Поскольку переработка полимеров призвана сократить количество нежелательных отходов и свалок мусора, а также восстановить экономически ценные мономеры или другие материалы, мы рассмотрели методы третичной переработки (химической переработки) и уделили особое внимание химической основе конкретного пути переработки и его потенциальной применимости в каждом конкретном случае. Вопросы переработки каждого из широко используемых коммерческих полимеров – полиэфира, полиамида, полиуретана, эпоксидной смолы, поливинилхлорида, поликарбоната и полиолефина – обсуждались отдельно с упором на традиционные и нетрадиционные методы, которые, как считается, имеют большой потенциал, такие как ферментативное разложение, посредничество в ионных жидкостях, микроволновое излучение и обработка в сверхкритических жидкостях и сверхтекучих средах. Кроме того, обсуждаются некоторые новые методы, такие как перекрестный метатезис алканов (САМ), тандемный гидрогенолиз/ароматизация, матричная регенерация витримеров (стеклоподобные полимерные композиты) и динамическое ковалентное связывание.

Количество бытовых пластиковых отходов достигло уровня, угрожающего окружающей среде и здоровью человека, и теперь обращение с ними представляет собой большую проблему.Биодеградация и биопереработка пластика выступают в качестве дополнения к традиционным методам переработки пластиковых отходов.В этом обзоре рассматриваются последние исследования биопереработки и биодеградации синтетических полимеров, катализируемых ферментами; среди них основное внимание уделяется наиболее успешным случаям, таким как ферментативная деполимеризация полиэтилентерефталата, в которой используется полимер, специально разработанный и недавно внедренный в промышленную технологию ферментный PET-деполимераза; кроме того, особое внимание уделяется последним и многообещающим результатам исследований, касающихся различных ферментов, которые могут полностью разрушать пластмассы контролируемым образом в мягких условиях. В обзоре также обсуждаются свойства полимеров, которые вызывают снижение биодеградации пластика, а также методы и инструменты инженерии белков для повышения селективности, активности и термостабильности ферментов. Исследование включало в себя несколько профессиональных областей, таких как химия полимеров, микробиология, механизмы мутаций, белковая инженерия и технологические процессы. Использование этих инновационных междисциплинарных знаний открывает новые перспективы для управления экологическими отходами и реализует устойчивую экономику замкнутого цикла.

Замена обычных пластиков биопластиками, то есть пластиками, полученными биологическим путем и/или биоразлагаемыми пластиками, необязательно может решить проблемы истощения энергии и накопления пластиковых отходов.Для достижения действительно устойчивой экономики пластмасс при постоянном расширении производства биопластиков необходимо принять эффективные стратегии обработки отходов биопластика в конце жизненного цикла, что необходимо для всех биопластиков, независимо от их способности к биоразложению. Хотя важность переработки биоразлагаемых биопластиков на биологической основе, таких как биополиэтилентерефталат (bioPET), биополиэтилен (bioPE) и биополипропилен (bioPP), не вызывает сомнений, однако для биоразлагаемых биопластиков перспективы остаются по-прежнему не ясны, поскольку биодеградация часто рассматривается как единственный приемлемый вариант обработки в конце жизненного цикла.Однако биодеградация обычно не направлена на восстановление пластиковых материалов или мономеров для повторного включения в жизненный цикл пластиковых изделий, в то время как это, в частности, является целью других типов переработки, таких как механическая и химическая переработка, которые касаются как управления отходами, так и сохранения первичных ресурсов. Поскольку масштабы производства биопластиков продолжают расширяться, и в ближайшие несколько десятилетий такие материалы будут сосуществовать с обычными пластиками, найти лучший способ обработки в конце жизненного цикла каждого из наиболее часто используемых биопластиков крайне важно.

Вспенивание переработанного полиэтилентерефталата (rPET) осуществляется экструзией с помощью сверхкритического диоксида углерода (sc-CO₂). Характеристическая вязкость (IV) rPET была увеличена с 0,62 дл/г до 0,87 дл/г с использованием эпоксидно-функционального удлинителя цепи, что обеспечило достаточные реологические свойства для стабильности пены, так что кажущаяся плотность менее 0,15 г/см³ стала достижимой.Дифференциальная сканирующая калориметрия (DSC) и сканирующая электронная микроскопия (SEM) были использованы для исследования процесса образования гомогенных и индуцированных тальком гетерогенных кристаллов и зарождения пузырьков, последующего роста и стабилизации пузырьков.Обнаружено, что при использовании порошка талька температура кристаллизации будет повышаться, что приведет к меньшему распределению пены по размерам. Он показывает, что существует сильная корреляция между кажущейся плотностью образца вспененного rPET и спектром в ближней инфракрасной области (NIR) с преобразованием Фурье, что может быть использовано для быстрого и неразрушающего анализа характеристик. Таким образом, доказано, что NIR-спектроскопия является подходящим методом поточного контроля качества во время экструзионного вспенивания переработанного PET, особенно при колебаниях качества.

Наблюдаемое нами резкое воздействие пластиковых отходов на окружающую среду связано с характеристиками, присущими этим материалам. Когда пластик превращается в отходы или даже мусор, их свойства существенно не меняются. Это свойство пластика может помочь частично решить проблему уменьшения количества пластиковых отходов за счет преобразования пластиковых отходов в ценные материалы путем вторичной переработки.В качестве возможной технологии переработки полимеров обсуждается концепция микрофибриллярных композитов (MFC), когда смеси двух несмешивающихся полимеров смешиваются в расплаве, экструдируются, подвергаются холодной вытяжке и прессованию или литью под давлением для производства гетерогенной смеси полимеров. На основе PET и полиэтилена низкой плотности MFC в бутылках Coca-Cola за счет холодной вытяжки могут быть получены отличные механические свойства. Следует подчеркнуть, что переработка не может решить проблему негативного воздействия пластика на окружающую среду, а, наоборот, лишь отсрочит решение данной проблемы. Это связано с тем, что переработанный пластик будет превращен обратно в отходы или мусор в конце своего срока службы.

Медицинские учреждения по всему миру производят большое количество неинфицированных пластиковых отходов. Однако перерабатывается лишь небольшая его часть. Традиционно пластиковые отходы отправляются на свалки для утилизации или неполного сжигания.Такие методы будут оказывать негативное влияние на нашу окружающую среду. Благодаря своей универсальности пластик стал неотъемлемой частью медицинской промышленности. Вспышка пневмонии, вызванной новой коронавирусной инфекцией, ясно показывает растущий спрос на одноразовые пластиковые изделия.Поэтому в настоящее время может быть очень трудно полностью отказаться от использования пластика. Переработка пластика, несомненно, является решением проблемы загрязнения пластиком. Переработка медицинских пластмасс имеет ограничения, главным образом, из-за сложности классификации или очистки.Утилизация медицинских пластиковых отходов возможна только при надлежащей координации между медицинской промышленностью и индустрией вторичной переработки. Необходимо устойчиво внедрять новые технологии переработки. Более того, пластик, используемый в медицине, должен разрабатываться с учетом возобновляемых источников энергии. В данном обзоре в основном описываются недостатки медицинских отходов и обсуждается потенциал обработки широко применяемого медицинского пластика.