n GRØN OMSTILLING Figur 4. Reaktion mellem terephthalsyre og ethylenglycol, der danner intermediatmolekylet bis(2-hydroxyethyl) terephthalat, før det polymeriseres til polyethylenterephthalat. Oprensningsprocessen Det viste sig at være muligt at oprense BHET’en fra det forurenede syntese produkt alene ved brug af varmt vand, derved blev alle urenhederne fjernet i et enkelt trin. Figur 5 viser billeder af den ubehandlede synkeaffaldsfraktion, BHET synteseproduktet, urenhederne fjernet i BHET-oprensningen, samt det rene udkrystalliserede BHET. Renheden af BHET-krystallerne blev bestemt til 98 procent per mol via 1 H-NMR, (figur 6), hvor samtlige signaler kan tilord nes BHET med ganske små signaler fra andre urenheder. For at understøtte denne renhed blev de termiske egen skaber bestemt ved hjælp af DSC, hvor smeltetemperaturen og smeltevarmen blev bestemt til hhv. 111°C og 121 J/g, hvilket understøtter et meget rent BHET-produkt. Dermed har forsøgene vist, at BHET kan blive produceret med høj renhed fra en affaldsfraktion med blandede plasttyper og farver, og at alle urenheder kunne fjernes alene ved brug af varmt vand. Neutral hydrolyse - en lovende løsning Kemisk genanvendelse i form af neutral hydrolyse har vist sig at muliggøre genanvendelsen af PET på trods af tilstedeværelsen af andre plasttyper. Dette kan potentielt være en ny løsning til at undgå deponi og afbrænding af PET fra synkefraktionen og andet PET- affald. Hydrolysen anvender kun vand som reaktant ligesom til BHET oprens ningsprocessen. Dog er den kemiske genanvendelse en mere energikrævende og derved dyrere proces sammenlig net med mekanisk genanvendelse. For eksempel så kræver hydrolysen energi til at opvarme og tryksætte reaktan terne. Derudover vil der blive genereret spildevand med EG og ukendte ned brydningsmolekyler fra hydrolysen og udkrystalliseringsprocessen. Spildevan det vil kræve en oprensning for at kunne recirkuleres - endnu en økonomisk straf til den kemiske genanvendelse. Der skal altså på bedste vis forsøges at holde plasttyperne adskilt og dermed lave en så ren PET-fraktion, at den kan mekanisk genanvendes. Hvis dette ikke er muligt, så kan det resterende PET, der ikke kan adskilles fra andre plasttyper (for eksempel kødbakker beklædt med PE), kemisk genanvendes. Kun igennem en kombination af mekanisk og kemisk genanvendelse kan PET så genanvendes på den mest effektive måde. E-mail: Anne-Sophie Høgh Mahler: asma@bce.au.dk Mogens Hinge: hinge@bce.au.dk Referencer 1. https://plasticseurope.org/knowledge-hub/ plastics-the-fast-facts-2023/. 2. Ragaert, K., L. Delva, and K. Van Geem, Mechanical and chemical recycling of solid plastic waste. Waste Management, 2017. 3. Ikenaga, K., T. Inoue, and K. Kusakabe, Hydrolysis of PET by Combining Direct Microwave Heating with High Pressure. Procedia Engineering, 2016. 4. Chen, W.-H., et al., Liquid hot water as sustainable biomass pretreatment technique for bioenergy production: A review. Bioresource Technology, 2022. 5. Bandura, A. and S. Lvova, The Ionization Constant of Water over Wide Ranges of Temperature and Density. Journal of Physical and Chemical Reference Data, 2006. Figur 5. Billeder fra plastaffald til mono- meren bis(2-hydroxyethyl) terephthalat (BHET), hvilket inkluderer den ubehandle- de synkeaffaldsfraktion, synteseproduktet fra det hydrolyserede materiale, urenhe- der fjernet fra BHET synteseproduktet ved hjælp af filtrering og det rene udkrystal- liserede BHET. Figur 6. 1 H-NMR spektrum af den syntetiserede og oprensede bis(2-hydroxyethylen) terephthalat fra hydrolyseproduktet af en synkeaffaldsfraktion. Signalerne a og b viser de alifatiske hydrogenatomer, mens c og d viser alkoholerne og de aromatiske hydrogen atomer. Pilene illustrerer signaler fra resterende forureninger. 14 Dansk Kemi, 105, nr. 5, 2024 -
Download PDF fil
Se arkivet med udgivelser af Dansk Kemi her
TechMedias mange andre fagblade kan læses her