Kolikrát se dá plast recyklovat? Vlastnosti a proces recyklace plastů

Plasty tvoří neoddělitelnou součást našeho každodenního života, zároveň ale představují jednu z největších environmentálních výzev současnosti. Přestože je třídíme, velká část plastového odpadu končí ve spalovnách nebo na skládkách. Na tento problém reaguje výzkum Fakulty chemické VUT v Brně a projekt Systém značení polymerů pro digitalizovaný systém třídění odpadů. Ten má za cíl zefektivnit třídění plastů, zvýšit kvalitu recyklátu a umožnit plastům další život. Projekt je součástí Národního centra kompetence polymerních materiálů a technologií pro 21. století.

V druhé polovině dvacátého století došlo k obrovskému vzestupu použití plastů. Plasty se staly fenoménem naší doby. Jsou všude, plastové tašky a plastové obaly jsou toho příkladem. Rostoucí spotřeba plastů má svá negativa. Plasty zamořují krajinu, oceány, jejich rozklad na skládkách trvá v lepším případě i několik desítek let. Částečným řešením problematiky plastů je jejich recyklace.

ČR si stojí v této oblasti celkem dobře, máme jednu z nejvyšších úrovní recyklace plastů v EU (kolem 32 %), recyklace plastových obalů je ještě vyšší (kolem 58 %). V roce 2020 jsme ale povinni, v souladu s legislativou EU, recyklovat 50 % plastů (minimálně těch z domácností). Místa pro odkládání plastů z domácností jsou povinni dle Vyhlášky č. 321/2014 Sb. zajistit obce. Ty ve své obecně závazné vyhlášce stanovují, které plasty se v obci třídí a jakým způsobem.

Plasty se v ČR třídí do žlutých kontejnerů, do žlutých pytlů a velké plastové díly se shromažďují ve sběrných dvorech. Obvykle se třídí všechny druhy plastů dohromady (mimo PVC). Výjimku tvoří obce, kde se třídí jen PET láhve.

Do kontejneru na plasty patří většina plastových obalů, se kterými se setkáme. Výjimku tvoří obaly od olejů (museli bychom je pečlivě vymýt), silně znečištěné obaly, obaly od nebezpečných látek, obaly od chemikálií.

Čtěte také: Jak recyklovat starý šicí stroj

Většinu obsahu žlutých kontejnerů tvoří obaly (zhruba 80 %). Pro další zpracování je nutné je dále ručně na třídící lince dotřídit. Využít je možné tyto druhy: PET lahve (4 barvy - čiré, modré, zelené, zbytek), PE folie (čiré a barevné), PE duté obaly (např. nádoby od jaru), PE kelímky, pěnový polystyren a objemné plasty (např. zahradní židle).

Na rozdíl od skla nebo kovů se plasty nedají recyklovat donekonečna. Každým dalším zpracováním se jejich vlastnosti zhoršují - zkracují se polymerní řetězce, materiál křehne, mění se jeho pevnost i chemická stabilita. Po několika cyklech už plast nelze použít ke stejnému účelu a musí se využít jinak, nebo zcela vyřadit.

Záleží na typu plastu a způsobu recyklace. To skutečně záleží na typu plastu. Zásadní, prostě záleží na typu plastu.

Plasty lze recyklovat 2-3krát, než začnou jeho vlastnosti výrazně upadat. Můžou také výrazně ovlivnit, kolikrát lze plast recyklovat. Každým dalším zpracováním se jejich vlastnosti zhoršují.

Je důležité vědět, kolikrát už byl plast recyklován a k čemu ho ještě můžeme použít. Recyklační cyklus plastů je mnohem složitější, než si většina lidí uvědomuje.

Čtěte také: Zodpovědný přístup k recyklaci kávových kapslí

Dalším problémem je, že plasty, které končí ve žlutém kontejneru, jsou často směsí různých polymerů. Aby byla recyklace efektivní, musí být vstupní materiál co nejčistší - oddělený například na polyethylen, polypropylen nebo polyester.

Jednou z hlavních výzev současné recyklace plastů není to, že bychom nechtěli třídit, ale že materiály často neumíme dostatečně přesně rozlišit. Pokud se do recyklátu dostanou různé polymery, jeho kvalita výrazně klesá.

Řešení, na kterém výzkumníci z FCH VUT spolu s partnery pracují, je překvapivě elegantní: označit polymery neviditelnými značkami, které lze snadno a rychle rozpoznat stroji. Tyto značky nejsou lidským okem viditelné, takže nemění vzhled výrobků. Jsou čitelné pomocí světla v blízké infračervené oblasti a umožňují automatické třídění kamerami a strojovým viděním.

Cílem výzkumu je, aby plast sám nesl informaci o tom, čím je. Dnes se plastový odpad často třídí kombinací ručního a automatického přístupu. Operátoři na linkách nejprve ručně odstraňují kontaminanty a větší kusy, které by mohly zkomplikovat automatické třídění, a následně se materiál zpracovává strojově.

Zatímco současné linky využívají NIR ke snaze rozpoznat typ polymeru podle jeho přirozených vlastností, navrhované řešení pracuje se stejnými optickými technologiemi jiným způsobem - ke čtení jednoznačné informace uložené přímo v materiálu pomocí fluorescenčních značek. Tím rozšiřuje možnosti třídění, umožňuje přesnější separaci materiálů, zvyšuje čistotu recyklátu, a tak i jeho hodnotu.

Čtěte také: Výzvy v recyklaci tvrzených plastů

Pokud se podaří propojit značení polymerů s moderními třídicími technologiemi, může to zásadně změnit způsob, jakým s plasty nakládáme. V Brně už dnes existují třídicí linky, které by bylo možné na tento systém technicky připravit.

Zvláštní pozornost věnuje projekt textilnímu odpadu, zejména polyesteru. ポリエステル tvoří přibližně 70 % všech syntetických vláken a často se kombinuje s bavlnou. Značení polymerních vláken by mohlo usnadnit třídění směsných textilií, prokázat podíl recyklovaného materiálu ve výrobcích i pomoci řešit dopady tzv. fast fashion.

Plastový a textilní odpad nejsou dva oddělené světy, ale jeden materiálový tok. Příkladem může být nákupní taška, která je velmi často vyrobena z PET lahví. Cílem projektu je jeho reálné uplatnění v praxi - od obalů přes textilie až po další polymerní výrobky.

FCH VUT se soustředí na aplikaci fluorescenčních značek do polymerů, jejich testování a vyhodnocování, zatímco průmysloví partneři dodávají špičkové molekuly a potvrzují, že technologie je připravena pro praktické využití.

V kontextu evropských regulací a důrazu na udržitelnost se podobná řešení stávají klíčovým nástrojem pro cirkulární ekonomiku. Další vývoj tedy bude záviset nejen na technologiích, ale i na ekonomických a legislativních podmínkách.

Plasty jsou neodmyslitelnou součástí našich životů: využíváme je v práci i během volnočasových aktivit, balí se do nich zboží i potraviny, neobejde se bez nich zdravotnictví ani výzkum. Díky plastům došlo k obrovskému zvýšení trvanlivosti potravin.

Ano každý plast se dá zrecyklovat, otázka je jak. Existují různé technologie - mechanická, chemická recyklace - a každý plast vyžaduje jiný přístup. Problém je, že jich je mnoho různých druhů.

Na třídicích linkách odpad dotřiďují lidé stále převážně ručně. Один vytahuje PET lahve, jiný velké duté obaly, třeba od pracích prášků, další fólie. A co zbude, je směsný plastový odpad, který se už recykluje obtížně. Plasty totiž nelze jednoduše smíchat a přetavit, vznikla by heterogenní směs se špatnými mechanickými vlastnostmi.

Právě ta trvanlivost, díky které si plasty získaly tolik příznivců, je dnes i jejich největší problém. Plasty jsou pořád velmi levné, takže se v mnoha aplikacích nadužívají. Třeba zrovna u těch obalových materiálů. Koupíte si nějakou věc a ta je zabalená v mnoha vrstvách plastových obalů.

Až pětadevadesát procent všech odpadků, které jsou v mořích a oceánech, se do nich dostalo osmi řekami. Šest jich je v jihovýchodní Asii a dvě jsou v Africe. A tam to odpadové hospodářství opravdu nefunguje. Není tam infrastruktura na recyklaci ani na spalování.

Jako společnost máme možnost rozhodnout, jakou hodnotu materiálům přisoudíme - a podle toho s nimi také nakládat. Je klíčové, aby lidé měli snadný přístup k třídění plastového odpadu - a to se u nás daří. Možnosti třídění jsou široce dostupné, ať už prostřednictvím kontejnerů na návsi, či sběrných hnízd na sídlištích.

Podle údajů z roku 2022 se v Evropské unii recykluje šestačtyřicet procent plastových obalů, Česká republika je na tom lépe - s pětapadesáti procenty se dělí s Německem o druhé místo. Je iluzorní si myslet, že se někdy dostaneme na sto procent. Vždycky zůstane něco nerecyklovatelného, co musí do spalovny.

Na každý plast se najde technologie pro jeho recyklaci. Na třídicí lince se však nutně dostaneme do bodu, kdy už další třídění není ekonomicky výhodné. Zůstane směs plastů a nejlepší, co se s tím dá udělat, je, že putují do spalovny nebo do pyrolýzních procesů, kde nevadí, že jde o různé materiály.

Jako jeden ze způsobů, jak zpracovat nezrecyklovatelný plast, se začínají využívat pyrolýzní jednotky, kde se odpad nespaluje, ale termicky rozkládá. Vzniká plynná složka, která obsahuje hlavně metan, jímž se dá topit, a kapalná složka, což je směs uhlovodíků a může sloužit jako náhrada ropy, tedy i k výrobě nových plastů.

Mnoho lidí vymývá plastové obaly před vhozením do žluté popelnice. Úplně stačí kelímek od jogurtu pořádně vyškrábat.

U mechanické recyklace se materiál jen přetaví a dostane nový tvar. Tady ale často hrozí, že se s každou další recyklací kvalita materiálu sníží, pokud se nepřidají vhodná aditiva. U chemické recyklace se plast obvykle rozloží na základní stavební jednotky, které se pak znovu složí.

Pracuje se také na designu pro recyklaci - tedy dělat výrobek tak, aby bylo co nejjednodušší ho recyklovat. Za nás jsou biologicky rozložitelné plasty vhodné jen pro specifické aplikace, kde není možná recyklace nebo zpětný sběr. V zásadě je nelze využít pro technické aplikace, protože rychle ztrácí užitné vlastnosti.

Řeší se také využívání zelené energie při výrobě plastů, což může výrazně zlepšit jejich celkovou ekologickou bilanci. Obnovitelné zdroje se využívají při výrobě bioplastů ze surovin, jako jsou kukuřice nebo biomasa. Výsledný produkt má naprosto stejné vlastnosti jako plast z ropy - rostlinná hmota zkvasí na ethanol, z něj se získá ethylen a následně polyethylen.

Další možností je výroba plastů přímo z oxidu uhličitého zachyceného z atmosféry. Je ho v ovzduší nadbytek, a přitom se dá využít pro výrobu plastů - místo ropy by tak mohl sloužit jako surovina.

V uplynulém století dosáhly z materiálů největší dynamiku růstu výroby i spotřeby plasty. Základní masové typy plastů jako polyethylen (PE), polypropylen (PP), polyvinylchlorid (PVC) a polystyren (PS) postupně rozšiřovaly své aplikace.

Odpad z plastů lze označit jako problémový odpad z několika důvodů:

• při volném skládkování jsou mnohé téměř nezničitelné,
• pod označením plasty se skrývá široký sortiment materiálů, které jsou navíc často vzájemně kombinovány,
• mohou být kombinovány s jinými neplastovými materiály,
• různé plasty jsou často vzájemně nekompatibilní a tak ve směsi jen problémově, případně vůbec nezpracovatelné,
• při spalování se produkují exhaláty s vysokým obsahem a množstvím HCl.

Plastový odpad se může dále zpracovávat, nebo recyklovat v závislosti na složení jak běžnými plastikářskými technologiemi, tak i speciálními recyklačními technologiemi. Použití základních plastikářských technologií se nejčastěji opírá o vytlačování, vstřikování, vyfukování a lisování, což vyžaduje jednak poměrně čistý jednodruhový odpad známého složení v dostatečné kvalitě a kvantitě.

Před vlastním zpracováním, recyklací se musí plastový odpad převést do zpracovatelné podoby.

Plasty jsou velmi odolné proti přirozenému rozkladu. Rozeznáváme tři základní skupiny plastů: termoplasty, duroplasty, elastomery. Recyklovat však lze zejména první skupinu plastů.

Směs plastových odpadů různého druhu zhoršuje kvalitu výsledného produktu, a proto takto recyklované produkty mají pouze podřadnější použití. Z takového odpadu se vyrábějí podpůrné sloupy na upevnění dopravních značek a révy, případně se taková drť přidává do povrchů silnic.

Plasty lze recyklovat pyrolýzou (termickým rozkladem), chemicky (hydrolytickou degradací ve vodním prostředí nebo v prostředí vyšších alkoholů) a mechanicky. Pyrolýzou se získávají paliva, rozpouštědla a jiné recyklovatelné produkty.

Fyzikální recyklace je proces, při kterém se z plastového odpadu získává výrobek, během něhož neprobíhá chemická reakce recyklovaného materiálu. V současnosti téměř bezvýhradně převažují mechanické technologie. Plastový odpad je přiváděn do taveniny nebo viskózně elastického stavu tvarovaný a pak ochlazený.

Při primární mechanické recyklaci se z jedno druhového plastového odpadu získává výrobek stejné či podobné kvality, jako měl původní materiál či recyklovaný výrobek. Takovým způsobem je již dlouhodobě zpracovaných více než 95 % technologických odpadů přímo zpracovateli plastů.

Při sekundární mechanické recyklaci plastového odpadu rozumíme proces, ve kterém se získá materiál nebo výrobek, jehož vlastnosti jsou odlišné od původního materiálu nebo výrobku. Postup lze využít při zpracování některých typů směsných plastových odpadů, kompozitních výrobků a méně kvalitních průmyslových a technologických plastových odpadů.

Chemická recyklace plastových odpadů využívá technologické postupy, při nichž probíhají chemické reakce. V průběhu procesu chemické recyklace jsou plastové odpady podrobovány působení zvýšené teploty, a to buď v přítomnosti, či nepřítomnosti kyslíku, případně za přídavku vodíku. Makromolekulární látky se štěpí na nízkomolekulární sloučeniny s jednoduššími řetězci často podobné ropným frakcím.

Pro účinné zpracování směsného plastového odpadu jsou vhodné technologie intruze, tzv. vtlačování do formy. Vyrábějí se takto tlustostěnné výrobky jako tyče, desky a profily, z nichž se vyrábějí hotové výrobky. Podmínkou takového zpracování je, aby měla vsázka požadované složení, zejména složku, která je schopna se roztavit a zajistit, aby se materiál spojil. Tavení zajišťuje PE, jehož musí být minimálně 65 %.

Často stačí PE odpad nadrtíme na drť, kterou lze znovu zpracovávat na běžných vstřikovacích strojích pro nové výrobky. Z foliového PE odpadu se většinou vyrábí regranulát, který se používá hlavně na technicky méně náročné výrobky.

Zpracovává se podobně jako PE, jeho zastoupení v odpadech však bývá ve srovnání s PE několikanásobně níže. V některých případech se zpracovává nejen čistý PP regranulát, ale i směsný PE / PP regranulát.

Pěnový PS je dobře rozeznatelný od jiných plastových odpadů, recykluje se většinou na technické výrobky, např. panely na zateplování. Plný polystyren je zpracovatelný na regranulát.

V současnosti se zhruba 50 % PVC odpadních plastů recykluje na zajímavé produkty jako jsou trubky, okna, podlahoviny, střešní krytiny, kabely. Odpad z trubek se mele na částice se zrnitostí okolo 5 mm a používá se k výrobě lehčené střední vrstvy nových potrubí.

Základní surovinou nejrozšířenějších plastových lahví je polyetylentereftalát, který je nejrozšířenějším polymerem z polyesterových polymerů. Polyesterové láhve jsou hygienicky neškodné.

tags: #recyklace #plastu #kolikrát #se #dá #recyklovat

Oblíbené příspěvky:

• Producenti a jejich role v potravním řetězci
• Více o efektivním třídění odpadu
• Klimatické aspekty parkování v Sokolově
• Obnovitelné zdroje energie
• Čtyři principy ekologie