Sorteren en recyclen van polymeren

Sorteren is een grote uitdaging geworden voor kunststofrecycling, voornamelijk vanwege de complexiteit van de kunststofafvalstroom en de nadelen van de beschikbare scheidingstechnologieën op basis van nabij-infrarood (NIR) spectroscopie, die in sommige gevallen niet in staat is om verschillende polymerenkwaliteiten te scheiden. Zo vormen zwarte en donkergekleurde kunststoffen een serieus probleem voor de recyclingindustrie, aangezien het standaard carbonzwartpigment bijna alle NIR-straling absorbeert. Hierdoor wordt onvoldoende straling naar de detector gereflecteerd om classificatie van het polymeer mogelijk te maken. Het is van essentieel belang om een geschikte en kosteneffectieve methode te vinden voor het sorteren van polymeren, aangezien dit de volgende recyclingprocessen zou vergemakkelijken en het mogelijk zou maken om zeer zuivere polymeren opnieuw te gebruiken, zodat wordt voorkomen dat plastic afval wordt verbrand of op stortplaatsen belandt. Enkele recente methoden zijn gericht op veranderingen in het productieproces van polymeren, zoals de ontwikkeling van alternatieve zwarte pigmenten en kleurstoffen die kunnen worden gedetecteerd door NIR. Deze additieven zijn echter duur en hebben niet dezelfde eigenschappen als roet, dat ook kan dienen als stabilisator en versterkende vulstof. Daarnaast zijn er lichtgevende tracers ontwikkeld die licht uitstralen onder UV-straling (om het probleem van NIR-absorptie te overwinnen). Desalniettemin zijn deze tracers niet erg efficiënt omdat ze uniform door de hars worden verspreid en daarom relatief hoge concentraties vereisen (in tegenstelling tot alleen het plastic oppervlak te taggen). Een andere mogelijke benadering die zich richt op 'digitale watermerken' tijdens het afdrukken of gieten van etiketten, zou een immense samenwerking vereisen tussen verschillende belanghebbenden die betrokken zijn bij de kunststofverwerking, en zou beperkt blijven tot plastic verpakkingen. Hier zullen alle bovenstaande uitdagingen worden overwonnen, waarbij de nadruk ligt op het gebruik van de 'tag-aanpak'. Deze aanpak vereist geen wijzigingen in productieprocessen en kan worden geïmplementeerd met behulp van standaard sorteerapparatuur. Het is mogelijk om een tag-molecuul toe te voegen aan het plastic afval tijdens een standaard wasstap bij een recyclingbedrijf. Deze tag-moleculen zullen een goed geselecteerde spectrale signatuur hebben en zullen in staat zijn om onderscheid te maken tussen verschillende kunststoffen op basis van hun affiniteit voor het polymeeroppervlak en hoe snel de tag in het polymeer diffundeert.