wymagających technicznie zastosowaniach, ponieważ odpowiednie strumienie odpadów są często niewystarczające, a produkty z tworzyw sztucznych często zawierają złożone kompozycje polimerowe.
Z kolei recykling rozpuszczalnikowy jest odpowiedni dla bardziej złożonych odpadów z tworzyw sztucznych. W tym procesie rozpuszczalnik jest używany do selektywnego rozpuszczania, oddzielania i czyszczenia jednego rodzaju tworzywa sztucznego. Na przykład poliamidy można odzyskać ze złomowanych pojazdów i ponownie wykorzystać do produkcji nowych komponentów.
Kolejną ważną technologią recyklingu jest depolimeryzacja. W tym procesie tworzywa sztuczne są rozkładane na elementy składowe i ponownie składane. Naukowcy BASF opracowali loopamid® , innowacyjny proces, który umożliwia recykling poliamidu 6 z tekstyliów do tekstyliów w obiegu zamkniętym. Dzięki temu odpady tekstylne mogą być ponownie przetwarzane we włókna poliamidowe z zachowaniem tych samych wysokich standardów jakości, co konwencjonalny poliamid 6. Na początku 2025 roku BASF uruchomił swój pierwszy komercyjny zakład produkcyjny loopamidu w zakładzie w Caojing w Szanghaju w Chinach.
Tworzywa sztuczne pochodzące z bardzo heterogenicznych strumieni odpadów, które często trafiają do spalarni, mogą być poddawane recyklingowi w procesach termochemicznych, takich jak piroliza czy zgazowanie. Technologie te wymagają dużych nakładów energii. W procesie pirolizy długołańcuchowe polimery tworzyw sztucznych są rozbijane na krótkie łańcuchy węglowodorów, które następnie mogą być ponownie wykorzystane jako surowiec (olej pirolityczny). Gazyfikacja wytwarza gaz syntezowy, który może być wykorzystywany jako surowiec chemiczny w produkcji.
Kluczem do rozwoju skali są wspierające ramy regulacyjne
Liczne projekty pilotażowe BASF wykazały, że wiele procesów recyklingu poliuretanów i poliamidów jest technicznie wykonalnych i pozwala na ponowne przekształcenie odpadów z tworzyw sztucznych w surowiec o jakości pierwotnej.
„Jednak, aby te technologie mogły zostać wdrożone na dużą skalę i aby umożliwić uzasadnienie biznesowe dla inwestycji na dużą skalę, muszą zostać spełnione dwa kluczowe warunki. Po pierwsze, potrzebujemy skutecznych systemów gospodarowania odpadami, które pozwolą na długoterminowe utrzymanie obiegu tworzyw sztucznych. Po drugie, decydenci muszą zapewnić jasne i niezawodne ramy regulacyjne wspierające recykling” – powiedział dr Jens Hamprecht, współautor publikacji i wiceprezes działu Performance Materials w BASF.
Recykling, jako ważny filar transformacji w kierunku zrównoważonej gospodarki, zapewnia obieg materiałów, zmniejsza zależność od surowców kopalnych i chroni zasoby. Przejrzyste i przewidywalne ramy regulacyjne mogą pomóc w pozycjonowaniu Niemiec i Europy jako wiodących centrów innowacji, wspierających postęp technologiczny i zrównoważony rozwój w przemyśle chemicznym i produkcyjnym. Właśnie dlatego BASF prowadzi badania w całym łańcuchu wartości, aby systematycznie ulepszać procesy recyklingu i zamykać obieg materiałów.
Więcej informacji na temat tego, w jaki sposób tworzywa sztuczne mogą pozostać w obiegu, można znaleźć tutaj:
RECYCLE – Możliwości dzięki uzupełniającym się technologiom recyklingu.
