廢物改頭換面 服務(wù)衣食住行

“雙十一”購物節(jié)剛過去不久,“買買買”帶來的“剁手”快感還未完全消散,堆積如山的快遞包裝已經(jīng)需要“扔扔扔”了。

近年來,隨著網(wǎng)絡(luò)購物訂單量激增,快遞包裝產(chǎn)生的廢棄物也隨之增加。為了保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源,許多企業(yè)紛紛采用可循環(huán)包裝或設(shè)立廢舊包裝回收點(diǎn),以多種方式減少垃圾廢棄物的產(chǎn)生。

除了人們常見的廢舊紙箱,還有許多東西,如廢棄塑料、舊輪胎、廢玻璃等,都可以被回收利用。如今,在科技的助力下,許多廢棄物“改頭換面”,以另一種方式重新回到我們身邊,使日常生活更加綠色、可持續(xù)。

塑料瓶也能做衣服

據(jù)統(tǒng)計(jì),一個(gè)塑料瓶的平均使用時(shí)間只有15分鐘,但要完全降解它,卻需要花費(fèi)數(shù)百年。但如今,塑料瓶除了被當(dāng)作垃圾掩埋、焚燒以外,又多了一個(gè)新的歸宿——成為制衣原料。

塑料瓶通常以聚對苯二甲酸乙二醇酯為原料,該物質(zhì)主要提取自石油。而人們生活中常穿的滌綸面料,其原材料聚酯纖維也來自于石油。二者實(shí)際上是同根同源的“親戚”,這也決定了它們之間可以借助科技手段實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化。

不過,要將廢舊塑料瓶變成可以穿上身的衣服,中間過程并不簡單。

塑料瓶被回收至工廠后,工作人員首先會(huì)將它們進(jìn)行分類、清洗。清洗過后的塑料瓶經(jīng)過干燥、粉碎,變成細(xì)小的塑料顆粒,這便是供后續(xù)加工的原材料。這些細(xì)小的塑料顆粒會(huì)被送進(jìn)熔爐,進(jìn)行高溫熔化,變成黏稠的聚酯溶液。然后便是關(guān)鍵一步,該溶液會(huì)變成比頭發(fā)絲還細(xì)5倍的細(xì)絲,這些細(xì)絲就是聚酯纖維。隨后,工作人員會(huì)對聚酯纖維進(jìn)行編織,讓它們變成滌綸“面條”,此“面條”經(jīng)加工后可作為做衣服的原料。

這種由廢舊塑料回收制成的纖維,被稱為再生聚酯纖維。它擁有與原生聚酯纖維一樣的物理化學(xué)性質(zhì),用它制成的衣物同樣具有抗皺、不易褪色、不易變形、結(jié)實(shí)耐穿、洗后速干等優(yōu)點(diǎn)。在衣物的穿著感受上,這類衣服與以原生聚酯纖維為原料制成的衣服相比并沒有顯著差別,甚至在彈性上還優(yōu)于后者。

除了廢舊塑料,廢舊衣物本身以及在衣物生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的大量邊角料,也能夠被回收利用。

廢舊紡織品中常見的氨綸與滌綸,二者化學(xué)結(jié)構(gòu)相似。在傳統(tǒng)回收方式中,催化劑只能將二者同時(shí)降解,無法進(jìn)行有效的分離,造成相關(guān)材料回收困難,降低了回收率。仿生物酶靶向催化技術(shù)的出現(xiàn),則解決了這一難題。該技術(shù)能夠在溫和條件下將聚酯材料解聚成單體,并將氨綸成分完整分離出來。而分解出的氨綸經(jīng)過進(jìn)一步提純后,能夠再聚合成聚酯纖維,用于紡織。

上述技術(shù)研發(fā)單位青島阿脒諾材料技術(shù)有限公司的首席執(zhí)行官毛德彬介紹道,氨綸生產(chǎn)成本高,而且在生產(chǎn)過程中會(huì)使用大量高毒性異氰酸酯,對生態(tài)環(huán)境有較大影響。此項(xiàng)回收技術(shù)能夠替代部分氨綸生產(chǎn),從而減少有毒化學(xué)品使用。此外,傳統(tǒng)氨綸生產(chǎn)會(huì)耗費(fèi)大量水資源,而該回收技術(shù)采用無水工藝,大大節(jié)約了水資源。

舊輪胎摻入瀝青鋪路

和塑料一樣難以降解的還有廢舊輪胎。由于強(qiáng)大的抗熱、耐摩擦及耐腐蝕性,傳統(tǒng)的廢舊輪胎處理方式多為掩埋、焚燒等。無論采用哪種方式,都會(huì)對環(huán)境造成不同程度的負(fù)面影響。不過,在科技的助力下,如今即使是令人棘手的廢舊輪胎也能成為可利用的資源。

廢舊輪胎的主要成分是天然橡膠和合成橡膠,添加劑中還有炭黑、氧化鐵、氧化鈣等成分。

對于廢舊輪胎的無害化處理,目前國際上的通行做法是將其制成橡膠粉,然后再對其進(jìn)一步利用。

不過,近年來還有一種新方法,即在加工后的廢舊輪胎中摻入瀝青,經(jīng)過加工后作為原料用來鋪設(shè)路面。

用廢舊輪胎鋪路,先要將廢舊輪胎變?yōu)橄鹉z粉。使用常溫粉碎法(通過外力拉扯使其斷裂)生產(chǎn)的橡膠粉,其斷裂表面會(huì)形成一些“觸角”。這些“觸角”后續(xù)在吸收瀝青中的輕質(zhì)組分后會(huì)膨脹。當(dāng)瀝青的摻入量達(dá)到一定程度后,這些膨脹的“觸角”就可以連接在一起?！坝|角”之間相互連結(jié)會(huì)形成穩(wěn)定的立體空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),可提升瀝青的多項(xiàng)性能。

例如,加入橡膠粉后,可大大提高瀝青的黏度,從而明顯提高其抗高溫變形能力。除此之外,橡膠粉的加入還能降低瀝青的低溫脆性,使其低溫?cái)嗔研巫兡芰Ρ绕胀r青提高近7倍。

因此,將經(jīng)過處理的廢舊輪胎摻入瀝青,不但能夠有效解決廢舊輪胎處理的問題,還可以顯著改善瀝青路面材料的使用性能、降低改性瀝青成本,具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

南京林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院副教授王家慶團(tuán)隊(duì)成員介紹,該團(tuán)隊(duì)在連徐高速(G30)模擬路段開展的試驗(yàn)顯示,將廢舊輪胎橡膠粉摻入瀝青,鋪設(shè)200公里路面能夠減少碳排放近3000噸。

廢玻璃代替砂子造房

玻璃是生活中的常見材料,小到玻璃瓶,大到玻璃幕墻。無處不在的玻璃材料在為生活增添便利的同時(shí),也制造了大量難以處理的玻璃垃圾。合理利用這些廢舊玻璃,不僅可以獲得經(jīng)濟(jì)效益,還能夠解決廢舊玻璃造成的環(huán)境問題。

近年來,廢棄玻璃磨粉因其低成本和良好的力學(xué)性能而被越來越多地用于混凝土領(lǐng)域。

作為一種高頻使用的建筑材料,混凝土中摻入了大小不同的顆粒物質(zhì)。此前這些顆粒物質(zhì)通常是砂子,如今也可以是廢棄玻璃磨粉。

玻璃的主要成分是二氧化硅,而砂子同樣由二氧化硅組成,這讓玻璃有了替代砂子的可能性。研究人員將玻璃廢料粉碎成5種大小不同的碎片:粗、中、細(xì)、超細(xì)和塵埃狀,用來代替通常用作混凝土骨料的砂子。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,摻入玻璃粉可以提升混凝土的工作性能,使坍落度(混凝土的塑化性能和可泵性能)增加。摻入玻璃粉后混凝土的抗壓強(qiáng)度較未摻玻璃粉的普通組混凝土抗壓強(qiáng)度有不同程度的提高。研究人員還將包含了廢舊玻璃磨粉的混凝土裝入3D打印機(jī),并成功打印出一個(gè)40厘米高的混凝土物件。在整個(gè)打印過程中,該種混凝土可以輕松流過打印機(jī)噴嘴,沒有出現(xiàn)堵塞等現(xiàn)象,并且這種混凝土在固化前都沒有出現(xiàn)變形或塌陷。

用玻璃粉代替砂子摻入混凝土還有一個(gè)好處。由于玻璃的吸水性遠(yuǎn)低于砂子,因此摻入玻璃粉的混凝土在生產(chǎn)過程中需要的水也更少。用玻璃粉代替砂子制造混凝土,不僅讓大量無處安放的廢棄玻璃有了用武之地,也節(jié)約了日益緊缺的砂子資源,帶來顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。