Her yıl dünya çapında milyarlarca lastik atılıyor ve bu durum ciddi çevre kirliliğinin başlıca nedenlerinden biri olarak gösteriliyor. KAIST Kimya Bölümü’ndeki bir araştırma ekibi, atık lastikleri seçici bir şekilde yüksek saflıkta siklik alkenlere dönüştürmeyi başardı.
Siklik alkenler, kauçuk veya naylon liflerin hammaddesi olarak kullanılan yüksek değerli kimyasal hammaddelerdir. Bu gelişme, atık lastik geri dönüşümü alanında yeni bir dönüm noktası olarak değerlendiriliyor. KAIST Kimya Bölümü’nden Profesör Soonhyuk Hong’un araştırma ekibi, çift katalizör tabanlı sürekli reaksiyon sistemi geliştirerek atık lastik sorununu etkili bir şekilde çözmüştür. Araştırma, Chem dergisinde yayınlanmıştır.
Atık lastikler, sentetik ve doğal kauçuktan oluşan bir bileşiktir ve fiziksel mukavemetleri ve dayanıklılıkları, silika, karbon siyahı ve antioksidanlar gibi katkı maddeleri eklenerek en üst düzeye çıkarılır. Özellikle, vulkanizasyon işlemiyle kauçuk zincirleri arasında çapraz bağlar oluşur ve bu da onlara ısıya ve basınca dayanıklı bir yapı kazandırır. Bu, atık lastiklerin kimyasal geri dönüşümünün zor olmasının ana nedenlerinden biridir. Şimdiye kadar, atık lastik geri dönüşümü esas olarak piroliz veya fiziksel kırma geri dönüşüm yöntemlerine dayanıyordu. Piroliz yöntemi, polimer zincirlerini 350-800 °C’lik yüksek sıcaklıklarda ayrıştırarak bunları fuel oil’e dönüştüren bir teknolojidir, ancak yüksek enerji tüketimi, düşük seçicilik ve düşük kaliteli hidrokarbon karışımlarının üretimi gibi açık sınırlamaları vardır.
Bu sorunları çözmek için araştırma ekibi, iki katalizör kullanarak atık kauçuğu yararlı kimyasallara dönüştürmek için bir yöntem geliştirdi. İlk katalizör, kauçuk moleküllerinin bağ yapısını değiştirerek parçalanmasına yardımcı olurken, ikinci katalizör halka kapatma reaksiyonu yoluyla siklik bileşikler oluşturur. Bu süreç, %92’ye varan yüksek seçicilik ve %82 verimlilik göstermektedir. Üretilen siklopenten, tekrar kauçuğa dönüştürülebilir ve sikloheksen, naylon liflerin hammaddesi olarak kullanılabilir, bu da onları endüstriyel olarak çok değerli kılar.
Araştırma ekibi, geliştirdiği sistemi gerçek atık lastiklere başarıyla uygulayarak, yüksek saflıkta siklik alkenlere seçici dönüşüm sağladı. Mevcut piroliz yönteminden farklı olarak, düşük sıcaklıkta hassas katalitik reaksiyonlar yoluyla yüksek değerli kimyasal hammaddeler üretebildiği için, bu yöntem atık lastik geri dönüşümü alanında yeni bir dönüm noktası olarak değerlendirilmektedir.
Ayrıca, bu teknoloji çeşitli sentetik kauçuk ve atık kauçuk türlerine yaygın olarak uygulanabilir ve kaynak döngüsü ekonomisinin gerçekleştirilmesine katkıda bulunabilecek önemli bir orijinal teknoloji olarak dikkat çekmektedir. Profesör Soonhyuk Hong, “Bu araştırma, atık lastiklerin kimyasal geri dönüşümü için yenilikçi bir çözüm sunuyor ve ekonomik uygulanabilirliği artırmak için yeni nesil yüksek verimli katalizörler geliştirmeyi ve ticarileştirme için bir temel oluşturmayı planlıyoruz” dedi ve sözlerine şöyle devam etti: “Amacımız, temel kimya yoluyla atık plastik sorununa çözüm bulmaya katkıda bulunmak.”
