科技助力許多廢棄物“改頭換面”服務(wù)衣食住行

“雙十一”購物節(jié)剛過去不久，“買買買”帶來的“剁手”快感還未完全消散，堆積如山的快遞包裝已經(jīng)需要“扔扔扔”了。

近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)購物訂單量激增，快遞包裝產(chǎn)生的廢棄物也隨之增加。為了保護環(huán)境、節(jié)約資源，許多企業(yè)紛紛采用可循環(huán)包裝或設(shè)立廢舊包裝回收點，以多種方式減少垃圾廢棄物的產(chǎn)生。

除了人們常見的廢舊紙箱，還有許多東西，如廢棄塑料、舊輪胎、廢玻璃等，都可以被回收利用。如今，在科技的助力下，許多廢棄物“改頭換面”，以另一種方式重新回到我們身邊，使日常生活更加綠色、可持續(xù)。

塑料瓶也能做衣服

據(jù)統(tǒng)計，一個塑料瓶的平均使用時間只有15分鐘，但要完全降解它，卻需要花費數(shù)百年。但如今，塑料瓶除了被當(dāng)作垃圾掩埋、焚燒以外，又多了一個新的歸宿——成為制衣原料。

塑料瓶通常以聚對苯二甲酸乙二醇酯為原料，該物質(zhì)主要提取自石油。而人們生活中常穿的滌綸面料，其原材料聚酯纖維也來自于石油。二者實際上是同根同源的“親戚”，這也決定了它們之間可以借助科技手段實現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化。

不過，要將廢舊塑料瓶變成可以穿上身的衣服，中間過程并不簡單。

塑料瓶被回收至工廠后，工作人員首先會將它們進行分類、清洗。清洗過后的塑料瓶經(jīng)過干燥、粉碎，變成細小的塑料顆粒，這便是供后續(xù)加工的原材料。這些細小的塑料顆粒會被送進熔爐，進行高溫熔化，變成黏稠的聚酯溶液。然后便是關(guān)鍵一步，該溶液會變成比頭發(fā)絲還細5倍的細絲，這些細絲就是聚酯纖維。隨后，工作人員會對聚酯纖維進行編織，讓它們變成滌綸“面條”，此“面條”經(jīng)加工后可作為做衣服的原料。

這種由廢舊塑料回收制成的纖維，被稱為再生聚酯纖維。它擁有與原生聚酯纖維一樣的物理化學(xué)性質(zhì)，用它制成的衣物同樣具有抗皺、不易褪色、不易變形、結(jié)實耐穿、洗后速干等優(yōu)點。在衣物的穿著感受上，這類衣服與以原生聚酯纖維為原料制成的衣服相比并沒有顯著差別，甚至在彈性上還優(yōu)于后者。

除了廢舊塑料，廢舊衣物本身以及在衣物生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的大量邊角料，也能夠被回收利用。

廢舊紡織品中常見的氨綸與滌綸，二者化學(xué)結(jié)構(gòu)相似。在傳統(tǒng)回收方式中，催化劑只能將二者同時降解，無法進行有效的分離，造成相關(guān)材料回收困難，降低了回收率。仿生物酶靶向催化技術(shù)的出現(xiàn)，則解決了這一難題。該技術(shù)能夠在溫和條件下將聚酯材料解聚成單體，并將氨綸成分完整分離出來。而分解出的氨綸經(jīng)過進一步提純后，能夠再聚合成聚酯纖維，用于紡織。

上述技術(shù)研發(fā)單位青島阿脒諾材料技術(shù)有限公司的首席執(zhí)行官毛德彬介紹道，氨綸生產(chǎn)成本高，而且在生產(chǎn)過程中會使用大量高毒性異氰酸酯，對生態(tài)環(huán)境有較大影響。此項回收技術(shù)能夠替代部分氨綸生產(chǎn)，從而減少有毒化學(xué)品使用。此外，傳統(tǒng)氨綸生產(chǎn)會耗費大量水資源，而該回收技術(shù)采用無水工藝，大大節(jié)約了水資源。

舊輪胎摻入瀝青鋪路

和塑料一樣難以降解的還有廢舊輪胎。由于強大的抗熱、耐摩擦及耐腐蝕性，傳統(tǒng)的廢舊輪胎處理方式多為掩埋、焚燒等。無論采用哪種方式，都會對環(huán)境造成不同程度的負面影響。不過，在科技的助力下，如今即使是令人棘手的廢舊輪胎也能成為可利用的資源。

廢舊輪胎的主要成分是天然橡膠和合成橡膠，添加劑中還有炭黑、氧化鐵、氧化鈣等成分。

對于廢舊輪胎的無害化處理，目前國際上的通行做法是將其制成橡膠粉，然后再對其進一步利用。

不過，近年來還有一種新方法，即在加工后的廢舊輪胎中摻入瀝青，經(jīng)過加工后作為原料用來鋪設(shè)路面。

用廢舊輪胎鋪路，先要將廢舊輪胎變?yōu)橄鹉z粉。使用常溫粉碎法（通過外力拉扯使其斷裂）生產(chǎn)的橡膠粉，其斷裂表面會形成一些“觸角”。這些“觸角”后續(xù)在吸收瀝青中的輕質(zhì)組分后會膨脹。當(dāng)瀝青的摻入量達到一定程度后，這些膨脹的“觸角”就可以連接在一起?！坝|角”之間相互連結(jié)會形成穩(wěn)定的立體空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可提升瀝青的多項性能。

例如，加入橡膠粉后，可大大提高瀝青的黏度，從而明顯提高其抗高溫變形能力。除此之外，橡膠粉的加入還能降低瀝青的低溫脆性，使其低溫斷裂形變能力比普通瀝青提高近7倍。

因此，將經(jīng)過處理的廢舊輪胎摻入瀝青，不但能夠有效解決廢舊輪胎處理的問題，還可以顯著改善瀝青路面材料的使用性能、降低改性瀝青成本，具有較強的經(jīng)濟效益和社會效益。

南京林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院副教授王家慶團隊成員介紹，該團隊在連徐高速（G30）模擬路段開展的試驗顯示，將廢舊輪胎橡膠粉摻入瀝青，鋪設(shè)200公里路面能夠減少碳排放近3000噸。

廢玻璃代替砂子造房

玻璃是生活中的常見材料，小到玻璃瓶，大到玻璃幕墻。無處不在的玻璃材料在為生活增添便利的同時，也制造了大量難以處理的玻璃垃圾。合理利用這些廢舊玻璃，不僅可以獲得經(jīng)濟效益，還能夠解決廢舊玻璃造成的環(huán)境問題。

近年來，廢棄玻璃磨粉因其低成本和良好的力學(xué)性能而被越來越多地用于混凝土領(lǐng)域。

作為一種高頻使用的建筑材料，混凝土中摻入了大小不同的顆粒物質(zhì)。此前這些顆粒物質(zhì)通常是砂子，如今也可以是廢棄玻璃磨粉。

玻璃的主要成分是二氧化硅，而砂子同樣由二氧化硅組成，這讓玻璃有了替代砂子的可能性。研究人員將玻璃廢料粉碎成5種大小不同的碎片：粗、中、細、超細和塵埃狀，用來代替通常用作混凝土骨料的砂子。

實驗結(jié)果表明，摻入玻璃粉可以提升混凝土的工作性能，使坍落度（混凝土的塑化性能和可泵性能）增加。摻入玻璃粉后混凝土的抗壓強度較未摻玻璃粉的普通組混凝土抗壓強度有不同程度的提高。研究人員還將包含了廢舊玻璃磨粉的混凝土裝入3D打印機，并成功打印出一個40厘米高的混凝土物件。在整個打印過程中，該種混凝土可以輕松流過打印機噴嘴，沒有出現(xiàn)堵塞等現(xiàn)象，并且這種混凝土在固化前都沒有出現(xiàn)變形或塌陷。

用玻璃粉代替砂子摻入混凝土還有一個好處。由于玻璃的吸水性遠低于砂子，因此摻入玻璃粉的混凝土在生產(chǎn)過程中需要的水也更少。用玻璃粉代替砂子制造混凝土，不僅讓大量無處安放的廢棄玻璃有了用武之地，也節(jié)約了日益緊缺的砂子資源，帶來顯著的經(jīng)濟和社會效益。