가정용 재료가 폴리에스테르 재활용의 열쇠를 쥐고 있습니다.

Aug 02, 2023

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옷에서 소파, 커튼에 이르기까지 폴리에스테르는 우리 일상생활을 지배하고 있으며 매년 이 인기 있는 직물이 무려 6천만 톤이나 생산됩니다. 그러나 폴리에스터 생산은 기후와 환경에 큰 타격을 줍니다. 그 중 재활용되는 비율은 15%에 불과하고 나머지는 매립되거나 소각되어 더 많은 탄소 배출을 담당하게 됩니다.

PET는 세계에서 가장 널리 사용되는 플라스틱 유형입니다. 우리에게 음료수 병으로 가장 친숙한 플라스틱인 PET의 생산량은 연간 7천만 톤에 달하며 매년 증가하고 있습니다. 전 세계 PET 생산량의 1/3이 폴리에스터 및 기타 합성 섬유 생산에 사용됩니다.

폴리에스터를 재활용하는 것은 특히 공정에서 혼방 직물을 구성하는 플라스틱과 면 섬유를 손실하지 않고 분리하는 데 있어 상당한 어려움을 안겨줍니다. 기존의 재활용 방법은 종종 플라스틱 구성 요소 보존을 우선시하여 면 섬유가 손실되는 결과를 가져왔습니다. 더욱이, 이러한 방법은 비용이 많이 들고 복잡하며 금속 촉매의 사용으로 인해 금속 폐기물을 생성하여 세포 독성을 일으키고 공정을 오염시킬 수 있습니다.

놀라운 돌파구를 통해 젊은 화학자 그룹은 이 시급한 문제에 대한 놀랍도록 간단한 해결책을 공개했으며 잠재적으로 섬유 산업의 지속 가능성에 혁명을 일으켰습니다.

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"섬유 산업에서는 폴리에스테르/면과 같은 혼합 직물을 처리하기 위한 더 나은 솔루션이 시급히 필요합니다. 현재 면과 플라스틱을 모두 재활용할 수 있는 실용적인 방법은 거의 없습니다. 이는 일반적으로 둘 중 하나의 시나리오입니다. 그러나 새로 발견된 기술을 사용하면 놀랍도록 간단하고 환경 친화적인 접근 방식을 사용하여 폴리에스터를 해중합하여 단량체로 만드는 동시에 수백 그램 규모의 면화를 회수할 수 있습니다. 이 추적 없는 촉매 방법은 게임 체인저가 될 수 있습니다."라고 이지웅 그룹의 양양 박사후 연구원은 설명합니다. 과학 연구 논문의 주요 저자로 활동하고 있는 코펜하겐 대학교 화학과입니다.

새로운 방법에는 특별한 장비가 필요하지 않습니다. 단지 열, 무독성 용매 및 일반 가정용 재료만 있으면 됩니다.

하트쇼른염(중탄산암모늄)을 기반으로 한 새로운 재활용 방법은 PET 플라스틱뿐만 아니라 PET와 면 혼합 소재에도 적용됩니다.

"더러운 플라스틱 폐기물을 용기에 버리면 여전히 좋은 품질의 면화와 플라스틱 모노머를 얻을 수 있습니다. 주스 찌꺼기가 남아 있는 플라스틱병일 수도 있습니다. 그냥 넣고 반응을 시작하면 됩니다. 여전히 작동합니다."라고 Shriaya Sharma는 말합니다.

"예를 들어, 폴리에스터 드레스를 작은 조각으로 잘라서 용기에 담을 수 있습니다. 그런 다음 약간의 순한 용제를 첨가한 다음 많은 사람들이 구운 식품의 팽창제로 알고 있는 하트숀 소금을 첨가합니다. 그런 다음 이를 모두 섭씨 160도까지 가열하고 24시간 동안 그대로 둡니다. 그 결과 플라스틱과 면 섬유가 별개의 층으로 침전되는 액체가 탄생합니다. 이는 간단하고 비용 효과적인 과정입니다."라고 박사 과정인 Shriaya Sharma는 설명합니다. 화학과 이지웅 그룹 학생이자 연구 공동저자.

이 과정에서 중탄산암모늄이라고도 불리는 하트쇼른 염은 암모니아, CO2 및 물로 분해됩니다. 암모니아와 CO2의 조합은 촉매 역할을 하여 면 섬유를 보존하면서 폴리에스터를 분해하는 선택적 해중합 반응을 촉발합니다. 암모니아는 단독으로는 독성이 있지만 CO2와 결합하면 환경 친화적이고 사용하기에 안전해집니다. 관련된 화학 물질의 온화한 특성으로 인해 면 섬유는 손상되지 않고 우수한 상태로 유지됩니다.