“升级回收”赋予塑料“第二春”

美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)的科学家开发了一种新型回收工艺，可将由常见聚酯材料——聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的一次性饮料瓶、衣服和地毯等转变成更高价值且使用寿命更长的产品。相关研究近日发表在《焦耳》上，有望通过推动再生塑料市场开发保护海洋免受塑料污染侵害。

PET结实、质轻、耐水、不易碎，广泛应用于制造业。全球每年大约生产2600万吨PET，尽管可回收，但大部分最后都只能进入垃圾填埋场或散落在环境中，而它们自然状态下的生物降解则需要数百年的时间。即使被回收利用，工艺也并非完美——再生PET的价值低，并且一般只能再利用一两次。

“当前标准的PET回收方案基本上是‘降级回收’。”论文通讯作者、NREL高级研究员Gregg Beckham说，“我们发明的工艺则是一种‘升级回收’，可以将其转变为长寿命、高价值的复合材料，类似于那些可用于汽车零件、风力发电机叶片、冲浪板或滑雪板的材料。”

该团队将再生PET与来自于可再生资源(如植物生物质废物)的原料相结合，生产出两种纤维增强塑料(FRP)，其价值比原始PET高2~3倍，这意味着未来塑料瓶有望获得更有价值的“第二次生命”。该团队预测，使用他们的工艺生产复合材料产品，所需要的能源可比现有PET回收工艺少57%，温室气体排放可比常规石油基FRP的制造少40%。

“我们的想法是开发出能够刺激PET回收经济效益的技术，让一次性废塑料具有更高的回收价值。反过来这也有可能帮助解决废塑料在海洋和垃圾填埋场中的污染问题。”Beckham说。

不过，该技术仍需要改进。该团队计划进一步分析由回收PET和植物基单体制备的复合材料的性质，并测试该工艺的可扩展性，以确定其在工业制造领域中的表现。他们还希望开发出可回收的复合材料——目前的复合材料可以使用数年甚至数十年，但最终不一定可回收。

“PET生产的规模远远超过新型复合材料生产的规模，因此需要更多的‘升级回收’解决方案，真正对全球的塑料回收产生积极影响。”论文第一作者、NREL工程师Nicholas Rorrer说。