Estado de reciclaxe de materiais de poliuretano en China
1, a planta de produción de poliuretano producirá un gran número de chatarras cada ano, debido ao relativamente concentrado e fácil de reciclar.A maioría das plantas utilizan métodos de reciclaxe físicos e químicos para recuperar e reutilizar materiais de refugallo.
2. Os residuos de poliuretano utilizados polos consumidores non foron ben reciclados.Hai algunhas empresas especializadas no tratamento de residuos de poliuretano en China, pero a maioría delas son principalmente incineradas e recicladas físicas.
3, hai moitas universidades e institucións de investigación na casa e no estranxeiro, comprometidas na procura de tecnoloxía de reciclaxe química e biolóxica de poliuretano, publicou un certos resultados académicos.Pero realmente posto en aplicación a gran escala de moi poucos, Alemaña H&S é un deles.
4, a clasificación de residuos domésticos de China acaba de comezar e a clasificación final dos materiais de poliuretano é relativamente baixa e é difícil que as empresas sigan obtendo residuos de poliuretano para a súa posterior reciclaxe e utilización.A inestable subministración de materiais de refugallo dificulta o funcionamento das empresas.
5. Non existe un estándar de cobro claro para a reciclaxe e o tratamento de grandes residuos.Por exemplo, colchóns feitos de poliuretano, illamento de neveira, etc., coa mellora das políticas e cadeas industriais, as empresas de reciclaxe poden obter ingresos considerables.
6, Huntsman inventou un método para reciclar botellas de plástico PET, despois dunha serie de estritos procesos de procesamento, na unidade de reacción química con reaccións con outras materias primas para producir produtos de poliéster poliéster, ingredientes do produto ata o 60% de botellas de plástico PET recicladas e poliéster. poliol úsase para producir materiais de poliuretano unha das materias primas importantes.Na actualidade, Huntsman pode reciclar eficazmente 1.000 millóns de botellas de plástico PET de 500 ml ao ano e, nos últimos cinco anos, 5.000 millóns de botellas de plástico PET recicladas convertéronse en 130.000 toneladas de produtos de poliol para a produción de materiais de illamento de poliuretano.
Reciclaxe Física
Este método é a tecnoloxía de reciclaxe máis utilizada.A escuma de poliuretano suave pulverízase en fragmentos de varios centímetros mediante unha trituradora e pulverízase un adhesivo de poliuretano reactivo no mesturador.Os adhesivos utilizados son xeralmente combinacións de espuma de poliuretano ou prepolímeros terminais a base de NCO a base de poliisocianato de polimetileno polifenil (PAPI).Cando se usan adhesivos baseados en PAPI para unir e conformar, tamén se pode realizar a mestura de vapor. No proceso de unión de poliuretano residual, engade o 90% de poliuretano residual, o 10% de adhesivo, mestura uniformemente, tamén podes engadir parte do colorante, e despois presuriza a mestura.
A escuma suave de poliuretano termoendurecible e os produtos de poliuretano RIM teñen un certo grao de plasticidade de suavización térmica no rango de temperatura de 100-200 ℃.A alta temperatura e alta presión, o poliuretano residual pódese unir sen ningún adhesivo.Para que o produto reciclado sexa máis uniforme, os residuos adoitan ser triturados e despois quentados e presurizados.
A escuma suave de poliuretano pódese converter en partículas finas mediante un proceso de moenda ou moenda a baixa temperatura, e a dispersión desta partícula engádese ao poliol, que se usa para fabricar escuma de poliuretano ou outros produtos, non só para recuperar os residuos de poliuretano, senón tamén para reducir eficazmente o custo dos produtos.O contido de po pulverizado na escuma de poliuretano suave de curado en frío a base de MDI está limitado ao 15% e pódese engadir un máximo de 25% de po pulverizado á escuma de curado en quente a base de TDI.
Reciclaxe Química
A hidrólise de diol é un dos métodos de recuperación química máis utilizados.En presenza de pequenos diois moleculares (como etilenglicol, propilenglicol, dietilenglicol) e catalizadores (aminas terciarias, alcoholaminas ou compostos organometálicos), os poliuretanos (espumas, elastómeros, produtos RIM, etc.) son alcohólicos a unha temperatura de aproximadamente 200°C durante varias horas para obter poliois rexenerados.Os poliois reciclados pódense mesturar con poliois frescos para a fabricación de materiais de poliuretano.
As espumas de poliuretano poden converterse nos poliois brandos iniciais e poliois duros por aminación.A amólise é un proceso no que a espuma de poliuretano reacciona con aminas durante a presurización e o quecemento.As aminas utilizadas inclúen a mestura de dibutilamina, etanolamina, lactama ou lactama, e a reacción pódese levar a cabo a temperaturas inferiores a 150 ° C. O produto final non require purificación da escuma de poliuretano preparada directamente e pode substituír completamente o poliuretano preparado a partir do orixinal. poliol.
Dow Chemical introduciu un proceso de recuperación química de hidrólise de aminas.O proceso consta de dúas etapas: o poliuretano residual descompónse en aminoéster disperso de alta concentración, urea, amina e poliol mediante alquilolamina e catalizador;Despois lévase a cabo a reacción de alquilación para eliminar as aminas aromáticas do material recuperado e obtéñense os poliois con bo rendemento e cor clara.O método pode recuperar moitos tipos de escuma de poliuretano e o poliol recuperado pódese usar en moitos tipos de materiais de poliuretano.A compañía tamén utiliza un proceso de reciclaxe químico para obter poliois reciclados a partir de pezas de RRIM, que poden ser reutilizadas para mellorar as pezas de RIM ata un 30%.
Método de hidrólise - O hidróxido de sodio pódese usar como catalizador de hidrólise para descompoñer as burbullas brandas de poliuretano e as burbullas duras para producir poliois e intermedios de aminas, que se usan como materias primas recicladas.
Alcalólise: utilízanse poliéter e hidróxido de metal alcalino como axentes de descomposición, e os carbonatos elimínanse despois da descomposición da escuma para recuperar poliois e diaminas aromáticas.
O proceso de combinación de alcohólise e amólise: poliéter poliol, hidróxido de potasio e diamina utilízanse como axentes de descomposición, e os sólidos carbonatados son eliminados para obter poliéter poliol e diamina.A descomposición das burbullas duras non se pode separar, pero o poliéter obtido pola reacción do óxido de propileno pódese usar directamente para facer burbullas duras.As vantaxes deste método son a baixa temperatura de descomposición (60 ~ 160 ℃), pouco tempo e gran cantidade de escuma de descomposición.
Proceso de alcohol fósforo - poliois de poliéter e éster de fosfato haloxenado como axentes de descomposición, os produtos de descomposición son poliois de poliéter e fosfato de amonio sólido, fácil separación.
Reqra, unha empresa alemá de reciclaxe, promove unha tecnoloxía de reciclaxe de residuos de poliuretano de baixo custo para a reciclaxe de residuos de zapatos de poliuretano.Nesta tecnoloxía de reciclaxe, primeiro tritúranse os residuos en partículas de 10 mm, quéntase no reactor cun dispersante para licuar e, finalmente, recupéranse para obter poliois líquidos.
Método de descomposición do fenol: Xapón desperdiciará escuma branda de poliuretano triturada e mesturada con fenol, quentada en condicións ácidas, rotura do enlace carbamato, combinada co grupo hidroxilo de fenol, e despois reaccionará co formaldehido para producir resina fenólica, engadirá hexametilentetramina para solidificala. preparado con boa forza e dureza, excelentes produtos de resina fenólica de resistencia á calor.
Pirólise: as burbullas brandas de poliuretano pódense descompoñer a altas temperaturas en condicións aeróbicas ou anaeróbicas para obter substancias oleosas, e os poliois pódense obter por separación.
Recuperación de calor e tratamento en vertedoiro
A recuperación de enerxía dos residuos de poliuretano é unha tecnoloxía máis respectuosa co medio ambiente e económicamente valiosa.O American Polyurethane Recycling Board está a realizar un experimento no que se engade o 20% dos residuos de escuma branda de poliuretano a unha incineradora de residuos sólidos.Os resultados mostraron que as cinzas residuais e as emisións aínda estaban dentro dos requisitos ambientais especificados, e a calor liberada despois de engadir a escuma residual aforrou moito o consumo de combustibles fósiles.En Europa, países como Suecia, Suíza, Alemaña ou Dinamarca tamén están a experimentar con tecnoloxías que utilizan a enerxía recuperada da incineración de residuos de tipo poliuretano para proporcionar electricidade e calefacción.
A escuma de poliuretano pódese moer en po, só ou con outros residuos plásticos, para substituír o carbón en po fino e queimar nun forno para recuperar a enerxía térmica.A eficiencia de combustión do fertilizante de poliuretano pódese mellorar mediante micropo.
En ausencia de osíxeno, alta temperatura, alta presión e catalizador, as espumas e elastómeros de poliuretano brandos pódense descompoñer térmicamente para obter produtos de gas e petróleo.O aceite de descomposición térmica resultante contén algúns poliois, que se purifican e poden usarse como materia prima, pero que se usan xeralmente como fuel oil.Este método é adecuado para reciclar residuos mesturados con outros plásticos.Non obstante, a descomposición do polímero nitroxenado como a escuma de poliuretano pode degradar o catalizador.Ata o momento este enfoque non foi amplamente adoptado.
Dado que o poliuretano é un polímero que contén nitróxeno, independentemente do método de recuperación da combustión que se utilice, débense utilizar as condicións de combustión óptimas para reducir a xeración de óxidos de nitróxeno e aminas.Os fornos de combustión deben estar equipados con dispositivos de tratamento de gases de escape axeitados.
Na actualidade bótase en vertedoiros unha cantidade considerable de residuos de escuma de poliuretano.Algunhas escumas non se poden reciclar, como as escumas de poliuretano utilizadas como sementeiras.Como outros plásticos, se o material é sempre estable no medio natural, acumularase co paso do tempo, e hai presión sobre o medio.Co fin de descompoñer os residuos de poliuretano do vertedoiro en condicións naturais, a xente comezou a desenvolver resina de poliuretano biodegradable.Por exemplo, as moléculas de poliuretano conteñen hidratos de carbono, celulosa, lignina ou policaprolactona e outros compostos biodegradables.
Avance da reciclaxe
En 2011, estudantes da Universidade de Yale foron noticia cando descubriron un fungo chamado Pestalotiopsis microspora en Ecuador.O fungo é capaz de dixerir e descompoñer o plástico de poliuretano, mesmo nun ambiente sen aire (anaeróbico), o que podería incluso facelo funcionar no fondo dun vertedoiro.
Aínda que o profesor que dirixiu a xira de investigación advertiu de non esperar demasiado dos resultados a curto prazo, non se pode negar o atractivo da idea dunha forma máis rápida, limpa, sen eficiencia secundaria e máis natural de eliminar os residuos plásticos. .
Uns anos despois, a deseñadora Katharina Unger de LIVIN Studio colaborou co departamento de microbioloxía da Universidade de Utrecht para lanzar un proxecto chamado Fungi Mutarium.
Utilizaron o micelio (a parte lineal e nutritiva dos cogomelos) de dous cogomelos comestibles moi comúns, entre eles os cogomelos ostra e os esquizofilos.Durante un período de varios meses, o fungo deteriorou completamente os restos plásticos mentres creceu normalmente ao redor da vaina de AGAR comestible.Ao parecer, o plástico convértese nunha merenda para o micelio.
Outros investigadores tamén seguen traballando no tema.En 2017, Sehroon Khan, un científico do World Agroforestry Center, e o seu equipo descubriron outro fungo que degrada o plástico, Aspergillus tubingensis, nun vertedoiro de Islamabad, Paquistán.
O fungo pode crecer en grandes cantidades en poliuretano de poliéster en dous meses e descompoñerse en pequenos anacos.
Un equipo da Universidade de Illinois, dirixido polo profesor Steven Zimmerman, desenvolveu unha forma de descompoñer os residuos de poliuretano e convertelo noutros produtos útiles.
O estudante de posgrao Ephraim Morado espera resolver o problema dos residuos de poliuretano mediante a reutilización química dos polímeros.Non obstante, os poliuretanos son extremadamente estables e están feitos de dous compoñentes difíciles de descompoñer: isocianatos e poliois.
Os poliois son fundamentais porque son derivados do petróleo e non se degradan facilmente.Para evitar esta dificultade, o equipo adoptou unha unidade química acetal que é máis facilmente degradable e soluble en auga.Os produtos de degradación dos polímeros disoltos con ácido tricloroacético e diclorometano a temperatura ambiente pódense utilizar para producir novos materiais.Como proba de concepto, Morado é capaz de converter elastómeros, que son amplamente utilizados en envases e pezas de automóbiles, en adhesivos.
Pero o maior inconveniente deste novo método de recuperación é o custo e a toxicidade das materias primas utilizadas para levar a cabo a reacción.Polo tanto, actualmente os investigadores están tentando atopar unha forma mellor e máis barata de conseguir o mesmo proceso usando un disolvente suave (como o vinagre) para a degradación.
Algúns intentos corporativos
1. Plan de investigación PUReSmart
2. Proxecto FOAM2FOAM
3. Tenglong Brilliant: reciclaxe de materiais de illamento de poliuretano para materiais de construción emerxentes
4. Adidas: unha zapatilla de carreiras completamente reciclable
5. Salomon: reciclando tenis de TPU completos para facer botas de esquí
6. Cosi: Chuang coopera co Comité de Reciclaxe de Colchóns para promover a economía circular
7. Compañía H&S alemá: tecnoloxía de alcoholíse de escuma de poliuretano para a fabricación de colchóns de esponxa
Hora de publicación: 30-ago-2023