Može li se plastika potpuno reciklirati? Otpadna se plastika može rastaliti kao staklo. Pri visokim temperaturama može se pretvoriti u smjesu ugljikovodika (krekiranje), a oni se opet mogu iskoristiti za proizvodnju nove plastike, ako se ne utroše kao gorivo. Od nje se na kraju može pirolizom dobiti ugljen (čisti ugljik), a od ugljika se mogu sintetizirati svi organski spojevi, pa i nove plastične mase. No nisam li pomalo neodređen u svom odgovoru? Ne mogu se svi umjetni polimeri pretaliti (nego samo termoplasti, poput polietilena), a od smjese ugljikovodika ili ugljena do nove plastike dug je put. Na neprecizno pitanje teško je dati precizan odgovor. Pravo bi pitanje bilo koje se vrste umjetnih polimera mogu i kako se mogu reciklirati. Ili, bolje, koje se vrste polimera mogu i kako se mogu depolimerizirati, pretvoriti u ishodne monomere, dakle kemikalije od kojih su sintetirizane. To znači iznaći tehnološki postupak kojim bi se iz otpadne plastike izravno dobivala sirovina za njihovu proizvodnju.

Jasno je da se ne može pronaći jedinstveni postupak za depolimerizaciju, jer svaka je plastika napravljena od drugačijeg polimera, sintetizirana iz drugog monomera. Usto treba znati da postoje, u kemijskom smislu, dvije vrste umjetnih polimera, kondenzacijski i vinilni (ili adicijski) polimeri. Prvi se mogu, barem u načelu, depolimerizrati vodom, dok kod ovih drugih, vinilnih polimera, voda ne pomaže. Takav polimer je i polistiren, polimer stirena, vinil-benzena (feniletena). Upravo se njime pozabavila međunarodna skupina znanstvenika okupljena u jednom američkom i jednom britanskom institutu. Oni su u svibnju objavili u časopisu Chemical and Engineering Journal znanstveni rad „Thermodynamic and economic analysis of a deployable and scalable process to recover Monomer-Grade styrene from waste polystyrene“. Pa što piše?

Piše ono što svi više-manje znaju: zagrijavanjem polistirena nastaje stiren, uz druge produkte njegove razgradnje (pirolize). No jedno je  konstatatirati, a drugo razviti tehnološki postupak proizvodnje stirena u dobrom iskorištenju i po prihvatljivoj cijeni. Zahvaljujući iscrpnoj i sveobuhvatnoj termodinamičkoj i ekonomskoj analizi (thermodynamic and economic analysis) oni su ga pronašli.

 Postupak se, ukratko, sastoji od pirolize te dvije uzastopne destilacije. Najbolja temperatura za pirolizu je 450 ^oC. Pri tim uvjetima od polistirena nastaje 60 % stirena, te još četiri nusprodukta: benzen (8,4 %), toluen (11,9 %) etilbenzen (8,4 %) i α-metilstiren (11,3%). U prvoj koloni se destilacijom odvaja laka frakcija (koja se sastoji od benzena, toluena i etilbenzena) od teške frakcije koja se uvodi u drugu kolonu. Iz nje pak izlazi teška frakcija (etilbenzen i α-metilstiren) te laka frakcija koja se sastoji od stirena, toliko čistog (>99 %) da se može izravno koristiti za proizvodnju novog produkta – polistirena!

Ovako napisano zvuči da ne može biti bolje. Opisanim postupkom može se reciklirati 60 % stirena, a ako se tome pribroji i etilbenzen, iskoristivost se diže na 68 %, budući da se od etilbenzena može dobiti stiren, zapravo se upravo tako dobiva. Ni toluen nije za baciti, ako zbog ničeg drugog a ono zbog proizvodnje TNT-a. Benzen je pak nadasve vrijedan produkt (otapalo, a usto i osnovna sirovina za organskokemijsku industriju), dok se α-metilstiren može iskoristiti za proizvodnju specijalnih vrsta polimera.

To je tako što se tiče kemije i termodinamike. A što kaže ekonomija?

Zahvaljujući rezultatima deset tisuća kompjutorskih simulacija, autori navedenog rada došli su do zaključka da bi cijena stirena proizvedenog u pogonu kapaciteta 120 tona na dan bila točno 2,09±0,21 dolara po kilograma, što je otprilike dvostruko više od cijene stirena na tržištu (1,0 – 1,3 USD/kg). Ta konstatacija ne zvuči dobro, no treba uzeti u obzir da se opisanim postupkom dvostruko smanjuje emisija ugljikova dioksida u usporedbi s najjednostavnijom metodom zbrinjavanja polistirena, naime spaljivanjem. Kada se i to uzme u obzir (jer se emisija CO₂ plaća!), stiren proizveden od otpada mogao bi konkurirati onom proizvedenom iz nafte.

Nenad Raos je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, koji je radio do umirovljenja 2016. godine u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI). Autor je i koautor oko 200 znanstvenih i stručnih radova iz područja teorijske (računalne) kemije, kemije kompleksnih spojeva, bioanorganske kemije, povijesti kemije i komunikacijskih vještina u znanosti. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik Prirode te urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji; član je društva ProGeo-Hrvatska i Odjela za prirodoslovlje i matematiku Matice hrvatske. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Autor je 15 znanstveno-popularnih knjiga, posljednja je  „Kemičar u kući – kemija svakodnevnog života“.