เพิ่มมูลค่าพลาสติก! นักวิจัยเปลี่ยน PVC รีไซเคิลยาก เป็นน้ำมันหล่อลื่นอุตสาหกรรม

นักวิทยาศาสตร์เปลี่ยน “พลาสติก PVC” ซึ่งเป็นวัสดุที่รีไซเคิลยากชนิดหนึ่งให้กลายเป็น “น้ำมันหล่อลื่นอุตสาหกรรม” คุณภาพสูง ช่วยลดปริมาณขยะพิษสะสม และสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับขยะพลาสติกอย่างยั่งยืน

พลาสติกชนิดโพลีไวนิลคลอไรด์ หรือ PVC คือหนึ่งในวัสดุที่มีการใช้งานอย่างหลากหลาย ตั้งแต่ท่อน้ำประปา สายไฟ กรอบประตู ไปจนถึงอุปกรณ์ทางการแพทย์ ทว่าภายใต้ประโยชน์อันหลากหลาย พลาสติกชนิดนี้กลับถือเป็น “ฝันร้าย” ของวงการรีไซเคิล เนื่องจากมีปริมาณคลอรีนสูงและมีสารเติมแต่งที่เป็นพิษ

หากนำไปเผาจะปลดปล่อยก๊าซพิษที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมอย่างร้ายแรง ส่งผลให้ขยะ PVC ส่วนใหญ่ต้องจบลงด้วยการฝังกลบ อย่างไรก็ดี นักวิจัยได้เปลี่ยนฝันร้ายนี้ให้มีมูลค่าเพิ่มและเป็นประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น ด้วยการเปลี่ยน PVC ให้เป็นน้ำมันหล่อลื่น

ก้าวข้ามขีดจำกัด! จากขยะพิษสู่วัสดุมีมูลค่า

เหตุผลที่พลาสติก PVC ได้ชื่อว่าเป็นวัสดุที่รีไซเคิลยากที่สุดชนิดหนึ่ง เป็นเพราะโครงสร้างทางเคมีที่มีธาตุคลอรีนเป็นส่วนประกอบอยู่ถึงประมาณ 57% ซึ่งเมื่อผ่านกระบวนการความร้อนแบบเดิม คลอรีนจะถูกปลดปล่อยออกมาในรูปของก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง ทำลายเครื่องจักรในโรงงานรีไซเคิล และทำลายโครงสร้างของพลาสติกชนิดอื่นที่ปะปนอยู่ อีกทั้งยังสุ่มเสี่ยงต่อการปล่อยสารไดออกซินซึ่งเป็นสารก่อมะเร็งร้ายแรง การจัดการขยะ PVC จึงมักจบลงด้วยการฝังกลบ ซึ่งต้องใช้เวลานานนับร้อยปีในการย่อยสลาย หรือหากเล็ดลอดสู่ธรรมชาติก็จะสร้างการปนเปื้อนอย่างยาวนาน

ปลดพันธะคลอรีนด้วยอุณหภูมิต่ำ

งานวิจัยของนักวิทยาศาสตร์ จาก มหาวิทยาลัยเวอร์จิเนียเทค (Virginia Tech) ได้นำเสนอทางออกในการแก้ปัญหานี้ ทีมวิจัยนำโดย รศ.ดร. Guoliang Liu ได้คิดค้นกระบวนการทางเคมีแบบสองขั้นตอนที่สามารถดึงคลอรีนออกจากพลาสติก PVC ได้อย่างปลอดภัยภายใต้ปฏิกิริยาที่ใช้อุณหภูมิไม่สูงมากนัก

กระบวนการดังกล่าวเริ่มจากการใช้สารละลายเพื่อกำจัดคลอรีนออกจากสายโซ่พอลิเมอร์ เปลี่ยนคลอรีนให้อยู่ในรูปของเกลือโซเดียมคลอไรด์หรือเกลือแกงทั่วไป ซึ่งปลอดภัยและนำไปใช้ประโยชน์ต่อได้ จากนั้นไฮโดรคาร์บอนที่เหลืออยู่จะถูกนำไปผ่านกระบวนการย่อยสลายทางเคมีและเติมไฮโดรเจน เพื่อปรับปรุงโครงสร้างโมเลกุลจนได้ออกมาเป็นน้ำมันหล่อลื่นสังเคราะห์คุณภาพสูง ที่มีคุณสมบัติทนต่อความร้อนได้เป็นอย่างดี

การใช้งานจริง และแนวคิดการพัฒนาต่อยอด

การเปลี่ยน PVC ให้กลายเป็นน้ำมันหล่อลื่นอุตสาหกรรม ถือเป็นตัวอย่างของการเปลี่ยนรูปแบบจากการ “Downcycling” (การนำขยะไปทำเป็นผลิตภัณฑ์คุณภาพต่ำลง) มาเป็นการ “Upcycling” (การสร้างสิ่งใหม่ที่มีมูลค่าสูงขึ้น) อย่างแท้จริง น้ำมันหล่อลื่นที่ได้จากกระบวนการนี้สามารถนำไปใช้ในเครื่องจักรกลหนัก ยานพาหนะ และระบบอุตสาหกรรมโรงงาน ซึ่งช่วยลดการพึ่งพาน้ำมันดิบที่ต้องสกัดจากธรรมชาติ

เบื้องหลังแนวคิดนี้ ไม่เพียงต้องการแก้ปัญหาขยะล้นโลก แต่ยังมุ่งหวังสร้างโมเดล "เศรษฐกิจหมุนเวียน" (Circular Economy) ที่เป็นไปได้ในเชิงพาณิชย์จริง ผู้พัฒนาชี้ว่าการสร้างกระบวนการรีไซเคิลที่มีความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ จะเป็นแรงจูงใจสำคัญให้ภาคอุตสาหกรรมหันมาร่วมมือกันจัดเก็บและคัดแยกขยะพลาสติกอย่างจริงจังมากขึ้น

ความสำเร็จในการเปลี่ยนขยะ PVC ให้กลายเป็นน้ำมันหล่อลื่นอุตสาหกรรมครั้งนี้ ไม่เพียงเปิดมิติใหม่ให้กับการจัดการขยะพลาสติกที่จัดการยากที่สุดชนิดหนึ่งของโลก แต่ยังสะท้อนถึงพลังของวิทยาศาสตร์ในการเปลี่ยนมลพิษให้กลายเป็นทรัพยากรทรงคุณค่า แม้ปัจจุบันเทคโนโลยีนี้จะยังอยู่ในขั้นตอนการทดสอบระดับห้องปฏิบัติการ แต่การพัฒนาสู่ระดับอุตสาหกรรมในอนาคตจะช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก และนำพาโลกเข้าใกล้วิถีความยั่งยืนอย่างเป็นรูปธรรมมากขึ้น

เรียบเรียงโดย ขนิษฐา จันทร์ทร

ที่มาข้อมูล: vt, scitechdaily, interestingengineering, popsci
ที่มาภาพ: vt

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech