Estat de reciclatge dels materials de poliuretà a la Xina
1, la planta de producció de poliuretà produirà un gran nombre de retalls cada any, a causa de la seva concentració relativa i fàcil de reciclar.La majoria de les plantes utilitzen mètodes de reciclatge físic i químic per recuperar i reutilitzar materials de ferralla.
2. Els residus de poliuretà utilitzats pels consumidors no han estat ben reciclats.Hi ha algunes empreses especialitzades en el tractament de residus de poliuretà a la Xina, però la majoria d'elles són principalment incinerades i reciclades físicament.
3, hi ha moltes universitats i institucions de recerca nacionals i estrangeres, compromeses a buscar tecnologia de reciclatge biològic i químic de poliuretà, van publicar uns resultats acadèmics determinats.Però realment posat en aplicació a gran escala de molt pocs, Alemanya H&S és un d'ells.
4, la classificació de residus domèstics de la Xina acaba de començar i la classificació final dels materials de poliuretà és relativament baixa, i és difícil que les empreses continuïn obtenint residus de poliuretà per al seu reciclatge i utilització posteriors.El subministrament inestable de materials de rebuig dificulta el funcionament de les empreses.
5. No hi ha una norma clara de cobrament per al reciclatge i tractament de residus grans.Per exemple, els matalassos de poliuretà, l'aïllament de la nevera, etc., amb la millora de les polítiques i les cadenes industrials, les empreses de reciclatge poden obtenir ingressos considerables.
6, Huntsman va inventar un mètode per reciclar ampolles de plàstic PET, després d'una sèrie de processos de processament estrictes, a la unitat de reacció química amb altres matèries primeres reaccions per produir productes de polièster polièster, ingredients del producte fins a un 60% d'ampolles de plàstic PET reciclades i polièster El poliol s'utilitza per produir materials de poliuretà, una de les matèries primeres importants.En l'actualitat, Huntsman pot reciclar de manera efectiva 1.000 milions d'ampolles de plàstic PET de 500 ml a l'any i, en els últims cinc anys, 5.000 milions d'ampolles de plàstic PET reciclades s'han convertit en 130.000 tones de productes de poliol per a la producció de materials d'aïllament de poliuretà.
Reciclatge físic
Aquest mètode és la tecnologia de reciclatge més utilitzada.L'escuma suau de poliuretà es polveritza en diversos centímetres de fragments mitjançant una trituradora i un adhesiu de poliuretà reactiu es ruixa al mesclador.Els adhesius utilitzats són generalment combinacions d'escuma de poliuretà o prepolímers terminals basats en NCO basats en poliisocianat de polifenil polimetilè (PAPI).Quan s'utilitzen adhesius basats en PAPI per unir i formar, també es pot fer la barreja de vapor. En el procés d'unió de residus de poliuretà, afegiu un 90% de residus de poliuretà, un 10% d'adhesiu, barregeu-ho de manera uniforme, també podeu afegir part del colorant, i després pressionar la mescla.
L'escuma suau de poliuretà termoendurible i els productes de poliuretà RIM tenen un cert grau de plasticitat suavitzant tèrmica en el rang de temperatura de 100-200 ℃.A alta temperatura i alta pressió, els residus de poliuretà es poden unir sense cap adhesiu.Per tal que el producte reciclat sigui més uniforme, els residus sovint es trituren i després s'escalfen i es pressuritzen.
L'escuma suau de poliuretà es pot convertir en partícules fines mitjançant un procés de mòlta o mòlta a baixa temperatura, i la dispersió d'aquesta partícula s'afegeix al poliol, que s'utilitza per fabricar escuma de poliuretà o altres productes, no només per recuperar els residus de materials de poliuretà, sinó també per reduir eficaçment el cost dels productes.El contingut de pols polveritzat a l'escuma de poliuretà suau de curat en fred basat en MDI està limitat al 15% i es pot afegir un màxim d'un 25% de pols en pols a l'escuma de curat en calent basat en TDI.
Reciclatge de productes químics
La hidròlisi de diols és un dels mètodes de recuperació química més utilitzats.En presència de petits diols moleculars (com etilenglicol, propilenglicol, dietilenglicol) i catalitzadors (amines terciàries, alcoholamina o compostos organometàl·lics), els poliuretans (escumes, elastòmers, productes RIM, etc.) s'alcoholitzen a una temperatura d'aproximadament 200°C durant diverses hores per obtenir poliols regenerats.Els poliols reciclats es poden barrejar amb poliols frescos per a la fabricació de materials de poliuretà.
Les escumes de poliuretà es poden convertir en els poliols suaus inicials i els poliols durs per aminació.L'amòlisi és un procés en què l'escuma de poliuretà reacciona amb les amines durant la pressurització i l'escalfament.Les amines utilitzades inclouen dibutilamina, etanolamina, lactama o lactama, i la reacció es pot dur a terme a temperatures inferiors a 150 ° C. El producte final no requereix purificació de l'escuma de poliuretà preparada directament i pot substituir completament el poliuretà preparat a partir de l'original. poliol.
Dow Chemical ha introduït un procés de recuperació química d'hidròlisi d'amines.El procés consta de dues etapes: el poliuretà residual es descompone en aminoèster, urea, amina i poliol dispersos d'alta concentració mitjançant alquilolamina i catalitzador;A continuació, es realitza la reacció d'alquilació per eliminar les amines aromàtiques del material recuperat i s'obtenen els poliols de bon rendiment i color clar.El mètode pot recuperar molts tipus d'escuma de poliuretà, i el poliol recuperat es pot utilitzar en molts tipus de materials de poliuretà.L'empresa també utilitza un procés de reciclatge químic per obtenir poliols reciclats de peces de RRIM, que es poden reutilitzar per millorar les peces de RIM fins a un 30%.
Mètode d'hidròlisi: l'hidròxid de sodi es pot utilitzar com a catalitzador d'hidròlisi per descompondre les bombolles suaus de poliuretà i les bombolles dures per produir poliols i intermedis amines, que s'utilitzen com a matèries primeres reciclades.
Alcalòlisi: s'utilitzen polièter i hidròxid de metalls alcalís com a agents de descomposició i s'eliminen els carbonats després de la descomposició de l'escuma per recuperar poliols i diamines aromàtiques.
El procés de combinació d'alcoholisi i amòlisi: polièter poliol, hidròxid de potassi i diamina s'utilitzen com a agents de descomposició i s'eliminen els sòlids de carbonat per obtenir polieter poliol i diamina.La descomposició de les bombolles dures no es pot separar, però el polièter obtingut per la reacció de l'òxid de propilè es pot utilitzar directament per fer bombolles dures.Els avantatges d'aquest mètode són la baixa temperatura de descomposició (60 ~ 160 ℃), el temps curt i la gran quantitat d'escuma de descomposició.
Procés de fòsfor alcohòlic: poliols de polièter i èster de fosfat halogenat com a agents de descomposició, els productes de descomposició són poliols de polièter i sòlid de fosfat d'amoni, fàcil de separar.
Reqra, una empresa de reciclatge alemanya, promou una tecnologia de reciclatge de residus de poliuretà de baix cost per al reciclatge de residus de sabates de poliuretà.En aquesta tecnologia de reciclatge, els residus es trituren primer en partícules de 10 mm, s'escalfen al reactor amb un dispersant per liquar-los i finalment es recuperen per obtenir poliols líquids.
Mètode de descomposició del fenol: el Japó malgastarà l'escuma suau de poliuretà triturada i barrejada amb fenol, escalfada en condicions àcides, trencament de l'enllaç carbamat, combinat amb el grup hidroxil del fenol, i després reaccionar amb formaldehid per produir resina fenòlica, afegir hexametilentetramina per solidificar-la. preparat amb bona resistència i duresa, excel·lents productes de resina fenòlica de resistència a la calor.
Piròlisi: les bombolles toves de poliuretà es poden descompondre a altes temperatures en condicions aeròbiques o anaeròbies per obtenir substàncies oleoses i es poden obtenir poliols per separació.
Recuperació de calor i tractament d'abocador
Recuperar energia dels residus de poliuretà és una tecnologia més respectuosa amb el medi ambient i econòmicament valuosa.L'American Polyurethane Recycling Board està duent a terme un experiment en el qual s'afegeix un 20% de residus d'escuma suau de poliuretà a una incineradora de residus sòlids.Els resultats van mostrar que les cendres residuals i les emissions encara estaven dins dels requisits ambientals especificats, i la calor alliberada després d'afegir l'escuma residual va estalviar molt el consum de combustibles fòssils.A Europa, països com Suècia, Suïssa, Alemanya i Dinamarca també estan experimentant amb tecnologies que utilitzen l'energia recuperada de la incineració de residus de tipus poliuretà per proporcionar electricitat i calefacció.
L'escuma de poliuretà es pot triturar en pols, ja sigui sola o amb altres plàstics de rebuig, per substituir la pols de carbó vegetal i cremar-se en un forn per recuperar l'energia tèrmica.L'eficiència de combustió dels fertilitzants de poliuretà es pot millorar amb micropols.
En absència d'oxigen, alta temperatura, alta pressió i catalitzador, les escumes de poliuretà suaus i els elastòmers es poden descompondre tèrmicament per obtenir productes de gas i petroli.L'oli de descomposició tèrmica resultant conté alguns poliols, que es depuren i es poden utilitzar com a matèria primera, però generalment s'utilitzen com a fuel.Aquest mètode és adequat per reciclar residus barrejats amb altres plàstics.Tanmateix, la descomposició del polímer nitrogenat com l'escuma de poliuretà pot degradar el catalitzador.Fins ara, aquest enfocament no ha estat àmpliament adoptat.
Com que el poliuretà és un polímer que conté nitrogen, independentment del mètode de recuperació de la combustió que s'utilitzi, s'han d'utilitzar les condicions òptimes de combustió per reduir la generació d'òxids de nitrogen i amines.Els forns de combustió han d'estar equipats amb dispositius de tractament de gasos d'escapament adequats.
Actualment, una quantitat considerable de residus d'escuma de poliuretà s'aboca als abocadors.Algunes escumes no es poden reciclar, com les escumes de poliuretà utilitzades com a sembra.Com altres plàstics, si el material és sempre estable en el medi natural, s'acumularà amb el temps i hi ha pressió sobre el medi ambient.Per tal de descompondre els residus de poliuretà de l'abocador en condicions naturals, la gent ha començat a desenvolupar resina de poliuretà biodegradable.Per exemple, les molècules de poliuretà contenen hidrats de carboni, cel·lulosa, lignina o policaprolactona i altres compostos biodegradables.
Avenç del reciclatge
El 2011, els estudiants de la Universitat de Yale van fer notícia quan van descobrir un fong anomenat Pestalotiopsis microspora a l'Equador.El fong és capaç de digerir i descompondre el plàstic de poliuretà, fins i tot en un entorn sense aire (anaeròbic), que fins i tot podria fer-lo funcionar al fons d'un abocador.
Tot i que el professor que va dirigir la gira d'investigació va advertir que no s'esperava massa de les troballes a curt termini, no es pot negar l'atractiu de la idea d'una manera més ràpida, més neta, sense eficàcia secundaria i més natural d'eliminar els residus plàstics. .
Uns anys més tard, la dissenyadora Katharina Unger de LIVIN Studio va col·laborar amb el departament de microbiologia de la Universitat d'Utrecht per llançar un projecte anomenat Fungi Mutarium.
Van utilitzar el miceli (la part lineal i nutritiva dels bolets) de dos bolets comestibles molt comuns, inclosos els bolets ostra i l'esquizofil·la.Durant un període de diversos mesos, el fong va degradar completament les restes de plàstic mentre creixia normalment al voltant de la beina d'AGAR comestible.Pel que sembla, el plàstic es converteix en un aperitiu per al miceli.
Altres investigadors també continuen treballant en el tema.El 2017, Sehroon Khan, un científic del World Agroforestry Center, i el seu equip van descobrir un altre fong que degradava el plàstic, Aspergillus tubingensis, en un abocador d'Islamabad, Pakistan.
El fong pot créixer en grans quantitats en poliuretà de polièster en dos mesos i trencar-lo en petits trossos.
Un equip de la Universitat d'Illinois, dirigit pel professor Steven Zimmerman, ha desenvolupat una manera de descompondre els residus de poliuretà i convertir-los en altres productes útils.
L'estudiant de postgrau Ephraim Morado espera resoldre el problema dels residus de poliuretà mitjançant la reutilització química dels polímers.Tanmateix, els poliuretans són extremadament estables i estan fets de dos components difícils de descompondre: isocianats i poliols.
Els poliols són clau perquè es deriven del petroli i no es degraden fàcilment.Per evitar aquesta dificultat, l'equip va adoptar una unitat química acetal que es degrada més fàcilment i és soluble en aigua.Els productes de degradació dels polímers dissolts amb àcid tricloroacètic i diclorometà a temperatura ambient es poden utilitzar per produir nous materials.Com a prova de concepte, Morado és capaç de convertir els elastòmers, que s'utilitzen àmpliament en embalatges i peces d'automòbil, en adhesius.
Però el major inconvenient d'aquest nou mètode de recuperació és el cost i la toxicitat de les matèries primeres utilitzades per dur a terme la reacció.Per tant, actualment els investigadors estan intentant trobar una manera millor i més barata d'aconseguir el mateix procés utilitzant un dissolvent suau (com el vinagre) per a la degradació.
Alguns intents corporatius
1. Pla de recerca PUReSmart
2. Projecte FOAM2FOAM
3. Tenglong Brilliant: reciclatge de materials d'aïllament de poliuretà per a materials de construcció emergents
4. Adidas: una sabata de running totalment reciclable
5. Salomon: reciclant sabatilles d'esquí de TPU completes per fer botes d'esquí
6. Cosi: Chuang coopera amb el Comitè de Reciclatge de Matalassos per promoure l'economia circular
7. Companyia alemanya d'H&S: tecnologia d'alcoholèsia d'escuma de poliuretà per a la fabricació de matalassos d'esponja
Hora de publicació: 30-agost-2023