Полиэстер, второй по распространенности текстиль в мире, уже давно признан угрозой окружающей среде из-за низкого уровня его переработки. Однако группа химиков из Копенгагенского университета представила новаторское, экологически чистое решение с использованием неожиданного бытового ингредиента. Их исследование опубликовано в журнале ACS Sustainable Chemistry & Engineering.
При ежегодном производстве ошеломляющих 60 миллионов метрических тонн полиэстер доминирует в нашей повседневной жизни – от одежды до предметов домашнего обихода, таких как диваны и шторы. К сожалению, в настоящее время перерабатывается всего лишь 15% этой широко используемой ткани, а остальная часть попадает на свалки или сжигается, что приводит к значительным выбросам углекислого газа.
Переработка полиэстера представляет собой сложную задачу, прежде всего в том, чтобы отделить его пластиковые и хлопковые волокна без потерь в процессе переработки. Традиционные методы часто отдают приоритет сохранению пластикового компонента, что приводит к истощению хлопковых волокон. Кроме того, эти методы являются дорогостоящими, сложными и приводят к отходам металла из-за использования металлических катализаторов, которые могут быть вредными и загрязнять процесс.
Но команда молодых химиков разработала удивительно простое решение этой насущной проблемы, которое потенциально может революционизировать экологичность текстильной промышленности.
– Текстильной промышленности срочно требуется лучшее решение для обработки смешанных тканей, таких как полиэстер/хлопок, – заявил ведущий автор исследования, докторант химического факультета Копенгагенского университета, – В настоящее время существует очень мало практических методов, способных перерабатывать как хлопок, так и пластик — обычно это сценарий «или-или. Однако с помощью нашей недавно открытой технологии мы можем деполимеризовать полиэфир в его мономеры, одновременно извлекая хлопок в масштабе сотен граммов, используя невероятно простой и экологически безопасный подход. Эта бесследная каталитическая методология может изменить правила игры.
Решение, которое предложили химики, заключается в простом использовании домашних ингредиентов и умеренном нагреве, не требующем специального оборудования. Разрезав одежду из полиэстера на мелкие кусочки и добавив мягкий растворитель, исследователи затем добавили Соль хартсхорна, широко известную как разрыхлитель в хлебобулочных изделиях. Затем смесь нагрели до 160°C и оставили на 24 часа, в результате чего образовалась жидкость, в которой пластиковые и хлопчатобумажные волокна оседают отдельными слоями. Этот процесс является экономически эффективным и простым в реализации.
В ходе процесса соль хартсхорна, или бикарбонат аммония, распадается на экологически чистые компоненты, такие как аммиак, CO2 и вода. Комбинация аммиака и CO2 действует как катализатор, инициируя реакцию селективной деполимеризации, которая разрушает полиэфир при сохранении хлопковых волокон. Мягкая природа используемых химических веществ гарантирует, что хлопчатобумажные волокна остаются неповрежденными и в отличном состоянии.
Хотя метод был успешно протестирован на лабораторном уровне, исследователи полагают, что он может быть расширен для промышленного применения и коммерциализирован.