--Quảng cáo---
--Quảng cáo---

Ý tưởng tiên tiến xử lý chất thải bền vững

THÁI BẰNG - 07:05 17/11/2019

(khoahocdoisong.vn) - Polyurethane là một polymer, hình thành từ phản ứng giữa isocyanate với polyol. Những polymer này thường có độ bền vững cao, đàn hồi và dải mật độ khối lượng riêng rộng, được sử dụng để sản xuất các sản phẩm như đệm xốp, bánh xe...

Nguy cơ nhiễm độc môi trường từ chất thải polyurethane

Bọt xốp polyurethane thường được sử dụng để sản xuất ghế xốp có độ đàn hồi cao, tấm cách nhiệt xốp cứng, đệm các loại, bánh xe và lốp xe đàn hồi, chất kết dính hiệu suất cao, lớp phủ bề mặt, keo dán.

Các tấm bọt polyurethane có thể là bọt mềm hoặc cứng đóng vai trò quan trọng trong thị trường nội thất với số lượng rất lớn. Hàng năm, nhu cầu thế giới về đệm nội thất, đệm thảm và nệm... chiếm khoảng 5 triệu tấn.

Ngoài ra, sử dụng vật liệu bọt xốp nhẹ và cách nhiệt ngày càng tăng trong những phân khúc khác như xây dựng, điện tử và vật liệu cho ngành công nghiệp ô tô, bao bì, khiến nhu cầu về vật liệu polyurethane liên tục gia tăng trong những năm gần đây.

Chất thải polyurethane có vấn đề nghiêm trọng đối với môi trường do chứa nhiều hóa chất độc hại như isocyanate, axit hydrocyanic và dioxin, thải vào không khí khi bị đốt cháy. Những sản phẩm polyurethane thải loại ra các bãi rác chôn lấp cũng phân hủy thành các chất có hại, gây nhiễm độc môi trường.

Kỹ thuật tái chế  polyurethane hiện đối mặt với rất nhiều khó khăn và tốn kém năng lượng do hầu hết các polyurethan là các polymer chịu nhiệt, không tan chảy khi gia nhiệt mà chỉ bốc cháy.

Với trách nhiệm đảm bảo một môi trường sống sạch và bền vững hơn, các nhà khoa học tập trung nghiên cứu nhằm hình thành chiến lược công nghiệp tái chế các sản phẩm polyurethane, ví dụ như tái chế cơ học các polymer (chuyển đổi bọt nệm cũ thành vật liệu cách điện) hoặc tái chế bằng phương thức hóa học.

Theo hướng phát triển này, nhóm nghiên cứu tại Đại học Illinois, Chicago, Mỹ do GS Steven Zimmerman dẫn đầu hiện đang phát triển một phương pháp nhằm phân hủy chất thải polyurethane và biến các chế phẩm này thành những sản phẩm hữu ích khác.

Thay đổi cấu trúc hợp chất hữu cơ polyol

Sinh viên tốt nghiệp Ephraim Morado muốn giải quyết vấn đề chất thải polyurethane bằng giải pháp sử dụng các phản ứng hóa học để tái chế lại chất polymer. Khó khăn chính là cấu trúc phân tử polyurethan, được sử dụng rộng rãi trong thương mại cực kỳ vững chắc và ổn định, chế tạo từ hai thành phần rất khó phân hủy: isocyanate và polyol.

Sinh viên mới tốt nghiệp Ephraim Morado và phát minh tái chế Polyurethane. Ảnh Advanced Science News.

Polyol được sản xuất dựa trên chế phẩm dầu mỏ và không dễ dàng phân hủy. Để vượt qua khó khăn này, nhóm nghiên cứu kết hợp polyol với một đơn vị  hóa chất dễ bị phân hủy và hòa tan được trong nước, các acetal.

Các sản phẩm sau khi hòa tan polymer với acetal, kết hợp của axit tricloaxetic dichloromethane ở nhiệt độ trong phòng để tạo ra vật liệu mới. Chứng minh cho ý tưởng này, Morado chuyển đổi các polymer có tính đàn hồi cao, sử dụng rộng rãi trong bao bì và các bộ phận xe hơi thành chất keo dính.

Phát minh này đã được báo cáo tại Hội nghị và Triển lãm Quốc gia của Hiệp hội Hóa học Mỹ.

Giáo sư Zimmerman nhận xét, nhược điểm lớn nhất của phương pháp tái chế mới này là chi phí cao và độc tính của những nguyên liệu được sử dụng để thực hiện các phản ứng hóa học. Do đó, các nhà nghiên cứu hiện đang cố gắng tìm kiếm một phương pháp tốt và rẻ hơn để đạt được quy trình tương tự, sử dụng các dung môi nhẹ hơn như giấm để đạt được sự phân hủy của các polymer.

Như vậy, trước mắt vẫn còn một con đường dài để vượt qua, những kết quả nghiên cứu này là bước đầu tiên quan trọng để giải quyết với lượng rác thải dân dụng, đang gia tăng theo nhu cầu làm nhiễm độc môi trường cuộc sống.

  • Đức phát triển hệ thống pin điện mặt trời trên các xe ô tô
    Công nghệ- Thái Bằng - 05:00 17/10/2019
    (khoahocdoisong.vn) - Năm 2018, khoảng 5,6 triệu xe ô tô điện được đăng ký trên toàn cầu, vượt quá hai triệu xe đăng ký trong năm 2017. Số lượng xe tăng hơn mười lần kể từ năm 2013, nhưng những hạn chế của pin điện vẫn gây khó khăn cho khách hàng, đặc biệt là thời gian nạp điện và phạm vi hoạt động.

(0) Bình luận
Nổi bật Khoa học & Đời sống
Sáng 18/5: Thêm 19  ca mắc COVID-19 trong nước, riêng tại Hà Nội 13 ca
Thời sự- Thái Bình - 06:14 18/05/2021
Bản tin sáng 18/5 của Bộ Y tế cho biết 12h trôi qua có thêm 19 ca mắc COVID-19 trong nước đều ghi nhận tại khu vực đã cách ly, riêng Hà Nội chiếm 13 ca. Việt Nam hiện có 4.378 bệnh nhân
--Quảng cáo---
--Quảng cáo---
--Quảng cáo---
  • Són phân là biểu hiện của táo bón nặng
    Khỏe- N.Hà (ghi) - 06:17 18/05/2021
    (khoahocdoisong.vn) - Són phân là tình trạng bệnh lý khi một ít phân rò gỉ ra quần lót. Tình trạng này xuất hiện khi phần phân lỏng ở ruột non luồn lách qua khối phân cứng ở trực tràng và thoát ra ngoài.
  • 2 hồ thắng cảnh ở Sóc Sơn tiếp tục bị lấn chiếm
    Thời sự- Hiểu Minh - 06:16 18/05/2021
    Loạt hồ lớn ở huyện Sóc Sơn, Hà Nội đang bị san lấp, lấn chiếm nghiêm trọng nhưng việc xử lý quá chậm, cơ quan chức năng có dấu hiệu đùn đẩy trách nhiệm.
  • Mồng tơi tốt cho mắt
    Dinh dưỡng học đường- Lương y Nguyễn Nghĩa - 06:15 18/05/2021
    (khoahocdoisong.vn) - Mồng tơi là rau lá xanh rất phổ biến vào mùa hè, trong các bữa ăn hằng ngày của người Việt Nam. Mồng tơi chứa ít calo và chất béo nhưng đồng thời chứa một lượng lớn các vitamin, khoáng chất, chất chống oxy hóa và chất xơ.
  • Sáng 18/5, Hà Nội thêm 13 ca mắc mới COVID-19
    Thời sự- Hà Minh - 06:12 18/05/2021
    Sáng 18/5, Bộ Y tế cho biết có 19 ca mắc mới COVID-19 ghi nhận trong nước. Các ca bệnh này được ghi nhận tại Hà Nội (13), Hà Nam (3), Điện Biên (2), Sơn La (1). Không phát hiện các ổ dịch mới.
  • Sự khác nhau giữa hở và hẹp van hai lá
    Khỏe- T.N (ghi) - 06:10 18/05/2021
    (khoahocdoisong.vn) - Hẹp van hai lá gây cản trở dòng máu từ nhĩ trái về thất trái, gây ứ đọng máu ở nhĩ trái và ở phổi. Hở van hai lá là tình trạng van hai lá đóng không kín trong thì tâm thu.