A poliuretán anyagok újrahasznosítási állapota Kínában
1, a poliuretán gyártó üzem évente nagy számú hulladékot fog termelni, a viszonylag koncentrált, könnyen újrahasznosítható termék miatt.A legtöbb üzem fizikai és kémiai újrahasznosítási módszereket alkalmaz a hulladékanyagok visszanyerésére és újrafelhasználására.
2. A fogyasztók által használt hulladék poliuretán anyagokat nem hasznosították megfelelően újra.Kínában van néhány poliuretán hulladék kezelésére szakosodott vállalkozás, de ezek többsége főként elégetéssel és fizikai újrahasznosítással foglalkozik.
3, sok egyetem és kutatóintézet van itthon és külföldön, elkötelezettek a poliuretán kémiai és biológiai újrahasznosítási technológia keresésére, közzétett bizonyos tudományos eredményeket.De valóban nagyon kevesen alkalmazzák a nagyszabású alkalmazást, a Németországi H&S az egyik ilyen.
4, Kínában a háztartási hulladékok besorolása nemrég kezdődött, és a poliuretán anyagok végső osztályozása viszonylag alacsony, és a vállalkozások számára nehéz továbbra is poliuretánhulladékot beszerezni a későbbi újrahasznosítás és hasznosítás céljából.A hulladékanyag-ellátás instabilitása megnehezíti a vállalkozások működését.
5. Nincs egyértelmű díjszabási szabvány a nagyméretű hulladékok újrahasznosítására és kezelésére.Például a poliuretánból készült matracok, hűtőszekrények szigetelése stb., a politika és az ipari láncok fejlesztésével az újrahasznosító vállalkozások jelentős bevételre tehetnek szert.
6, Huntsman feltalált egy módszert a PET műanyag palackok újrahasznosítására, számos szigorú feldolgozási folyamat után a kémiai reakcióegységben más nyersanyagok reakciójával poliészter poliol termékek, termékösszetevők 60%-ig újrahasznosított PET műanyag palackokból és poliészter előállítására. A poliolt poliuretán anyagok előállítására használják, az egyik fontos nyersanyag.Jelenleg a Huntsman évente 1 milliárd 500 ml-es PET műanyag palackot tud hatékonyan újrahasznosítani, az elmúlt öt évben pedig 5 milliárd újrahasznosított PET műanyag palackot alakítottak át 130 000 tonna poliol termékké poliuretán szigetelőanyagok gyártásához.
Fizikai újrahasznosítás
Ez a módszer a legszélesebb körben alkalmazott újrahasznosítási technológia.A puha poliuretán habot aprítógéppel több centiméteres darabokra porítják, és a keverőben reaktív poliuretán ragasztót szórnak rá.Az alkalmazott ragasztók általában poliuretánhab kombinációk vagy polifenil-polimetilén-poliizocianát (PAPI) alapú terminális NCO-alapú prepolimerek.Amikor PAPI alapú ragasztókat használunk ragasztáshoz és formázáshoz, gőzkeverés is bevihető. Hulladék poliuretán ragasztása során adjunk hozzá 90% hulladék poliuretánt, 10% ragasztót, keverjük egyenletesen, a festék egy részét is hozzáadhatjuk, majd nyomás alá helyezzük a keveréket.
A hőre keményedő poliuretán lágyhab és a RIM poliuretán termékek bizonyos fokú hőlágyító plaszticitással rendelkeznek a 100-200 ℃ hőmérséklet-tartományban.Magas hőmérsékleten és nagy nyomáson a hulladék poliuretán ragasztó nélkül összeragasztható.Az újrahasznosított termék egységesebbé tétele érdekében a hulladékot gyakran összezúzzák, majd felmelegítik és nyomás alá helyezik.
A lágy poliuretánhab alacsony hőmérsékletű őrléssel vagy őrlési eljárással finom szemcsékké alakítható, és ennek a részecskének a diszperzióját adják a poliolhoz, amelyet poliuretánhab vagy más termékek előállításához használnak, nem csak a hulladék poliuretán anyagok visszanyerésére, hanem a termékek költségének hatékony csökkentése is.Az MDI alapú hidegen keményedő lágy poliuretán habban a porított por tartalom 15%-ra korlátozódik, a TDI alapú melegen térhálósító habhoz pedig legfeljebb 25% porított port adható.
Vegyi újrahasznosítás
A diol-hidrolízis az egyik legszélesebb körben alkalmazott kémiai visszanyerési módszer.Kis molekulájú diolok (például etilénglikol, propilénglikol, dietilénglikol) és katalizátorok (tercier aminok, alkoholamin vagy fémorganikus vegyületek) jelenlétében a poliuretánok (habok, elasztomerek, RIM termékek stb.) kb. 200 °C-on néhány órán át, hogy regenerált poliolokat kapjunk.Az újrahasznosított poliolok keverhetők friss poliolokkal poliuretán anyagok előállításához.
A poliuretán habok aminálás útján a kiindulási lágy poliolokká és kemény poliolokká alakíthatók.Az amolízis olyan folyamat, amelyben a poliuretán hab reakcióba lép aminokkal a nyomás alá helyezés és a melegítés során.A felhasznált aminok közé tartozik a dibutil-amin, etanol-amin, laktám vagy laktám keverék, és a reakció 150 °C alatti hőmérsékleten is végrehajtható. A végtermék nem igényli a közvetlenül előállított poliuretánhab tisztítását, és teljesen helyettesítheti az eredeti poliuretánt. poliol.
A Dow Chemical bevezette az amin-hidrolízis vegyszer-visszanyerési eljárását.Az eljárás két lépésből áll: a hulladék poliuretánt alkilolamin és katalizátor segítségével nagy koncentrációjú diszpergált aminoészterekre, karbamidra, aminra és poliolra bontják;Ezután alkilezési reakciót hajtanak végre az aromás aminok eltávolítására a kinyert anyagban, és jó teljesítményű és világos színű poliolokat kapnak.A módszerrel sokféle poliuretánhab kinyerhető, és a visszanyert poliol sokféle poliuretán anyagban felhasználható.A vállalat vegyi újrahasznosítási eljárást is alkalmaz az RRIM alkatrészekből újrahasznosított poliolok előállítására, amelyek újrafelhasználhatók a RIM alkatrészek akár 30%-os javítására.
Hidrolízis módszer - A nátrium-hidroxid hidrolízis katalizátorként használható a lágy poliuretán buborékok és kemény buborékok lebontására poliolok és amin köztitermékek előállítására, amelyeket újrahasznosított nyersanyagként használnak fel.
Alkalolízis: poliétert és alkálifém-hidroxidot használnak bontószerként, a karbonátokat pedig habbontás után távolítják el a poliolok és aromás diaminok kinyerésére.
Az alkoholízis és az amolízis kombinálásának folyamata – poliéter-poliolt, kálium-hidroxidot és diamint használnak bontószerként, és eltávolítják a karbonát szilárd anyagokat, hogy poliéter-poliolt és diamint kapjanak.A kemény buborékok bomlása nem választható szét, de a propilén-oxid reakciójával kapott poliéter közvetlenül felhasználható kemény buborékok előállítására.Ennek a módszernek az előnyei az alacsony bomlási hőmérséklet (60-160 ℃), a rövid idő és a nagy mennyiségű bomlási hab.
Alkoholos foszfor eljárás - poliéter-poliolok és halogénezett foszfát-észter, mint bomlás, bomlástermékek poliéter-poliolok és ammónium-foszfát szilárd anyag, könnyen szétválasztható.
A Reqra, egy német újrahasznosító cég egy alacsony költségű poliuretán hulladék újrahasznosítási technológiát hirdet a poliuretán cipőhulladék újrahasznosítására.Ebben az újrahasznosítási technológiában a hulladékot először 10 mm-es részecskékre zúzzák, a reaktorban diszpergálószerrel hevítik, hogy cseppfolyósítsák, végül visszanyerjék folyékony poliolokat.
Fenol lebontási módszer – Japán a poliuretán puha habot zúzva és fenollal keverve, savas körülmények között melegítve, karbamátkötést megszakítva, fenol-hidroxilcsoporttal kombinálva elpazarolja, majd formaldehiddel reagálva fenolgyantát állít elő, és hexametilén-tetramint ad hozzá a megszilárduláshoz. jó szilárdságú és szívósságú, kiváló hőállóságú fenolgyanta termékek.
Pirolízis – a poliuretán lágy buborékok magas hőmérsékleten aerob vagy anaerob körülmények között lebonthatók olajos anyagok előállítására, poliolok pedig elválasztással nyerhetők.
Hővisszanyerés és hulladéklerakó kezelés
Az energia visszanyerése poliuretán hulladékból környezetbarátabb és gazdaságilag értékesebb technológia.Az American Polyurethane Recycling Board olyan kísérletet folytat, amelyben a hulladék poliuretán lágyhab 20%-át egy szilárd hulladékégetőbe adják.Az eredmények azt mutatták, hogy a maradék hamu és a kibocsátás továbbra is a meghatározott környezetvédelmi követelményeken belül volt, és a hulladékhab hozzáadása után felszabaduló hő jelentősen megtakarította a fosszilis tüzelőanyagok felhasználását.Európában olyan országokban, mint Svédország, Svájc, Németország és Dánia is kísérleteznek olyan technológiákkal, amelyek a poliuretán típusú hulladékok elégetéséből nyert energiát használják fel elektromos áram és fűtési hő előállítására.
A poliuretán hab önmagában vagy más hulladék műanyagokkal együtt porrá őrölhető a finom szénpor helyettesítésére, és kemencében elégethető a hőenergia visszanyerése érdekében.A poliuretán műtrágya égési hatékonysága mikroporral javítható.
Oxigén, magas hőmérséklet, nagy nyomás és katalizátor hiányában a lágy poliuretán habok és elasztomerek termikusan lebonthatók gáz- és olajtermékek előállítására.A kapott termikus bomlási olaj tartalmaz néhány poliolt, amelyek tisztítottak és nyersanyagként használhatók, de általában fűtőolajként használják.Ez a módszer alkalmas a vegyes hulladék más műanyagokkal való újrahasznosítására.A nitrogéntartalmú polimer, például a poliuretánhab bomlása azonban leronthatja a katalizátort.Ez a megközelítés eddig nem terjedt el széles körben.
Mivel a poliuretán nitrogéntartalmú polimer, függetlenül attól, hogy melyik tüzelés-visszanyerési módszert alkalmazzuk, az optimális égési körülményeket kell alkalmazni a nitrogén-oxidok és aminok képződésének csökkentése érdekében.A tüzelőkemencéket megfelelő kipufogógáz-kezelő berendezésekkel kell felszerelni.
Jelentős mennyiségű poliuretán habhulladék jelenleg hulladéklerakókba kerül.Egyes habok nem hasznosíthatók újra, mint például a magágyként használt poliuretán hab.Más műanyagokhoz hasonlóan, ha az anyag mindig stabil a természetes környezetben, idővel felhalmozódik, és nyomás nehezedik a környezetre.A hulladéklerakó poliuretán hulladék természetes körülmények közötti lebontása érdekében az emberek elkezdték kifejleszteni a biológiailag lebomló poliuretán gyantát.Például a poliuretán molekulák szénhidrátokat, cellulózt, lignint vagy polikaprolaktont és más biológiailag lebomló vegyületeket tartalmaznak.
Újrahasznosítás áttörés
2011-ben a Yale Egyetem hallgatói a címlapokra kerültek, amikor felfedezték a Pestalotiopsis microspora nevű gombát Ecuadorban.A gomba még levegőmentes (anaerob) környezetben is képes megemészteni és lebontani a poliuretán műanyagot, ami akár egy hulladéklerakó alján is működőképessé teheti.
Míg a kutatási körutat vezető professzor óva intett attól, hogy rövid távon túl sokat várjunk az eredményektől, tagadhatatlan a műanyaghulladék gyorsabb, tisztább, mellékhatásoktól mentes és természetesebb módszerének vonzereje. .
Néhány évvel később Katharina Unger, a LIVIN Studio tervezője együttműködött az Utrechti Egyetem mikrobiológiai tanszékével, hogy elindítsa a Fungi Mutarium nevű projektet.
Két igen elterjedt ehető gomba micéliumát (a gombák lineáris, tápláló részét) használták, köztük a laskagombát és a skizofillát.Néhány hónap alatt a gomba teljesen lebontotta a műanyag törmeléket, miközben normálisan növekedett az ehető AGAR hüvely körül.Úgy tűnik, a műanyag a micélium táplálékává válik.
Más kutatók is tovább dolgoznak a kérdésen.2017-ben Sehroon Khan, a World Agroforestry Center tudósa és csapata egy másik műanyaglebontó gombát, az Aspergillus tubingensis-t fedezte fel a pakisztáni iszlámábádi hulladéklerakóban.
A gomba poliészter-poliuretánban két hónapon belül nagy mennyiségben elszaporodhat, és apró darabokra bomlik.
Az Illinoisi Egyetem csapata Steven Zimmerman professzor vezetésével kifejlesztett egy módszert a poliuretán hulladék lebontására és más hasznos termékekké alakítására.
Ephraim Morado végzős hallgató azt reméli, hogy a polimerek kémiai újrahasznosításával megoldja a poliuretán hulladék problémáját.A poliuretánok azonban rendkívül stabilak, és két nehezen lebontható komponensből készülnek: izocianátokból és poliolokból.
A poliolok kulcsfontosságúak, mivel kőolajból származnak, és nem bomlanak le könnyen.Ennek a nehézségnek a elkerülése érdekében a csapat egy acetál kémiai egységet alkalmazott, amely könnyebben lebomlik és vízben oldódik.Az oldott polimerek triklór-ecetsavval és diklór-metánnal szobahőmérsékleten történő bomlástermékei felhasználhatók új anyagok előállítására.A koncepció bizonyítékaként a Morado képes a csomagolásban és az autóalkatrészekben széles körben használt elasztomereket ragasztóvá alakítani.
Ennek az új visszanyerési módszernek azonban a legnagyobb hátránya a reakció végrehajtásához használt nyersanyagok költsége és toxicitása.Ezért a kutatók jelenleg egy jobb és olcsóbb módszert próbálnak találni ugyanezen folyamat elérésére, enyhe oldószerrel (például ecettel) a lebontáshoz.
Néhány céges próbálkozás
1. PUReSmart kutatási terv
2. FOAM2FOAM projekt
3. Tenglong Brilliant: Poliuretán szigetelőanyagok újrahasznosítása feltörekvő építőanyagokhoz
4. Adidas: Teljesen újrahasznosítható futócipő
5. Salomon: Teljes TPU tornacipők újrahasznosítása sícipők készítéséhez
6. Cosi: Chuang együttműködik a Matrac Újrahasznosítási Bizottsággal a körkörös gazdaság előmozdítása érdekében
7. Német H&S cég: Poliuretán hab alkoholizálási technológia szivacsmatracok gyártásához
Feladás időpontja: 2023. augusztus 30