密歇根州立大学包装学院获得资助,开发两种回收和再利用塑料的新工艺
Rabnawaz研究团队正bob体育登录在开发瓶子对瓶子回收的新工艺,以及重新使用混合塑料垃圾的负责任的解决方案。
密歇根州东兰辛- - - - - -BOB体育包装学院已获得两项总计665,600美元的赠款,用于开发瓶对瓶回收的新工艺,并研究再利用混合塑料废物的负责任解决方案。bob体育登录
这些项目由默罕默德Rabnawaz自2016年8月以来,她一直是密歇根州立大学(MSU)包装学院的助理教授。BOB体育通过他的研究,他领导了bob体育登录Rabnawaz可持续材料研究小组bob体育登录他是包装学院本科生和研究生的联合教师,拥有博士后研究助理。bob体育登录Rabnawaz也被命名为密歇根州立大学2021年度创新者来自密歇根州立大学创新中心,是2021年国家科学基金会职业奖获得者。
Rabnawaz说:“我喜欢找到有利于我们社会的基于知识的解决方案。”“我知道塑料曾经是一种神奇的材料,现在却被视为一种被诅咒的材料。然而,我相信塑料可以拯救我们的生命,减轻饥饿,因为塑料被用于食品包装和医疗用品——从农产品容器和牛奶罐到口罩、注射器和疫苗包装。我们不能没有塑料,但我们需要学会如何与塑料共存。这意味着为塑料创造更负责任的使用和报废解决方案。”
“这项研究将bob体育登录加强密歇根州立大学作为全球塑料回收领导者的认识,”他继续说。“我与一个由本科生、研究生和博士后研究助理组成的令人难以置信的团队合作,他们是这些和其他研究项目成功的关键。bob体育登录他们在这些重要的项目上充满激情地工作,这使得这些项目和我们的团队创新以惊人的速度向前发展。”
这两项拨款都加强了哈佛大学推进知识和改变生活的使命。博士后、本科生和研究生将接受材料、化学、环境科学和可持续制造方面的独特培训,从而使他们能够在职业生涯中茁壮成长,改变生活。
Rabnawaz博士的研究继续了bob体育登录学院的数据驱动方法,以寻找可持续的解决方案,帮助社会利用包装材料的好处,同时找到负责任的临终解决方案。由于这些资助,加入我们项目的学生将有机会体验世界级的研究实验室,并获得包装可持续性创新的最新课堂教学,”他说bob体育登录马特·多姆她是密歇根州立大学包装学院的教授和主任。
开发一种新的瓶对瓶回收工艺
第一个项目是一项为期三年,20万美元的资助环境研究与教育基金会bob体育登录(EREF)开发了一种将废旧塑料瓶转化为新塑料瓶的工艺。
Rabnawaz将和教授们一起领导这项工作Laurent Matuana而且拉斐尔光环.
该项目的重点是开发一种工艺,再利用垃圾填埋场的回收塑料,特别是回收的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),以生产升级回收的产品。反过来,这可以从垃圾填埋场转移150亿磅塑料垃圾,将这些材料重新用于包装和制造业,从而节约能源和用于制造新塑料的原料化学品。
Daum说:“像许多包装材料一样,PET可以在许多方面成为改善生活质量的有用材料。”“Rabnawaz博士和他的同事们正在利用数据驱动的方法来寻找可扩展的、可持续的生命终结解决方案,帮助社会以一种环保的方式利用包装材料的好处。”
透明塑料瓶和饮料瓶通常由PET制成。这包括水瓶和一些用于包装水果和蔬菜的新鲜农产品容器。PET作为一种包装材料,应用广泛,占美国包装行业所用塑料总量的26%。大多数回收的PET来自饮料瓶,由于有更多的收集基础设施,它是全球回收最多的塑料。
“瓶对瓶回收使塑料包装进入供应循环,减少碳排放。如果回收的瓶子对公司来说更便宜,这也会使美国在制造和回收方面保持强大的竞争力,”Rabnawaz说。
Rabnawaz说:“这个新颖的想法是创造一种新工艺,它将提高回收材料的性能,并消除制造原始(新)PET的需求。”“PET通常被回收,每年大约150亿磅。这一提案的成功将为瓶子行业创造大量可回收材料。”
目前,大约20%的回收PET被回收成瓶子。剩下的80%被用作纤维,用于制作衬衫、地毯等。在被回收为纤维或减少回收后,纤维将进入垃圾填埋场,不会再次回收。
Rabnawaz说:“我的团队正在积极努力,利用150亿磅回收PET来制造原料材料,因为减少垃圾填埋场中的塑料数量对环境有很多好处,包括减少潜在的泄漏到环境中。”
然而,他表示,将塑料瓶转化为新塑料瓶需要是一个生态无害、经济可行和对环境负责的过程。
“即使经过几次循环,塑料也会达到回收回瓶子的次数限制。然后我们需要考虑将其回收成纤维。然后我们需要考虑如何对回收的纤维进行化学回收——分解成分子/单体——再次用于制造原始塑料。”
开发一个负责任的解决方案来重复利用混合塑料垃圾
由Rabnawaz领导并与教授合作Laurent Matuana包装,以及Ramani Narayan而且劳伦斯Drzal,都来自密歇根州立大学化学工程和材料科学系在美国,第二个项目是一项为期两年的465,600美元的拨款美国能源部开发一种新的工艺,回收塑料材料,供制造业重复使用,最终减少垃圾填埋。
团队成员还包括国家可再生能源实验室以及行业合作伙伴米利肯化学而且PADNOS该公司是一家造纸、塑料、金属和电子产品的工业回收商。
该团队正在开发一种负责任的塑料垃圾解决方案,即以可持续的方式重复使用塑料。
“我们正在开发一种新技术,这是一种低成本的解决方案,可以将混合塑料废物重新用于包装和汽车部件。这项技术确保了混合塑料废物重新进入制造业,”Rabnawaz说。
他继续说:“这将节省能源和碳排放,估计每年将从美国的垃圾填埋场转移1000万吨塑料。”“我们战略的独特性在于开发添加剂,以比目前低得多的成本提高混合塑料的性能。”
2016年,仅在美国就产生了近3500万吨塑料,其中只有300万吨被回收,2600万吨最终被填埋。总体而言,该项目的目标是将回收塑料,特别是混合聚烯烃,从固体废物中重新定向,用于汽车和建筑应用。
据Rabnawaz介绍,聚烯烃是日常生活中常用的塑料。这些物品包括购物袋、牛奶瓶和罐子、药瓶、酸奶容器等。当消费者回收这些塑料时,回收设施将其作为混合材料(聚烯烃)收集。目前,混合聚烯烃占美国垃圾填埋场塑料垃圾的63%以上,Rabnawaz和他的团队开发的技术将大大减少这一比例。
Rabnawaz说:“我的理念是,我们应该采用既经济可行又环保的回收方法。”“我相信机械回收和化学回收都是互补的方法。”
他解释说,机械回收是在不将塑料分解成分子的情况下重新使用塑料。这一过程可以防止碳排放,这与美国的碳减排使命是一致的。化学回收将塑料分解成单体或燃料,对已经机械回收多次的物品或受污染且不符合机械回收标准的物品是有益的。然而,化学回收需要制造新的塑料来满足市场需求,这反过来又会向环境中排放更多的碳。
他说:“bob体育登录如果研究人员、行业和利益相关者共同努力,加强这一过程,它将造福地球。”
该项目旨在减少垃圾,从垃圾填埋场转移30%或更多的塑料垃圾,每年为制造业提供1000万吨材料。反过来,这可以节约能源,减少制造新塑料时使用的原料化学品。
PADNOS的客户体验和可持续发展总监Kari Bliss说:“这些项目恰逢时宜,因为市场已经准备好采用回收材料,为回收者和再加工者带来了巨大的利益。”“这些技术将大幅减少碳排放,这对制造商很有吸引力,因为他们都在寻求减少碳排放。”
如果项目成功,该团队将与密歇根州立大学技术和创新以及行业合作伙伴合作,创建原型,进行试点规模测试,然后努力将该过程商业化。