Статус рециклаже полиуретанских материјала у Кини
1, погон за производњу полиуретана ће производити велики број отпадака сваке године, због релативно концентрисаног, лаког за рециклирање.Већина постројења користи физичке и хемијске методе рециклаже за обнављање и поновну употребу отпадних материјала.
2. Отпадни полиуретански материјали које користе потрошачи нису добро рециклирани.У Кини постоје нека предузећа специјализована за третман отпадног полиуретана, али већина њих се углавном спаљује и физички рециклира.
3, постоје многи универзитети и истраживачке институције у земљи и иностранству, посвећене тражењу полиуретанске хемијске и биолошке технологије рециклирања, објавиле су одређене академске резултате.Али заиста стављен у широку примену врло малог броја, Немачка Х&С је један од њих.
4, кинеска класификација домаћег отпада је тек почела, а коначна класификација полиуретанских материјала је релативно ниска, и предузећима је тешко да наставе да добијају отпадни полиуретан за накнадну рециклажу и коришћење.Нестабилно снабдевање отпадним материјалима отежава пословање предузећа.
5. Не постоји јасан стандард наплате за рециклажу и третман великог отпада.На пример, душеци направљени од полиуретана, изолација за фрижидере, итд., уз унапређење политике и индустријских ланаца, предузећа за рециклажу могу да остваре знатан приход.
6, Хунтсман је изумео методу за рециклирање ПЕТ пластичних боца, након низа строгих процеса обраде, у јединици за хемијску реакцију са реакцијом других сировина за производњу полиестер полиолних производа, састојака производа до 60% из рециклираних ПЕТ пластичних боца и полиестера полиол се користи за производњу полиуретанских материјала једне од важних сировина.Тренутно, Хунтсман може ефикасно да рециклира 1 милијарду ПЕТ пластичних боца од 500 мл годишње, а у протеклих пет година, 5 милијарди рециклираних ПЕТ пластичних боца је претворено у 130.000 тона полиолних производа за производњу полиуретанских изолационих материјала.
Физичка рециклажа
Ова метода је најраспрострањенија технологија рециклаже.Мека полиуретанска пена се дробицом уситњава у фрагменте од неколико центиметара, а реактивни полиуретански лепак се прска у миксеру.Адхезиви који се користе су углавном комбинације полиуретанске пене или терминални предполимери на бази НЦО на бази полифенил полиметилен полиизоцијаната (ПАПИ).Када се лепкови на бази ПАПИ користе за лепљење и формирање, може се вршити и мешање паре. У процесу лепљења отпадног полиуретана додати 90% отпадног полиуретана, 10% лепка, равномерно измешати, можете додати и део боје, а затим смешу под притиском.
Мекана термореактивна полиуретанска пена и РИМ полиуретански производи имају одређени степен пластичности термичког омекшавања у температурном опсегу од 100-200℃.Под високом температуром и високим притиском, отпадни полиуретан се може спојити без икаквог лепка.Да би рециклирани производ био уједначенији, отпад се често дроби, а затим загрева и ставља под притисак.
Полиуретанска мека пена се може претворити у фине честице млевењем на ниској температури или поступком млевења, а дисперзија ове честице се додаје у полиол, који се користи за производњу полиуретанске пене или других производа, не само за обнављање отпадних полиуретанских материјала, већ такође за ефикасно смањење цене производа.Садржај прашкастог праха у мекој полиуретанској пени заснованој на хладном очвршћавању на бази МДИ је ограничен на 15%, а максимално 25% прашкастог праха се може додати пени за топло очвршћавање на бази ТДИ.
Цхемицал Рецицлинг
Хидролиза диола је једна од најчешће коришћених метода хемијског опоравка.У присуству малих молекуларних диола (као што су етилен гликол, пропилен гликол, диетилен гликол) и катализатора (терцијарни амини, алкохоламин или органометална једињења), полиуретани (пене, еластомери, РИМ производи, итд.) се алкохолизују на температури од око 100°Ц. 200°Ц неколико сати да би се добили регенерисани полиоли.Рециклирани полиоли се могу мешати са свежим полиолима за производњу полиуретанских материјала.
Полиуретанске пене се аминацијом могу претворити у почетне меке полиоле и тврде полиоле.Амолиза је процес у коме полиуретанска пена реагује са аминима током притиска и загревања.Употребљени амини укључују мешавину дибутиламина, етаноламина, лактама или лактама, а реакција се може изводити на температурама испод 150°Ц. Финални производ не захтева пречишћавање директно припремљене полиуретанске пене и може у потпуности да замени полиуретан припремљен од оригиналног полиол.
Дов Цхемицал је увео процес хемијског опоравка хидролизом амина.Процес се састоји од два корака: отпадни полиуретан се разлаже на дисперговани аминоестар високе концентрације, уреу, амин и полиол помоћу алкилоламина и катализатора;Затим се спроводи реакција алкилације да би се уклонили ароматични амини у обновљеном материјалу и добијају се полиоли са добрим перформансама и светлом бојом.Метода може опоравити многе врсте полиуретанске пене, а опорављени полиол се може користити у многим врстама полиуретанских материјала.Компанија такође користи процес хемијске рециклаже за добијање рециклираних полиола из РРИМ делова, који се могу поново користити за побољшање делова РИМ-а до 30%.
Метода хидролизе - Натријум хидроксид се може користити као катализатор хидролизе за разлагање меких и тврдих мехурића полиуретана за производњу полиола и аминских интермедијера, који се користе као рециклиране сировине.
Алкалолиза: полиетар и хидроксид алкалног метала се користе као агенси за разлагање, а карбонати се уклањају након разлагања пене да би се повратили полиоли и ароматични диамини.
Процес комбиновања алкохолизе и амолизе -- полиетар полиол, калијум хидроксид и диамин се користе као средства за разлагање, а карбонатне чврсте материје се уклањају да би се добио полиетар полиол и диамин.Разлагање тврдих мехурића се не може раздвојити, али се полиетар добијен реакцијом пропилен оксида може директно користити за прављење тврдих мехурића.Предности ове методе су ниска температура распадања (60~160℃), кратко време и велика количина пене за разлагање.
Алкохолни фосфорни процес - полиетар полиоли и халогенизовани фосфатни естар као агенси за разлагање, производи распадања су полиетар полиоли и чврсти амонијум фосфат, лако се одвајају.
Рекра, немачка компанија за рециклажу, промовише јефтину технологију рециклирања полиуретанског отпада за рециклажу отпада од полиуретанске обуће.У овој технологији рециклаже, отпад се прво дроби у честице пречника 10 мм, загрева се у реактору са дисперзантом да би се разбио у течност, а на крају се обнавља да би се добили течни полиоли.
Метода разлагања фенола - Јапан ће потрошити полиуретанску меку пену здробљену и помешану са фенолом, загрејану у киселим условима, прекинути карбаматну везу, комбиновати са фенол хидроксилном групом, а затим реаговати са формалдехидом да би произвели фенолну смолу, додати хексаметилентетрамин да би се учврстио, може се припремљен са добром чврстоћом и жилавошћу, одличним производима од фенолне смоле отпорне на топлоту.
Пиролиза – полиуретански меки мехурићи се могу разложити на високим температурама у аеробним или анаеробним условима да би се добиле уљне супстанце, а полиоли се могу добити одвајањем.
Рекуперација топлоте и третман депоније
Повраћај енергије из полиуретанског отпада је еколошки прихватљивија и економски вреднија технологија.Амерички одбор за рециклажу полиуретана спроводи експеримент у којем се 20% отпадне полиуретанске меке пене додаје у спалионицу чврстог отпада.Резултати су показали да су преостали пепео и емисије и даље у оквиру специфицираних еколошких захтева, а топлота ослобођена након додавања отпадне пене у великој мери је уштедела потрошњу фосилних горива.У Европи, земље као што су Шведска, Швајцарска, Немачка и Данска такође експериментишу са технологијама које користе енергију добијену спаљивањем отпада типа полиуретана за добијање електричне енергије и топлоте за грејање.
Полиуретанска пена се може самлети у прах, било сама или са другом отпадном пластиком, да би се заменила фини прах дрвеног угља и спалила у пећи да би се повратила топлотна енергија.Ефикасност сагоревања полиуретанског ђубрива може се побољшати микропрахом.
У недостатку кисеоника, високе температуре, високог притиска и катализатора, меке полиуретанске пене и еластомери могу се термички разложити да би се добили гасни и нафтни производи.Добијено уље за термичко разлагање садржи неке полиоле, који су пречишћени и могу се користити као сировина, али се генерално користе као лож уље.Ова метода је погодна за рециклажу мешаног отпада са другом пластиком.Међутим, разлагање азотног полимера као што је полиуретанска пена може деградирати катализатор.До сада овај приступ није био широко прихваћен.
Пошто је полиуретан полимер који садржи азот, без обзира који се метод обнављања сагоревањем користи, морају се користити оптимални услови сагоревања да би се смањило стварање азотних оксида и амина.Пећи за сагоревање треба да буду опремљене одговарајућим уређајима за третман издувних гасова.
Значајна количина отпада од полиуретанске пене тренутно се одлаже на депоније.Неке пене се не могу рециклирати, као што су полиуретанске пене које се користе као легла за сејање.Као и друге пластике, ако је материјал увек стабилан у природном окружењу, временом ће се акумулирати и постоји притисак на околину.Да би се полиуретански отпад на депонијама разградио у природним условима, људи су почели да развијају биоразградиву полиуретанску смолу.На пример, молекули полиуретана садрже угљене хидрате, целулозу, лигнин или поликапролактон и друга биоразградива једињења.
Рецицлинг Бреактхроугх
Године 2011. студенти Универзитета Јејл доспели су на насловне стране када су открили гљивицу под називом Песталотиопсис мицроспора у Еквадору.Гљива је у стању да свари и разгради полиуретанску пластику, чак и у окружењу без ваздуха (анаеробно), што би могло да учини да ради на дну депоније.
Док је професор који је водио истраживачку турнеју упозорио да се не очекује превише од открића у кратком року, не може се порећи привлачност идеје о бржем, чистијем, без нуспојава и природнијем начину одлагања пластичног отпада. .
Неколико година касније, дизајнерка Катхарина Унгер из студија ЛИВИН сарађивала је са одељењем за микробиологију Универзитета у Утрехту како би покренула пројекат под називом Фунги Мутариум.
Користили су мицелијум (линеарни, хранљиви део печурака) две веома уобичајене јестиве печурке, укључујући печурке буковаче и шизофилу.Током периода од неколико месеци, гљива је потпуно разградила пластичне остатке док нормално расте око махуне јестивог АГАР-а.Очигледно, пластика постаје ужина за мицелијум.
Други истраживачи такође настављају да раде на овом питању.У 2017. години, Сехроон Кхан, научник из Свјетског центра за агрошумарство, и његов тим открили су још једну гљивицу која разграђује пластику, Аспергиллус тубингенсис, на депонији у Исламабаду у Пакистану.
Гљивица може да расте у великом броју у полиестер полиуретану у року од два месеца и да се разбије на мале комаде.
Тим са Универзитета Илиноис, предвођен професором Стивеном Зимерманом, развио је начин да разбије полиуретански отпад и претвори га у друге корисне производе.
Дипломирани студент Ефраим Морадо нада се да ће решити проблем полиуретанског отпада хемијском пренамјеном полимера.Међутим, полиуретани су изузетно стабилни и направљени су од две компоненте које је тешко разградити: изоцијаната и полиола.
Полиоли су кључни јер се добијају из нафте и не разграђују се лако.Да би избегао ову потешкоћу, тим је усвојио хемијску јединицу ацетал који се лакше разграђује и растворљив у води.Производи разградње растворених полимера са трихлоросирћетном киселином и дихлорометаном на собној температури могу се користити за производњу нових материјала.Као доказ концепта, Морадо је у стању да претвори еластомере, који се широко користе у амбалажи и аутомобилским деловима, у лепкове.
Али највећи недостатак ове нове методе опоравка је цена и токсичност сировина које се користе за спровођење реакције.Стога, истраживачи тренутно покушавају да пронађу бољи и јефтинији начин за постизање истог процеса користећи благи растварач (као што је сирће) за разградњу.
Неки корпоративни покушаји
1. ПУРеСмарт план истраживања
2. Пројекат ФОАМ2ФОАМ
3. Тенглонг Бриллиант: Рециклирање полиуретанских изолационих материјала за нове грађевинске материјале
4. Адидас: Патике за трчање које се могу потпуно рециклирати
5. Саломон: Рециклирање пуних ТПУ патика за прављење скијашких ципела
6. Цоси: Цхуанг сарађује са Комитетом за рециклажу душека у промовисању циркуларне економије
7. Немачка компанија Х&С: Технологија алкохолизације полиуретанске пене за производњу душека од сунђера
Време поста: 30.08.2023