A műanyaghulladékokról

Marsi István a szegedi Mindentudás Egyetemén tartott előadást Szemét vagy kincsesbánya? A műanyaghulladékok hasznosítása címmel. A Szegedi Egyetem összefoglalója.

A műanyaghulladék kezelése globális probléma. Az előadás elsősorban a termikus kezelés alkalmazásának sikereit mutatta be, kitért az elektronikai hulladékok feldolgozásának speciális szempontjaira, és ismertetett néhány eredményt, hogyan segíti a számítógépes modellezés a műanyagok hőbomlásának kutatását. Az előadást Dr. Marsi István, az SZTE JGYPK Kémia és Kémiai Informatikai Tanszékének tanszékvezető főiskolai tanára tartotta "Szemét vagy kincsesbánya? A műanyaghulladékok hasznosítása" címmel.

A műanyagok megjelenése és tömeges elterjedése alapvetően változtatta meg fogyasztási szokásainkat és végeredményben életformánkat. Mekkora tömegtől számít a tömeges elterjedés? Itt a kőolajfogyasztásból kell kiindulni. Az ezredfordulón évente három és fél millió tonna kőolajat dolgoztak fel. Ennek a nagy részét fűtőanyagként és motorhajtóanyagként használjuk fel, és a valódi kémiai felhasználás alig éri el a tíz százalékot. Ezen belül a műanyag részesedése tekintélyes. Országonként vizsgálva érdekes megemlíteni, hogy az USA-ban különösen nagy a motorhajtóanyagok és fűtőanyagok részesedése a műanyagokhoz képest. Japán és Dél-Korea sokkal takarékosabban bánik a fogyasztható kincsekkel, Magyarország pedig a középmezőnybe tartozik, mert évente fejenként kb. hétszáz kg kőolajból hetvenöt kg a műanyagipari felhasználás.

Csoportjai

A műanyagok kb. nyolcvan műanyagcsaládba tartoznak, és a különböző kezelési módok ezen belül több száz műanyagféleséget kínálnak. Melyik milyen hosszú életű? A földbe helyezett csővezetékektől például elvárjuk, hogy akár száz évet kibírjanak. A gépjárművekben lévő műanyagalkatrészeket néhány évre tervezik, és van a műanyagoknak egy olyan csoportja, amely a felhasználás után szinte azonnal szemétté válik (csomagolás, egészségügy stb.). Magyarországon minden száz kg használatba vett műanyaghoz hatvan kg műanyag hulladék keletkezése jut. Ez is azt bizonyítja, hogy globális probléma a nyakunkon maradt műanyaghulladék kezelése. Az évente kétszázmillió tonna mennyiségben előállított műanyagok jelentős része szinte nyomban illetve egy-két éven belül hulladékká válik. A hulladékkeletkezés illetve termelés aránya meghaladja az ötven százalékot.

Kezelési lehetőségek

A műanyagok kisebb molekulákból, monomerekből épülnek fel, melyek többféle módon kapcsolódhatnak össze. A láncmolekulák és a térhálós molekulák a hőkezelés során nagyon eltérően tudnak viselkedni. Ennek oka, hogy a láncmolekulákon belül az egyes monomeregységek között erős valódi kémiai kötések alakulnak ki. Ezzel szemben a láncok között sokkal gyengébb kölcsönhatások, ún. másodlagos kötések alakulnak ki. Ha egy ilyen műanyagot elkezdünk melegíteni, akkor a láncon belüli valódi kötések nem sérülnek, ugyanakkor a láncok közötti kötések ellazulnak, így az anyag képlékennyé, formázhatóvá válik. Ezek a hőre lágyuló műanyagok. A térhálós molekulák esetében más viselkedést tapasztalunk: a melegítés kezdeti szakaszában megkeményednek. Ha például az ilyen hatásokat eljárásokká szervezzük, akkor a kezelésnek vannak mechanikai, kémiai és biológiai módszerei. Magyarán a műanyaghulladékok kezelésére a műszaki és természettudományos kutatás a mechanikai-, kémiai- és biológiai feldolgozás lehetőségeinek vizsgálatával keresi a választ és kínál egyre hatékonyabb megoldásokat.

Újrahasznosítás

A műanyagok élén a polipropilén és PVC és a polietilének szerepelnek. Ezek a felhasznált műanyagok legnagyobb arányát adják, és a mikroorganizmusok ezeket a szerkezeteket ésszerű időn belül nem képesek lebontani. Azt lehet tenni, hogy új mikroorganizmusokról gondoskodunk, vagy új műanyagokat vonunk be a felhasználásba. Gondos szelekcióval például találhatunk olyan baktériumokat, melyek képesek lebontani a műanyagokat. Az ilyen kutatásoknak rendkívül nagy perspektívái vannak, de sajnos rövidtávon nem jelentenek megoldást a problémára. Még hosszú ideig a kémiai feldolgozás lesz az a megoldás, amely megfelelő kapacitást és hatékonyságot kínál a probléma orvoslására.
Mindenféle újrahasznosítás egy olyan ciklust feltételez, amely a hulladékok szelektálásánál kezdődik, majd ezt általában aprítás követi és a nem műanyag eredetű anyagok eltávolítása. Az elválasztásnak a különféle műanyagok szelekciójára is ki kell térnie. Ezt követi a tisztítás, utóválogatás, majd a megfelelő szemcseméret beállítása. Ha az így előállított szemcsék megfelelő tisztaságúak, akkor visszakapcsolhatóvá válik a gyártási folyamatba, és újra műanyag válhat belőle. Gyakoribb eset, hogy vissza kell lépni egyet, és új utat kell keresni, ami a termikus kezelés. Az előadás során többek között erre a megoldásra kaptunk szemléltető példákat.

Németh Attila Gergely

Forrás: Szegedi Egyetem