Reciclaje y Aplicación de Plásticos

Los plásticos se utilizan en todas partes, pero también generan muchos residuos y emisiones, y necesitan ser reciclados urgentemente. En la actualidad, el endurecimiento de los objetivos de desarrollo sostenible y la introducción de nuevas tecnologías están promoviendo vigorosamente el desarrollo del reciclaje de plástico y promoviendo el reciclaje de plástico para "convertir los residuos en tesoros". Ante las nuevas oportunidades de negocio, ¿cómo pueden las empresas de la industria del plástico captar eficazmente las últimas tendencias y obtener una parte del pastel?

Los plásticos emiten alrededor de 2 mil millones de toneladas de dióxido de carbono equivalente (gases de efecto invernadero, GEI) cada año, lo que representa alrededor del 4% de las emisiones globales totales de carbono. Como principal productor y procesador de plástico, la UE representa el 9% de las emisiones mundiales. Las emisiones de gases de efecto invernadero se producen a lo largo de toda la cadena de valor del plástico, y solo el 10% de los plásticos se reciclan después de ser desechados. Al mismo tiempo, se espera que la demanda de plástico mantenga un fuerte crecimiento, y los residuos plásticos también aumentarán.

Recientemente, los equipos de Bobby G. Sumpter del Laboratorio Nacional de Oak Ridge y Guoliang Liu de Virginia Tech, así como el equipo de George W. Huber de la Universidad de Wisconsin-Madison, publicaron artículos en la revista Science en el mismo período, discutiendo el tema del reciclaje de plástico desde diferentes ángulos. Realizar la reutilización de los residuos plásticos. Kevin M. Van Geem, de la Universidad de Gante en Bélgica, también comentó sobre los dos trabajos anteriores en la revista Science y propuso el concepto de economía circular del plástico [2]: Después de que las materias primas se extraen de los combustibles fósiles, se producen y procesan continuamente (naranja), se utilizan, se recolectan y clasifican (azul), seguidas de reciclaje y regeneración (verde), formando un circuito cerrado en el que los llamados "residuos" también se consideran un recurso para la producción posterior de productos químicos.

La idea de investigación del equipo de Bobby G. Sumpter y Liu Guoliang es reciclar los residuos de polietileno (PE), polipropileno (PP) y sus mezclas en tensioactivos de mayor valor [3]. El PE y el PP juntos representan casi el 60% de la producción mundial de plástico (aproximadamente 400 millones de toneladas), y su producción consume mucha energía.

Desde que comenzó la producción masiva de plásticos en 1950 (en ese momento, la producción era de aproximadamente 2 millones de toneladas), la producción de plástico ha crecido a una tasa de crecimiento anual compuesta del 8,4%, alcanzando aproximadamente 348 millones de toneladas en 2017. Se estima que se han producido 8.300 millones de toneladas. Que se puede descomponer en 7.3 mil millones de toneladas de resinas y aditivos (los plásticos de resina contienen un promedio de 7% de aditivos) y 1 mil millones de toneladas de fibra. Si esto continúa, la Tierra Azul puede convertirse en un "planeta de plástico".

Actualmente, cada año se generan aproximadamente 400 millones de toneladas de residuos plásticos en todo el mundo. Pero el problema es aún más grave, ya que el plástico se ha filtrado en algunas de las áreas más remotas y prístinas de la Tierra. Al mismo tiempo, se publicó en Nature una investigación relevante en Nature el 12 de julio de 2023, y fue seleccionada como artículo de portada. Por lo tanto, el fortalecimiento de la investigación sobre el reciclaje y la mejora de plásticos se ha convertido en una propuesta importante en el campo actual de los polímeros. Aquí, el departamento editorial ha recopilado los últimos avances en el reciclaje de plástico publicados en Nature y Science en el último año para el beneficio de los lectores.

Por lo tanto, el fortalecimiento de la investigación sobre el reciclaje y la mejora de plásticos se ha convertido en una propuesta importante en el campo actual de los polímeros. Aquí, el departamento editorial ha recopilado los últimos avances en el reciclaje de plástico publicados en Nature y Science en el último año para el beneficio de los lectores.

Polietileno + Etileno → propileno El 22 de septiembre de 2022, el grupo de investigación de John F. Hartwig en la Universidad de California, Berkeley, desarrolló un nuevo proceso de degradación de polietileno. A través de una serie de procesos catalíticos, primero introdujeron la insaturación en la cadena de PE, y luego la posterior escisión del enlace C-C desenrolla la cadena de carbono para formar propileno a través de una combinación de metátesis de olefinas e isomerización. El proceso utiliza un catalizador para descomponer con éxito polímeros largos de polietileno en pequeñas moléculas de propileno. A través de este proceso, el polietileno de alta densidad (HDPE) o baja densidad (LDPE) de alto peso molecular se deshidrogena y se somete a una reacción de metátesis con el etileno para formar propileno, con un rendimiento de hasta el 80%. Combinado con la aplicación universal de materiales de polietileno y la alta eficiencia del proceso, este proceso de descomposición del polietileno en propileno tiene perspectivas de aplicación muy amplias. El proceso se publicó en Science en un artículo titulado "Deconstrucción catalítica de polietileno residual con etileno para formar propileno".

En el marco del "Doble Objetivo de Carbono" y la "Orden de Prohibición del Plástico", la mejora y el reciclaje del plástico son imprescindibles. En la actualidad, cada vez más mercados finales (automóviles, electrónica de consumo, industrias de comunicaciones) están empezando a utilizar plásticos reciclados para su producción y aplicación con el fin de reducir las emisiones, reducir los costes y aumentar la eficiencia.

Normativa sobre plásticos: el establecimiento de objetivos es una forma eficaz de promover el reciclaje de plásticos

Desde la década de 1990, se han introducido regulaciones obligatorias relevantes para la eliminación de desechos plásticos en todo el mundo, especialmente en Europa. Actualmente, alrededor del 70% de los residuos plásticos están incluidos en el ámbito regulatorio de las regulaciones sostenibles de la UE, que cubren una variedad de escenarios de aplicación del plástico, como bienes de consumo y bienes de transporte, embalajes, textiles y productos electrónicos. Pero esto también significa que el 30% de los residuos plásticos en Europa todavía no están incluidos en el ámbito de la regulación, principalmente de los sectores de la construcción, la automoción, la fabricación y la agricultura. Por lo tanto, el mundo aún está muy lejos de realizar plenamente una economía circular, y hay muchas lagunas en el marco regulatorio actual.

En 2020, se recicló el 24 % de los residuos plásticos de la UE, y el resto se depositó en vertederos o se incineró. En el caso de los envases de plástico, la tasa de reciclaje es aún mayor, del 30%, porque casi toda la normativa actual de la UE sobre plásticos se centra en los envases. Sin embargo, la tasa de reciclaje del 30% aún está lejos del objetivo establecido en la Directiva sobre envases y residuos de envases introducida en 2018. El objetivo es alcanzar el 50% de reciclaje en 2025 y el 55% en 2030

La contaminación plástica siempre ha sido uno de los importantes desafíos ambientales que enfrenta el mundo hoy en día, causando graves impactos en los ecosistemas marinos, la vida silvestre y la salud humana. Según las estadísticas, cada minuto se venden en todo el mundo más de 1 millón de botellas de agua mineral o bebidas envasadas en plástico, y se espera que las ventas se dupliquen nuevamente para 2030. El reciclaje eficaz de plástico puede aliviar en gran medida el impacto de la contaminación plástica y resolver el problema de la contaminación en la fuente, lo que ha atraído una amplia investigación de muchos científicos y académicos.