Szegedi Tudományegyetem - Ahol tudás és szándék találkozik

Az előadást Mar­si Ist­ván, az SZTE JGYPK Ké­mia és Ké­mi­ai In­for­ma­ti­kai Tan­szék­ének tan­szék­ve­ze­tő főis­ko­lai ta­ná­ra tar­tot­ta „Sze­mét vagy kin­cses­bá­nya? A mű­anyag­hul­la­dé­kok hasz­no­sí­tá­sa” cím­mel.

 

 

 

A mű­anyag­ok meg­je­le­né­se és tö­me­ges el­ter­je­dé­se alap­ve­tő­en vál­toz­tat­ta meg fo­gyasz­tá­si szo­ká­sa­in­kat és vég­ered­mény­ben élet­for­mán­kat. Mek­ko­ra tö­meg­től szá­mít a tö­me­ges el­ter­je­dés? Itt a kő­olaj­fo­gyasz­tás­ból kell ki­in­dul­ni. Az ez­red­for­du­lón éven­te há­rom és fél mil­lió ton­na kő­ola­jat dol­goz­tak fel. En­nek a nagy ré­szét fű­tő­anyag­ként és mo­tor­haj­tó­anyag­ként hasz­nál­juk fel, és a va­ló­di ké­mi­ai fel­hasz­ná­lás alig éri el a tíz szá­za­lé­kot. Ezen be­lül a mű­anyag ré­sze­se­dé­se te­kin­té­lyes. Or­szá­gon­ként vizs­gál­va ér­de­kes meg­em­lí­te­ni, hogy az USA-ban kü­lö­nö­sen nagy a mo­tor­haj­tó­anyag­ok és fű­tő­anyag­ok ré­sze­se­dé­se a mű­anyag­ok­hoz ké­pest. Ja­pán és Dél-Ko­rea sok­kal ta­ka­ré­ko­sab­ban bá­nik a fo­gyaszt­ha­tó kin­csek­kel, Ma­gyar­or­szág pe­dig a kö­zép­me­zőny­be tar­to­zik, mert éven­te fe­jen­ként kö­rül­be­lül hét­száz ki­lo­gramm kő­olaj­ból 75 ki­lo­gramm a mű­anyag­ipa­ri fel­hasz­ná­lás.

 

Cso­por­tok  

 

A mű­anyag­ok mint­egy nyolc­van mű­anyag­csa­lád­ba tar­toz­nak, és a kü­lön­bö­ző ke­ze­lé­si mó­dok ezen be­lül több száz mű­anyag­fé­le­sé­get kí­nál­nak. Me­lyik mi­lyen hosszú éle­tű? A föld­be he­lye­zett cső­ve­ze­té­kek­től pél­dá­ul el­vár­juk, hogy akár száz évet ki­bír­ja­nak. A gép­jár­mű­vek­ben lé­vo mű­anyag al­kat­ré­sze­ket né­hány év­re ter­ve­zik, és van a mű­anyag­ok­nak egy olyan cso­port­ja, amely a fel­hasz­ná­lás után szin­te azon­nal sze­mét­té vá­lik (cso­ma­go­lás, egész­ség­ügy stb.). Ma­gyar­or­szá­gon min­den száz ki­ló hasz­ná­lat­ba vett mű­anyag­hoz hat­van ki­ló­nyi mű­anyag­hul­la­dék ke­let­ke­zé­se jut. Ez is azt bi­zo­nyít­ja, hogy glo­bá­lis prob­lé­ma a nya­kun­kon ma­radt mű­anyag­hul­la­dék ke­ze­lé­se. Az éven­te két­száz­mil­lió ton­na men­­nyi­ség­ben elő­ál­lí­tott mű­anyag­ok je­len­tős ré­sze szin­te nyom­ban, il­let­ve egy-két éven be­lül hul­la­dék­ká vá­lik. A hul­la­dék­ke­let­ke­zés, il­let­ve -ter­melés ará­nya meg­ha­lad­ja az öt­ven szá­za­lé­kot.

 

 

A mű­anyag­ok ki­sebb mo­le­ku­lák­ból, mo­no­me­rek­ből épül­nek fel, me­lyek több­fé­le mó­don kap­cso­lód­hat­nak ös­­sze. A lánc­mo­le­ku­lák és a tér­há­lós mo­le­ku­lák a hő­ke­ze­lés so­rán na­gyon el­té­ro­en tud­nak vi­sel­ked­ni. En­nek oka, hogy a lánc­mo­le­ku­lá­kon be­lül az egyes mo­no­mer­egy­sé­gek kö­zött erős, va­ló­di ké­mi­ai kö­té­sek ala­kul­nak ki. Ez­zel szem­ben a lán­cok kö­zött sok­kal gyen­gébb köl­csön­ha­tás­ok, úgy­ne­ve­zett má­sod­la­gos kö­té­sek jönnek létre. Ha egy ilyen mű­anya­got el­kez­dünk me­le­gí­te­ni, ak­kor a lán­con be­lü­li va­ló­di kö­té­sek nem sé­rül­nek, ugyan­ak­kor a lán­cok kö­zöt­ti kö­té­sek el­la­zul­nak, így az anyag kép­lé­ken­­nyé, for­máz­ha­tó­vá vá­lik. Ezek a hő­re lá­gyu­ló mű­anyag­ok. A tér­há­lós mo­le­ku­lák ese­té­ben más vi­sel­ke­dést ta­pasz­ta­lunk: a me­le­gí­tés kez­de­ti sza­ka­szá­ban meg­ke­mé­nyed­nek. Ha pél­dá­ul az ilyen ha­tá­so­kat el­já­rá­sok­ká szer­vez­zük, ak­kor a ke­ze­lés­nek van­nak me­cha­ni­kai, ké­mi­ai és bi­o­ló­gi­ai mód­sze­rei. Ma­gya­rán a mű­anyag­hul­la­dé­kok ke­ze­lé­sé­re a mű­sza­ki és ter­mé­szet­tu­do­má­nyos ku­ta­tás a me­cha­ni­kai, ké­mi­ai és bi­o­ló­gi­ai fel­dol­go­zás le­he­tő­sé­ge­i­nek vizs­gá­la­tá­val ke­re­si a vá­laszt, és kí­nál egy­re ha­té­ko­nyabb meg­ol­dá­so­kat.

 

 

A mű­anyag­ok élén a po­lip­ro­pi­lén, a PVC és a po­li­e­ti­lé­nek sze­re­pel­nek. Ezek a fel­hasz­nált mű­anyag­ok leg­na­gyobb ará­nyát ad­ják, és a mik­ro­or­ga­niz­mus­ok eze­ket a szer­ke­ze­te­ket és­­sze­rű időn be­lül nem ké­pe­sek le­bon­ta­ni. Azt le­het ten­ni, hogy új mik­ro­or­ga­niz­mus­ok­ról gon­dos­ko­dunk, vagy új mű­anya­go­kat vo­nunk be a fel­hasz­ná­lás­ba. Gon­dos sze­lek­ci­ó­val pél­dá­ul ta­lál­ha­tunk olyan bak­té­ri­u­mo­kat, me­lyek ké­pe­sek le­bon­ta­ni a mű­anya­go­kat. Az ilyen ku­ta­tá­sok­nak rend­kí­vül nagy pers­pek­tí­vái van­nak, de saj­nos rö­vid tá­von nem je­len­te­nek meg­ol­dást a prob­lé­má­ra. Még hos­­szú ide­ig a ké­mi­ai fel­dol­go­zás lesz az a meg­ol­dás, amely meg­fe­le­lő ka­pa­ci­tást és ha­té­kony­sá­got kí­nál a prob­lé­ma or­vos­lá­sá­ra.

Min­den­fé­le új­ra­hasz­no­sí­tás egy olyan cik­lust fel­té­te­lez, amely a hul­la­dé­kok sze­lek­tá­lá­sá­nál kez­dő­dik, majd ezt ál­ta­lá­ban ap­rí­tás kö­ve­ti, és a nem mű­anyag ere­de­tű anya­gok el­tá­vo­lí­tá­sa. Az el­vá­lasz­tás­nak a kü­lön­fé­le mű­anyag­ok sze­lek­ci­ó­já­ra is ki kell tér­nie. Ezt kö­ve­ti a tisz­tí­tás, utó­vá­lo­ga­tás, majd a meg­fe­le­lő szem­cse­mé­ret be­ál­lí­tá­sa. Ha az így elő­ál­lí­tott szem­csék meg­fe­le­lő tisz­ta­sá­gú­ak, ak­kor vis­­sza­kap­csol­ha­tó­vá vá­lik a gyár­tá­si fo­lya­mat­ba, és új­ra mű­anyag vál­hat be­lő­le. Gya­ko­ribb eset, hogy vis­­sza kell lép­ni egyet, és új utat kell ke­res­ni, ami a ter­mi­kus ke­ze­lés. Az elő­adás so­rán töb­bek kö­zött er­re a meg­ol­dás­ra kap­tunk szem­lél­te­tő pél­dá­kat.