روش جدید بازیافت پارچه‌های الیاف مخلوط؛ کاهش ضایعات صنعت مد سریع
دانشمندان به‌منظور مقابله با چالش‌های موجود در بازیافت پارچه‌های الیاف مخلوط، در تلاش‌اند تا ضایعات صنعت مد سریع را از طریق یک روش شیمیایی جدید کاهش دهند.
اخیراً محققین از دانشگاه دلاور در نیوارک در حال کار بر روی توسعه یک رویکرد جدید شیمیایی بازیافت برای پارچه‌های الیاف مخلوط هستند که می‌تواند به مبارزه با میزان انتشار‌های صنعت کمک کند.
'فرآیند گلیکولیز با کمک مایکروویو' برای مقابله با مد سریع
دیونسیوس ولاچوس از دانشگاه دلاور و همچنین یکی از نویسندگان مطالعه‌ای که بر روی روش جدید شیمیایی بازیافت متمرکز است به مهندسی جالب گفت که فرآیند گلیکولیز با کمک مایکروویو نسبت به روش‌های بازیافت سنتی مزایای زیادی دارد.
وی گفت: «این شامل زمان واکنش کوتاه‌تر، تجزیه مؤثر پلی‌استر و اسپندکس و حفظ الیاف پنبه و نایلون است.»
این روش نوین شیمیایی از گلیکولیز با کمک مایکروویو و حرارت با استفاده از کاتالیزور اکسید روی برای جدا کردن پلی‌استر، نایلون، پنبه و اسپندکس در پارچه‌های الیاف مخلوط استفاده می‌کند.
ولاچوس در تبیین فرآیند گلیکولیز به IE اظهار داشت که این فرآیند شامل تجزیه الیاف پلی‌استر (PET) در ضایعات پارچه‌ای مخلوط به مونومرهای آن‌ها با استفاده از اتیلن گلیکول (EG) و کاتالیزوری مانند اکسید روی (ZnO) است.
وی افزود: «واکنش اصلی، دپلیمریزاسیون PET برای تشکیل بیس(2-هیدروکسی‌اتیل) ترفتالات (BHET) است.»
«واکنش با استفاده از حرارت کمکی مایکروویو تسهیل می‌شود که از تجزیه سریع و مؤثر پلی‌استر و اسپندکس اطمینان حاصل می‌کند در حالی که الیاف پنبه و نایلون بدون تغییر باقی می‌مانند.»
برخلاف سایر کاتالیزورها، به نظر می‌رسد اکسید روی پروفایل زیست‌محیطی نسبتاً مطمئنی را فراهم می‌کند. فرآیندهای کمکی مایکروویو نشان داده‌اند که پتانسیل گرمایش جهانی را در مقایسه با روش‌های سنتی مبتنی بر نفت کاهش می‌دهد، که نشان‌دهنده رویکردی پایدارتر به طور کلی است، نویسنده اشاره کرد.
امکان‌پذیر کردن بازیافت چند الیافه در مقیاس بزرگ
بیانیه‌ای توسط دانشمندان تأکید کرد که مد سریع تقریباً 92 میلیون تن ضایعات پارچه‌ای در جهان در هر سال تولید می‌کند که کمتر از یک درصد آن بازیافت می‌شود. برخی از الیاف مخلوط سخت‌تر از دیگران بازیافت می‌شوند.
رویکرد شیمیایی جدید به امکان‌پذیر کردن بازیافت چند الیافه در مقیاس بزرگ و اقتصادی کمک می‌کند و در نهایت ضایعات پارچه‌ای را کاهش داده و پایداری را ترویج می‌دهد.
این فرآیند تنها 15 دقیقه طول می‌کشد. در این فرآیند، پلی‌استر به BHET (یک ماده مفید برای نخ‌ها، رزین‌ها و فیلامنت‌ها) تجزیه می‌شود و اسپندکس به مونومرهایی مانند MDA (مورد استفاده در فوم پلی‌یورتان و پلاستیک‌های فایبرگلاس) تبدیل می‌شود.
این ماده شیمیایی سپس با استفاده از یک حلال اسیدی بر روی پارچه‌های پلی‌استر - پنبه‌ای و پارچه‌های مخلوط اسپندکس - نایلون آزمایش شد. نتیجه نشان داد که هم پارچه پنبه‌ای و هم نایلون بدون تغییر باقی ماندند.
همچنین مدل‌سازی ریاضی نشان داد که این روش می‌تواند در آینده از لحاظ اقتصادی و صنعتی امکان‌پذیر باشد و با بهبودهای بیشتر به نرخ دورچرخی جهانی 88 درصد پارچه‌ها دست یابد.
ولاچوس به IE گفت که دستیابی به نرخ دور چرخی 88 درصد برای پارچه‌ها نیازمند بهبود فرآیند بیشتر، شامل بهینه‌سازی شرایط واکنش، بهبود مدیریت محصولات جانبی و افزایش بازیابی مونومرهای خالص است.
در اشاره به امکان‌پذیری اقتصادی فرآیند، وی گفت که این کار با استفاده از تحلیل فنی-اقتصادی (TEA) ارزیابی شده است.
نویسنده به IE گفت: «تحلیل یک ورودی پارچه‌ای به ظرفیت 500 کیلوگرم بر ساعت را در نظر گرفت و نشان داد که شاخص سودآوری (PI) بسته به سناریوهای فروش محصول بین 0.95 تا 1.29 متغیر است.
هزینه‌ها شامل هزینه های سرمایه، عملیاتی و مواد اولیه است که افزایش مقیاس امکان‌پذیری اقتصادی را از طریق اقتصاد مقیاس بهبود می‌بخشد. بنابراین، این فرآیند پتانسیل افزایش مقیاس و کارآیی هزینه در کاربردهای صنعتی را نشان می‌دهد.»
این مطالعه امروز در ژورنال - پیشرفت‌های علم منتشر شد.
