Инновации в области пластика

Пластик стал важной и неотъемлемой частью жизни любого человека. Он применяется в разных отраслях промышленности, от автомобильной до пищевой. Но не взирая на свою очевидную практичность и доступность, пластик может вызывать экологические проблемы и вызывает некоторые беспокойства среди населения. В связи с этим инновации в области полимеров направлены на создание альтернативных материалов, более безопасными для природы. 

В статье рассматриваются основные направления инноваций в пластике. 

1. Биоразлагаемые и компостируемые пластмассы из растительных материалов 

 — инновация для снижения экологического следа. Эти материалы производятся из натуральных компонентов, таких как кукурузный крахмал, картофельный крахмал и соя, и разлагаются в процессе компостирования на диоксид углерода, воду и биомассу. 

Преимущества биоразлагаемых пластмасс: 

1. Экологичность: они не выделяют токсичных веществ при разложении и не загрязняют почвенный и водный слой. 

2. Экономическая эффективность: производство этих пластмасс требует меньше энергетических и природных ресурсов в сравнении с классическими пластмассами. 

3. Возможность переработки: биоразлагаемые пластмассы могут быть переработаны в компосте или на специальных предприятиях. 

Однако существуют и некоторые ограничения: 

1. Невозможность повсеместной эксплуатации: биоразлагаемые пластмассы пока не получили широкого распространения из-за сложности их утилизации и отсутствия инфраструктуры для компостирования. 

2. Ограниченная сфера применения: эти материалы подходят только для определенных видов продукции и упаковки, таких как пищевые отходы, садовые товары и некоторые виды упаковки для электроники. 

В будущем ожидается развитие новых технологий производства и утилизации биоразлагаемых пластмасс, что позволит расширить их применение и снизить отрицательное воздействие на природу и экологию. 

2.  Многоразовые контейнеры с QR-кодами и NFC-чипами для отслеживания и очистки 

 В наши дни проблема загрязнения экологии становится актуальнее и жизненнее с каждым днем. Один из способов уменьшить экологический след — это использование многоразовых контейнеров вместо одноразовых упаковок из пластмасс. Французский стартап разработал инновацию в этой области - систему многоразовых банок, флаконов и контейнеров для пищи с использованием QR-кода и NFC-чипа. Идея родилась на ярмарке во Франции, где наряду с продуктовыми лавками стояли набитые до отказа мешки с использованными стаканчиками от газировки, пустые мятые контейнеры от бургеров и сэндвичей, а также другая упаковка из пластмасс для пищи. Компания Sodexo, специализирующаяся на корпоративном кейтеринге, предложила заменить пластиковые одноразовые стаканчики и контейнеры на многоразовые в использовании варианты. 

 Стартаперы создали уникальный маркетплейс для многоразовых упаковок, объединив все компании, включенные в эту область. Каждая новая поставка контейнеров теперь сопровождалась QR-кодом или NFC-чипом для возможности отслеживания в любой локации. Дальше рестораны или выездные мероприятия могут делегировать обязательство по чистке посуды из пластика специализированным компаниям. Они, в свою очередь, должны сканировать каждый вымытый предмет. 

 3. Перерабатываемые и возобновляемые полимеры

 Один из способов снижения негативного воздействия отходов из пластмасс на окружающую среду — это использование перерабатываемых полимеров. 

К ним относятся: 

1. PET — полиэтилентерефталат. Используется для производства бутылочек, банок и флаконов. Такой материал перерабатывается любыми способами, например, механическими, термическими, химическими или радиационными методами. 

2. PEHD — полиэтилен низкого давления. Применяется для изготовления канистр, дозаторов, комплектующих и шуршащих пакетов. Перерабатывается пиролизом и затем пластик преобразуется в гранулированные отходы. 

3. PVC — поливинилхлорид. Из этого материала изготавливают рамы для окон, блистеры и трубы. Поливинилхлорид редко подвергают вторичной переработке. 

4. PELD — полиэтилен высокого давления. Применяется для производства пакетированных изделий и прозрачной пленки. Перерабатывается термическим методом. 

5. PP — полипропилен. Используется для изготовления крышек, ведер, комплектующих к флаконам и бутылкам, упаковок гигиенических товаров (например, для линз). Перерабатывается механическим методом. 

6. PS — полистирол. Применяется для производства игрушечных товаров, одноразовой посуды, а также пищевых контейнеров. Перерабатывается механическим способом. Возобновляемые полимеры 

Еще один перспективный путь снижения экологического воздействия пластиковых отходов в области полимеров — это использование возобновляемых полимеров. 

Эти полимеры производятся из природных источников, таких как крахмал, целлюлоза и растительные масла. 

 Примеры возобновляемых полимеров: 

1. PLA (ПЛА) — полилактид. Производится из кукурузного крахмала и молочной кислоты. Используется для производства упаковок, медицинских изделий и текстиля. 

2. PHA (ПГА) — полигидроксиалканоаты. Производятся из растительных масел и жирных кислот. Применяются для создания упаковок, медицинских изделий и текстиля. 

3. PBAT (ПБАТ) — полибутилентерефталат. Производится из рапсового масла и терефталевой кислоты. Используется для производства упаковок и текстильных изделий. 

 4. Внедрение систем умного управления отходами

Такие инновации в области пластмасс позволяют отслеживать движение отходов от источника до места переработки, а также новая технология позволяет контролировать качество переработки. 

 В современном мире проблема управления отходами становится все более актуальной. Пластик составляет значительную часть общего объема отходов, и его переработка является сложной задачей. Внедрение систем умного управления отходами в области полимеров позволяет отслеживать движение отходов от источника до места переработки, а также контролировать качество переработки. В этой статье мы рассмотрим основные аспекты таких систем и их преимущества. 

 Отслеживание движения отходов из пластиков 

Системы умного управления отходами из пластмасс используют датчики и сенсоры для отслеживания перемещения отходов от источника до места переработки. Датчики устанавливаются на контейнерах для мусора, транспортных средствах и перерабатывающих предприятиях. Они собирают информацию о количестве и типе отходов из пластмасс, а также о времени и месте их перемещения. 

 Контроль качества переработки в области полимеров 

Системы умного управления отходами из пластиков также обеспечивают контроль качества переработки отходов. Они могут измерять температуру и влажность внутри перерабатывающих установок, а также анализировать состав отходов из пластиков. Это позволяет выявлять возможные проблемы с качеством переработки и принимать меры для их устранения. 

 Преимущества внедрения систем умного управления отходами из пластиков 

Внедрение систем умного управления пластмассами имеет ряд преимуществ: 

1. Повышение эффективности управления отходами из пластиков. Системы позволяют отслеживать движение отходов и контролировать качество переработки, что помогает оптимизировать процессы и снизить затраты. 

2. Улучшение экологической ситуации. Умное управление отходами способствует сокращению объемов отходов из пластиков, отправляемых на свалки, и повышению уровня переработки. 

3. Создание рабочих мест. Внедрение таких систем требует разработки и внедрения новых передовых технологий, что создает новые рабочие места в сфере информационных технологий и экологии. 

Внедрение систем умного управления отходами из пластиков является важным шагом в направлении устойчивого развития и снижения экологического воздействия. Такие системы позволяют отслеживать движение отходов от источника до места переработки, а также контролировать качество переработки. Это повышает эффективность управления отходами, улучшает экологическую ситуацию. 

 5. Инновации в химических и механических процессах для снижения воздействия производства пластиков на окружающую среду. 

 Переработка пластиков химическим путем — это процесс, который разлагает отходы пластмасс на молекулы для воспроизведения более ценных химических соединений. Данный способ выступает важным аспектом в борьбе с пластиковыми загрязнениями, позволяя извлекать из использованных пластмасс полезные компоненты. 

 Важное преимущество пластика — это возможность получить ценные химические соединения и вещества, чтобы использовать их в разнообразных отраслях производства. Но несмотря на это, до сих требуется значительное энергопотребление для проведения химических реакций, что несомненно создает определенные вызовы эффективности и устойчивости бесперебойного производства. 

 Газификация отходов из пластмасс — это эффективный и популярный способ пластиковой переработки, который базируется на процессе распада при высокой температуре и давлении с большим количеством кислорода и водяного пара. Благодаря этому мы можем получить синтез-газ, который включает в себя углеродные и водородные соединения. Их, в свою очередь, можно использовать для выработки энергии. 

 Возможность получить ценный энергетический ресурс — это базовое преимущество газификации пластиков. благодаря этому можно уменьшить зависимость человека от классических источников энергии. Использование этого соединения может стать прорывом в самых разных областях промышленности. 

 Ликвефакция отходов из пластиков — это новейший и высокотехнологичный способ переработки, который превращает твердый пластик в настоящее топливо. Этот процесс предполагает подвергание пластика высочайшим температурам, а затем сильнейшему давлению, так он принимает жидкую форму. Искусственное топливо можно использовать как сырье для производства, например, новых пластмассовых товаров. Преимущества ликвефакции пластика — многообразие сфер промышленности, в которых можно использовать такое сырье. Ну и конечно, этот способ определенно поможет справиться с переработкой негодных для нее материалов из пластмасс. 

 Разработка и введение инноваций в процессе химических реакций пластиковых отходов поможет снизить отрицательное воздействие на природу пластмассы. Эти методы помогают извлекать ценные вещества из отходов, уменьшать зависимость от классических энергетических источников и создать новых, более устойчивые и экологически чистые производственные системы. 

 6. Использование лазерной резки 

 Лазерная резка — это популярный и востребованный метод обработки материала, который стал неотъемлемой частью промышленного производства и дизайна. Этот процесс заключается в использовании узкого пучка света высокой интенсивности, называемого лазерным лучом, для разделения материалов на части. Для лазерной резки используются газовые лазеры, твердотельные лазеры и лазеры на полупроводниковых материалах. У каждого типа лазера существуют свои преимущества, а также узкие области для применения, зависят которые от требований производства к процессу. 

Принципом работы лазерной резки является преобразование энергии лазерного излучения в тепловую энергию, которая вызывает плавление и испарение материала. Это позволяет получать высококачественные и точные резы, делая лазерную резку незаменимой во множестве отраслей промышленности. 

Лазерную резку активно применяют в обработке разнообразных материй, например, металлических продуктов, пластика, деревянных изделий, а также керамических товаров. В результате высокоточной и скоростной работы этот метод позволяет снизить временные затраты и увеличить производственную эффективность. Ключевое преимущество лазерной резки — это меньшее воздействие на материал по сравнению с другими методами резки, что позволяет избежать деформации материала, образования заусенцев и минимизировать необходимость последующей обработки. 

 В будущем ожидается дальнейшее развитие технологий лазерной резки, включая использование искусственного интеллекта и машинного обучения для создания более точных и автоматизированных систем, а также разработку многомодовых лазеров для повышения производительности и расширения возможностей обработки материалов. 

 7. Применение электронного контроля качества 

В современном мире качество продукции играет ключевую роль в развитии любой отрасли. Электронный контроль качества (ЭКК) становится все более популярным инструментом для обеспечения высокого уровня качества товаров и услуг. ЭКК представляет собой систему сбора, обработки и анализа данных о процессах производства, что позволяет выявлять и устранять возможные проблемы на ранних стадиях. 

 8. Специальные бактерии, разлагающие пластик 

Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали инновационное решение — специальный вид бактерий, способных разлагать пластик. Новый материал, созданный учеными, представляет собой биоразлагаемый пластик на основе термопластичного полиуретана. Этот пластичный, но прочный пластик используется, например, для изготовления обуви и подушек с эффектом памяти. В него добавлены бактериальные споры Bacillus subtilis, которые отличаются устойчивостью к любым природным условиям. Во время активации в куче компоста споры споры запускают процесс разложения пластика. За шесть месяцев они способны уничтожить 90% пластмассового материала с использованием воды. Для этого не требуется дополнительных микробов, так как бактерии сами улучшают характеристики плотности материала, действуя по принципу арматуры в бетоне. 

Исследователи планируют увеличить область производства нового механизма и запустить исследования бактерий со всеми возможными видами пластика. Эта инновация может стать универсальным решением для борьбы с пластиковым мусором и поможет сохранить нашу планету для будущего населения земли.