Polyuretaanimateriaalien kierrätystila Kiinassa
1, polyuretaanin tuotantolaitos tuottaa suuren määrän romuja joka vuosi, koska se on suhteellisen keskittynyt, helppo kierrättää.Useimmat tehtaat käyttävät fysikaalisia ja kemiallisia kierrätysmenetelmiä romumateriaalien talteenottoon ja uudelleenkäyttöön.
2. Kuluttajien käyttämiä polyuretaanijätteitä ei ole kierrätetty kunnolla.Kiinassa on joitakin polyuretaanijätteen käsittelyyn erikoistuneita yrityksiä, mutta suurin osa niistä on pääasiassa polttoa ja fyysistä kierrätystä.
3, on olemassa monia yliopistoja ja tutkimuslaitoksia kotimaassa ja ulkomailla, sitoutunut etsimään polyuretaanin kemiallisen ja biologisen kierrätyksen teknologiaa, julkaisi tiettyjä akateemisia tuloksia.Mutta todella otettu laajamittainen soveltaminen hyvin harvoja, Saksa H&S on yksi niistä.
4, Kiinan kotitalousjätteiden luokittelu on juuri alkanut, ja polyuretaanimateriaalien lopullinen luokitus on suhteellisen alhainen, ja yritysten on vaikea jatkaa polyuretaanijätteen hankkimista myöhempää kierrätystä ja käyttöä varten.Jätemateriaalien epävakaa saatavuus vaikeuttaa yritysten toimintaa.
5. Suurjätteen kierrätykselle ja käsittelylle ei ole olemassa selkeää maksustandardia.Esimerkiksi polyuretaanista valmistetut patjat, jääkaapin eristeet jne. politiikan ja teollisuusketjujen parantamisen myötä kierrätysyritykset voivat saada huomattavia tuloja.
6, Huntsman keksi menetelmän kierrättää PET-muovipulloja useiden tiukkojen prosessointiprosessien jälkeen kemiallisessa reaktioyksikössä muiden raaka-aineiden reaktiossa, jolloin saadaan polyesteripolyolituotteita, tuotteen ainesosia jopa 60 % kierrätetyistä PET-muovipulloista ja polyesteriä. polyolia käytetään polyuretaanimateriaalien valmistukseen, joka on yksi tärkeimmistä raaka-aineista.Tällä hetkellä Huntsman pystyy kierrättämään tehokkaasti 1 miljardi 500 ml PET-muovipulloa vuodessa, ja viimeisen viiden vuoden aikana 5 miljardia kierrätettyä PET-muovipulloa on muunnettu 130 000 tonniksi polyolituotteita polyuretaanieristysmateriaalien valmistukseen.
Fyysinen kierrätys
Tämä menetelmä on yleisimmin käytetty kierrätystekniikka.Pehmeä polyuretaanivaahto jauhetaan murskaimella useiden senttimetrien paloiksi ja sekoittimeen ruiskutetaan reaktiivista polyuretaaniliimaa.Käytetyt liimat ovat yleensä polyuretaanivaahtoyhdistelmiä tai terminaalisia NCO-pohjaisia esipolymeerejä, jotka perustuvat polyfenyylipolymetyleenipolyisosyanaattiin (PAPI).Kun liimaukseen ja muovaukseen käytetään PAPI-pohjaisia liimoja, voidaan myös tehdä höyrysekoitus. Jätepolyuretaanin liimausprosessissa lisää 90 % jätepolyuretaania, 10 % liimaa, sekoita tasaisesti, voit lisätä myös osan väriaineesta, ja paineista seos sitten.
Lämpökovettuvalla pehmeällä polyuretaanivaahdolla ja RIM-polyuretaanituotteilla on tietty lämpöpehmennysplastisuus lämpötila-alueella 100-200 ℃.Korkeassa lämpötilassa ja korkeassa paineessa jätepolyuretaani voidaan liimata yhteen ilman liimaa.Kierrätetyn tuotteen yhtenäisyyden lisäämiseksi jäte usein murskataan ja sitten kuumennetaan ja paineistetaan.
Polyuretaanipehmeä vaahto voidaan muuttaa hienoiksi hiukkasiksi alhaisen lämpötilan jauhamalla tai jauhamalla, ja tämän hiukkasen dispersio lisätään polyoliin, jota käytetään polyuretaanivaahdon tai muiden tuotteiden valmistukseen, ei vain jätteiden polyuretaanimateriaalien talteenottoon, vaan myös vähentää tehokkaasti tuotteiden kustannuksia.MDI-pohjaisessa kylmäkovettuvassa pehmeässä polyuretaanivaahdossa jauhetun jauheen pitoisuus on rajoitettu 15 %:iin ja TDI-pohjaiseen kuumakovettuvaan vaahtoon voidaan lisätä enintään 25 % jauhettua jauhetta.
Kemiallinen kierrätys
Diolihydrolyysi on yksi yleisimmin käytetyistä kemikaalien talteenottomenetelmistä.Pienmolekyylisten diolien (kuten etyleeniglykoli, propyleeniglykoli, dietyleeniglykoli) ja katalyyttien (tertiääriset amiinit, alkoholiamiini tai organometalliset yhdisteet) läsnä ollessa polyuretaanit (vaahdot, elastomeerit, RIM-tuotteet jne.) alkoholisoidaan noin lämpötilassa 200 °C useita tunteja regeneroitujen polyolien saamiseksi.Kierrätettyjä polyoleja voidaan sekoittaa tuoreiden polyolien kanssa polyuretaanimateriaalien valmistukseen.
Polyuretaanivaahdot voidaan muuttaa alkuperäisiksi pehmeiksi polyoleiksi ja koviksi polyoleiksi aminoimalla.Amolyysi on prosessi, jossa polyuretaanivaahto reagoi amiinien kanssa paineistuksen ja kuumennuksen aikana.Käytettyjä amiineja ovat dibutyyliamiini, etanoliamiini, laktaami- tai laktaamisekoitus, ja reaktio voidaan suorittaa alle 150 °C:n lämpötiloissa. Lopputuote ei vaadi suoraan valmistetun polyuretaanivaahdon puhdistamista ja se voi korvata kokonaan alkuperäisestä valmistetun polyuretaanin polyoli.
Dow Chemical on ottanut käyttöön amiinihydrolyysikemikaalien talteenottoprosessin.Prosessi koostuu kahdesta vaiheesta: jätepolyuretaani hajotetaan alkyloliamiinin ja katalyytin avulla korkeakonsentraatiksi dispergoiduksi aminoesteriksi, ureaksi, amiiniksi ja polyoliksi;Sitten alkylointireaktio suoritetaan aromaattisten amiinien poistamiseksi talteenotetusta materiaalista ja saadaan polyoleja, joilla on hyvä suorituskyky ja vaalea väri.Menetelmällä voidaan ottaa talteen monenlaisia polyuretaanivaahtoja, ja talteen otettua polyolia voidaan käyttää monenlaisissa polyuretaanimateriaaleissa.Yritys käyttää myös kemiallista kierrätysprosessia kierrätettyjen polyolien saamiseksi RRIM-osista, joita voidaan käyttää uudelleen parantamaan RIM-osia jopa 30 %.
Hydrolyysimenetelmä - Natriumhydroksidia voidaan käyttää hydrolyysikatalyyttinä polyuretaanin pehmeiden kuplien ja kovien kuplien hajottamiseen polyolien ja amiinivälituotteiden valmistamiseksi, joita käytetään kierrätysraaka-aineina.
Alkalolyysi: Hajotusaineina käytetään polyeetteriä ja alkalimetallihydroksidia, ja karbonaatit poistetaan vaahdon hajotuksen jälkeen polyolien ja aromaattisten diamiinien talteenottamiseksi.
Alkoholyysin ja amolyysin yhdistämisprosessi - polyeetteripolyolia, kaliumhydroksidia ja diamiinia käytetään hajoamisaineina, ja karbonaattikiintoaineet poistetaan polyeetteripolyolin ja diamiinin saamiseksi.Kovien kuplien hajoamista ei voida erottaa, mutta propyleenioksidin reaktiolla saatua polyeetteriä voidaan käyttää suoraan kovien kuplien valmistamiseen.Tämän menetelmän etuja ovat alhainen hajoamislämpötila (60 ~ 160 ℃), lyhyt aika ja suuri määrä hajoamisvaahtoa.
Alkoholifosforiprosessi - polyeetteripolyolit ja halogenoitu fosfaattiesteri hajoamisaineina, hajoamistuotteet ovat polyeetteripolyoleja ja ammoniumfosfaattikiintoainetta, helppo erottaa.
Saksalainen kierrätysyritys Reqra edistää edullista polyuretaanijätteen kierrätysteknologiaa polyuretaanikenkäjätteen kierrätykseen.Tässä kierrätystekniikassa jäte murskataan ensin 10 mm:n hiukkasiksi, kuumennetaan reaktorissa dispergointiaineen kanssa nesteyttämiseksi ja lopuksi otetaan talteen nestemäisten polyolien saamiseksi.
Fenolin hajoamismenetelmä – Japani tuhlaa pehmeää polyuretaanivaahtoa murskattuna ja fenolin kanssa sekoitettuna, kuumennetaan happamissa olosuhteissa, katkaistaan karbamaattisidos, yhdistetään fenolihydroksyyliryhmään ja reagoidaan sitten formaldehydin kanssa fenolihartsin tuottamiseksi, lisätään heksametyleenitetramiinia sen kiinteyttämiseksi. valmistettu hyvällä lujuudella ja sitkeydellä, erinomaisella lämmönkestävällä fenolihartsilla.
Pyrolyysi - polyuretaanin pehmeät kuplat voidaan hajottaa korkeissa lämpötiloissa aerobisissa tai anaerobisissa olosuhteissa öljymäisten aineiden saamiseksi, ja polyoleja voidaan saada erottamalla.
Lämmön talteenotto ja kaatopaikkakäsittely
Energian talteenotto polyuretaanijätteestä on ympäristöystävällisempi ja taloudellisesti arvokkaampi tekniikka.American Polyurethane Recycling Board suorittaa kokeen, jossa 20 % jätepolyuretaanipehmeästä vaahdosta lisätään kiinteän jätteen polttouuniin.Tulokset osoittivat, että jäännöstuhka ja päästöt olivat edelleen määriteltyjen ympäristövaatimusten sisällä ja jätevaahdon lisäyksen jälkeen vapautuva lämpö säästi merkittävästi fossiilisten polttoaineiden kulutusta.Euroopassa muun muassa Ruotsissa, Sveitsissä, Saksassa ja Tanskassa kokeillaan teknologioita, joissa käytetään polyuretaanityyppisten jätteiden polttamisesta talteen otettua energiaa sähkön ja lämmityslämmön tuottamiseen.
Polyuretaanivaahto voidaan jauhaa jauheeksi joko yksinään tai muiden jätemuovien kanssa korvaamaan hienoa puuhiilijauhetta ja polttaa uunissa lämpöenergian talteenottamiseksi.Polyuretaanilannoitteen palamistehokkuutta voidaan parantaa mikrojauheella.
Ilman happea, korkeaa lämpötilaa, korkeaa painetta ja katalyyttiä pehmeät polyuretaanivaahdot ja elastomeerit voidaan hajottaa termisesti kaasu- ja öljytuotteiden saamiseksi.Tuloksena oleva lämpöhajoamisöljy sisältää joitakin polyoleja, jotka puhdistetaan ja joita voidaan käyttää raaka-aineena, mutta joita käytetään yleensä polttoöljynä.Tämä menetelmä soveltuu sekajätteen kierrätykseen muiden muovien kanssa.Typpipitoisen polymeerin, kuten polyuretaanivaahdon, hajoaminen voi kuitenkin heikentää katalyyttiä.Toistaiseksi tätä lähestymistapaa ei ole otettu laajalti käyttöön.
Koska polyuretaani on typpeä sisältävä polymeeri, riippumatta siitä, mitä palamisen talteenottomenetelmää käytetään, on käytettävä optimaalisia palamisolosuhteita typen oksidien ja amiinien muodostumisen vähentämiseksi.Polttouunit on varustettava asianmukaisilla pakokaasujen käsittelylaitteilla.
Huomattava määrä polyuretaanivaahtojätettä päätyy tällä hetkellä kaatopaikoille.Joitakin vaahtoja ei voida kierrättää, kuten polyuretaanivaahdot, joita käytetään kylvöpenkkinä.Kuten muutkin muovit, jos materiaali on aina vakaa luonnossa, se kerääntyy ajan myötä ja ympäristöön kohdistuu paineita.Kaatopaikan polyuretaanijätteen hajottamiseksi luonnollisissa olosuhteissa ihmiset ovat alkaneet kehittää biohajoavaa polyuretaanihartsia.Esimerkiksi polyuretaanimolekyylit sisältävät hiilihydraatteja, selluloosaa, ligniiniä tai polykaprolaktonia ja muita biohajoavia yhdisteitä.
Kierrätyksen läpimurto
Vuonna 2011 Yalen yliopiston opiskelijat pääsivät otsikoihin, kun he löysivät Pestalotiopsis microspora -nimisen sienen Ecuadorista.Sieni pystyy sulattamaan ja hajottamaan polyuretaanimuovia jopa ilmattomassa (anaerobisessa) ympäristössä, mikä saattaa saada sen toimimaan jopa kaatopaikan pohjalla.
Vaikka tutkimusmatkaa johtanut professori varoitti odottamasta liian paljon havainnoista lyhyellä aikavälillä, on kiistaton ajatus nopeammasta, puhtaammasta, sivuvaikutuksista vapaammasta ja luonnollisemmasta tavasta hävittää muovijäte. .
Muutamaa vuotta myöhemmin suunnittelija Katharina Unger LIVIN Studiosta teki yhteistyötä Utrechtin yliopiston mikrobiologian osaston kanssa käynnistääkseen Fungi Mutarium -nimisen projektin.
He käyttivät kahden hyvin yleisen syötävän sienen rihmastoa (sienten lineaarinen, ravitseva osa), mukaan lukien osterisienet ja skitsofylla.Useiden kuukausien aikana sieni hajotti muovijätteen täysin samalla kun se kasvoi normaalisti syötävän AGAR-palon ympärillä.Ilmeisesti muovista tulee rihmaston välipala.
Myös muut tutkijat jatkavat asian parissa työskentelemistä.Vuonna 2017 World Agroforestry Centerin tutkija Sehroon Khan ja hänen tiiminsä löysivät toisen muovia hajottavan sienen, Aspergillus tubingensis, kaatopaikalta Islamabadissa Pakistanissa.
Sieni voi kasvaa suuria määriä polyesteripolyuretaanissa kahdessa kuukaudessa ja hajottaa sen pieniksi paloiksi.
Illinoisin yliopiston professori Steven Zimmermanin johtama tiimi on kehittänyt tavan hajottaa polyuretaanijätteet ja muuttaa siitä muita hyödyllisiä tuotteita.
Jatko-opiskelija Ephraim Morado toivoo ratkaisevansa polyuretaanijätteen ongelman kemiallisesti uudelleenkäyttöämällä polymeerejä.Polyuretaanit ovat kuitenkin erittäin stabiileja ja ne on valmistettu kahdesta vaikeasti hajottavasta komponentista: isosyanaateista ja polyoleista.
Polyolit ovat tärkeitä, koska ne ovat peräisin öljystä eivätkä hajoa helposti.Tämän vaikeuden välttämiseksi ryhmä otti käyttöön asetaalin kemiallisen yksikön, joka on helpommin hajoava ja vesiliukoinen.Liuenneiden polymeerien hajoamistuotteita trikloorietikkahapon ja dikloorimetaanin kanssa huoneenlämpötilassa voidaan käyttää uusien materiaalien valmistukseen.Todisteeksi konseptista Morado pystyy muuttamaan elastomeerejä, joita käytetään laajasti pakkauksissa ja autonosissa, liima-aineiksi.
Mutta tämän uuden talteenottomenetelmän suurin haittapuoli on reaktion suorittamiseen käytettyjen raaka-aineiden kustannukset ja myrkyllisyys.Siksi tutkijat yrittävät parhaillaan löytää parempaa ja halvempaa tapaa saavuttaa sama prosessi käyttämällä mietoa liuotinta (kuten etikkaa) hajoamiseen.
Muutama yritysyritys
1. PUReSmart-tutkimussuunnitelma
2. FOAM2FOAM-projekti
3. Tenglong Brilliant: Polyuretaanieristemateriaalien kierrätys uusille rakennusmateriaaleille
4. Adidas: Täysin kierrätettävä juoksukenkä
5. Salomon: Täysi TPU-lenkkarit kierrätetään monojen valmistukseen
6. Cosi: Chuang tekee yhteistyötä Patjan kierrätyskomitean kanssa edistääkseen kiertotaloutta
7. Saksalainen H&S-yritys: polyuretaanivaahtoalkoholyysitekniikka sienipatjojen valmistukseen
Postitusaika: 30.8.2023