Nová metóda premieňa pomocou UV svetla použité plienky na suroviny, ktoré poslúžia na výrobu materiálov, ako sú lepidlá a farbivá.
Jednorazové plienky sú záťažou pre životné prostredie. Len v USA sa ich každý rok vyhodí viac ako 18 miliárd. Priemerný čas rozkladu jednorazovej plienky je približne 550 rokov. Ilustračný obrázok. Zdroj: iStockphoto.com
Jednorazové plienky sú veľkou pomocou pre rodičov, ale nočnou morou pre planétu. Použitá jednorazová plienka putuje do koša a nahradí ju ďalšia v poradí. Podľa portálu RecyclingPortal spotrebuje malé dieťa do odplienkovania priemerne 5 000 až 6 000 jednorazových plienok. V odpade tak končia tony použitého materiálu.
S cieľom čeliť kvantám odpadu z jednorazových plienok a plytvaniu surovinami vedci hľadali spôsob, ako si poradiť s týmto ťažko odbúrateľným materiálom. Vyvinuli praktický proces recyklácie. Z ich štúdie vyplýva, že navlhčením a následným vystavením UV žiareniu sa dá polymérový materiál skvapalniť na látku, ktorá sa dá využiť na výrobu materiálov, ako sú lepidlá a farbivá.
Superabsorbenty
Plienky, ale aj ďalšie hygienické a medicínske produkty, napríklad vložky, obsahujú takzvané superabsorpčné materiály. Vďaka tomu produkty dokážu nasať a akumulovať tekutiny. Tento účinok je založený na zosieťovaných polymérových štruktúrach z dômyselne vyrobeného polyakrylátu sodného. Drobučké kryštáliky polyakrylátu sodného, ktorými sú savé vrstvy v plienke napustené, pohlcujú vlhkosť. Táto obdivuhodná chemická zlúčenina je schopná pojať až stonásobok vody v pomere k jeho vlastnej hmotnosti.
Končia na skládkach alebo v spaľovniach
Recyklácia produktov vyrobených z tohto materiálu je tvrdý oriešok. Zdá sa, že iba 16-hodinový kyslý kúpeľ pri teplote 80 stupňov Celzia dokázal superabsorbenty premeniť na opätovne použiteľné látky. Ide však o zložitý a nákladný proces. Preto sa jednorazové plienky a iné superabsorpčné materiály doteraz nerecyklovali udržateľným spôsobom. Na celom svete končia milióny ton týchto výrobkov, bohatých na suroviny, na skládkach alebo v spaľovniach.
Nová metóda mení plienky na tekuté vlákna
Vedci pod vedením hlavného autora Pavla Levkina z Technologického inštitútu v Karlsruhe skúmali, či existuje lepší spôsob ich likvidácie. S týmto cieľom vykonali testy s absorpčnými vložkami vystrihnutými z bežných jednorazových plienok.
Jednoduchý proces UV degradácie dokáže efektívne rozložiť odolný polyakrylát sodný. Zdroj: KIT, koláž: Ken Pekarsky, KIT
Experimentovali s rôznymi metódami a zistili, že intenzívna reakcia, ktorou reaguje polyakrylát sodný vo vlhkom stave na ultrafialové žiarenie, unikla pozornosti vedcov. Keď neošetrený absorpčný materiál navlhčili vodou a následne ho vystavili žiareniu tisícwattovej UV lampy, začal už po piatich minútach odkvapkávať. Materiál prešiel z pevného do kvapalného stavu.
Analýzou tohto procesu zistili, čo sa deje: „Reťazce spájajúce polyméry sa pôsobením UV žiarenia rozbijú, vďaka čomu sú také voľné, že plávajú vo vode a menia sa na tekuté vlákna,“ vysvetlil Levkin. Nakoniec sa ukázalo, že tento pomerne jednoduchý proces UV degradácie dokáže efektívne rozložiť odolný polyakrylát sodný. Bez použitia chemikálií a pri izbovej teplote ožarovanie rozkladá reťazce dvestokrát rýchlejšie ako zložitý a nákladný proces v kyslom kúpeli.
Pozrite si
Suroviny na výrobu lepidla a farbív
Podľa vedcov je tak tento proces použiteľný v praxi a vedie k získaniu mimoriadne hodnotnej suroviny. „UV fotodegradácia a esterifikácia superabsorbentov funguje rýchlo, je škálovateľná, bezpečná aj ekonomická a výsledkom sú polyméry s kontrolovateľnou molekulovou hmotnosťou,“ uviedol tím. Na demonštráciu potenciálu výskumníci použili recyklovanú látku z plienok na výrobu lepidiel a farbív. „Dôležité pri tom bolo, aby bol polyakrylát sodný rozpustný, teda ľahko spracovateľný. Určite sa z neho dá vyrobiť oveľa viac,“ zdôraznil Levkin.
Otázkou je, či tento proces bude prebiehať aj pri znečistených plienkach, keďže pri testoch bol použitý čistý materiál. Mohli by teda typické nečistoty predstavovať problém pre proces recyklácie? Vedci zdôrazňujú, že sa superabsorpčný materiál dá ľahko vyčistiť. Podľa Levkina preto „nič nestojí v ceste aplikovaniu procesu v reálnych podmienkach“. Použitím solárnej energie by navyše recyklačný proces mohol byť lacnejší a ekologickejší, tvrdí vedec. „Našli sme perspektívnu stratégiu opätovného využitia superabsorbentov. To by mohlo výrazne znížiť znečistenie životného prostredia a prispieť k udržateľnejšiemu využívaniu polymérov,“ zhrnul Levkin.
Zdroj: Karlsruher Institut für Technologie, wissenschaft.de, recyclingportal.eu
(zh)
