Återvinningsstatus för polyuretanmaterial i Kina
1, polyuretan produktionsanläggning kommer att producera ett stort antal skrot varje år, på grund av den relativt koncentrerade, lätt att återvinna.De flesta anläggningar använder fysiska och kemiska återvinningsmetoder för att återvinna och återanvända skrotmaterial.
2. Avfall av polyuretanmaterial som används av konsumenter har inte blivit väl återvunnet.Det finns några företag som är specialiserade på behandling av polyuretanavfall i Kina, men de flesta av dem är huvudsakligen förbränning och fysisk återvinning.
3, det finns många universitet och forskningsinstitutioner hemma och utomlands, åtagit sig att leta efter polyuretan kemisk och biologisk återvinningsteknik, publicerade en viss akademiska resultat.Men egentligen omsatt i storskalig tillämpning av väldigt få, är Tyskland H&S en av dem.
4, Kinas klassificering av hushållsavfall har precis börjat, och den slutliga klassificeringen av polyuretanmaterial är relativt låg, och det är svårt för företag att fortsätta att få avfallspolyuretan för efterföljande återvinning och användning.Den instabila tillgången på avfallsmaterial gör det svårt för företag att verka.
5. Det finns ingen tydlig avgiftsstandard för återvinning och behandling av stort avfall.Till exempel, madrasser gjorda av polyuretan, kylskåpsisolering, etc., med förbättring av policyer och industrikedjor, kan återvinningsföretag få betydande inkomster.
6, Huntsman uppfann en metod för att återvinna PET-plastflaskor, efter ett antal strikta bearbetningsprocesser, i den kemiska reaktionsenheten med andra råvaror reaktion för att producera polyesterpolyolprodukter, produktingredienser upp till 60% från återvunna PET-plastflaskor och polyester polyol används för att tillverka polyuretanmaterial en av de viktiga råvarorna.För närvarande kan Huntsman effektivt återvinna 1 miljard 500 ml PET-plastflaskor per år, och under de senaste fem åren har 5 miljarder återvunna PET-plastflaskor omvandlats till 130 000 ton polyolprodukter för tillverkning av polyuretanisoleringsmaterial.
Fysisk återvinning
Denna metod är den mest använda återvinningstekniken.Det mjuka polyuretanskummet pulveriseras till flera centimeter av fragment av en kross, och ett reaktivt polyuretanlim sprutas i mixern.De lim som används är vanligtvis polyuretanskumkombinationer eller terminala NCO-baserade prepolymerer baserade på polyfenylpolymetylenpolyisocyanat (PAPI).När PAPI-baserade lim används för limning och formning kan även ångblandning föras in. I processen att limma avfallspolyuretan, tillsätt 90% avfallspolyuretan, 10% lim, blanda jämnt, du kan även tillsätta en del av färgämnet, och sätt sedan blandningen under tryck.
Värmehärdande mjukt polyuretanskum och RIM-polyuretanprodukter har en viss grad av termisk mjukgörande plasticitet i temperaturområdet 100-200 ℃.Under hög temperatur och högt tryck kan avfallspolyuretan bindas samman utan lim.För att göra den återvunna produkten mer enhetlig krossas avfallet ofta och värms sedan upp och trycksätts.
Mjukt polyuretanskum kan omvandlas till fina partiklar genom lågtemperaturslipning eller malningsprocess, och dispersionen av denna partikel läggs till polyolen, som används för att tillverka polyuretanskum eller andra produkter, inte bara för att återvinna avfallet av polyuretanmaterial, utan också för att effektivt minska kostnaderna för produkter.Halten pulveriserat pulver i MDI-baserat kallhärdande mjukt polyuretanskum är begränsat till 15 %, och maximalt 25 % pulveriserat pulver kan tillsättas till TDI-baserat varmhärdande skum.
Kemisk återvinning
Diolhydrolys är en av de mest använda metoderna för kemisk återvinning.I närvaro av små molekylära dioler (som etylenglykol, propylenglykol, dietylenglykol) och katalysatorer (tertiära aminer, alkoholamin eller organometalliska föreningar), alkoholiseras polyuretaner (skum, elastomerer, RIM-produkter etc.) vid en temperatur av ca. 200°C i flera timmar för att erhålla regenererade polyoler.Återvunna polyoler kan blandas med färska polyoler för tillverkning av polyuretanmaterial.
Polyuretanskum kan omvandlas till de ursprungliga mjuka polyolerna och hårda polyolerna genom aminering.Amolys är en process där polyuretanskum reagerar med aminer under trycksättning och uppvärmning.Aminerna som används inkluderar dibutylamin, etanolamin, laktam eller laktamblandning, och reaktionen kan utföras vid temperaturer under 150 ° C. Slutprodukten kräver inte rening av det direkt framställda polyuretanskummet och kan helt ersätta polyuretanet som framställts från originalet polyol.
Dow Chemical har introducerat en kemisk återvinningsprocess för aminhydrolys.Processen består av två steg: polyuretanavfallet sönderdelas till högkoncentrationsdispergerade aminoester, urea, amin och polyol av alkylolamin och katalysator;Därefter utförs alkyleringsreaktionen för att avlägsna de aromatiska aminerna i det återvunna materialet, och polyolerna med god prestanda och ljus färg erhålls.Metoden kan återvinna många typer av polyuretanskum, och den återvunna polyolen kan användas i många typer av polyuretanmaterial.Företaget använder också en kemisk återvinningsprocess för att erhålla återvunna polyoler från RRIM-delar, som kan återanvändas för att förbättra RIM-delar med upp till 30 %.
Hydrolysmetod - Natriumhydroxid kan användas som hydrolyskatalysator för att sönderdela mjuka polyuretanbubblor och hårda bubblor för att producera polyoler och aminintermediärer, som används som återvunnet råmaterial.
Alkalolys: polyeter och alkalimetallhydroxid används som sönderdelningsmedel och karbonater avlägsnas efter skumsönderdelning för att återvinna polyoler och aromatiska diaminer.
Processen att kombinera alkoholys och amolys - polyeterpolyol, kaliumhydroxid och diamin används som sönderdelningsmedel, och fasta karbonatämnen avlägsnas för att erhålla polyeterpolyol och diamin.Nedbrytningen av hårda bubblor kan inte separeras, men polyetern som erhålls genom reaktionen av propylenoxid kan direkt användas för att göra hårda bubblor.Fördelarna med denna metod är låg nedbrytningstemperatur (60~160 ℃), kort tid och stor mängd nedbrytningsskum.
Alkoholfosforprocess - polyeterpolyoler och halogenerad fosfatester som sönderdelningsmedel, sönderdelningsprodukter är polyeterpolyoler och ammoniumfosfat fast, enkel separation.
Reqra, ett tyskt återvinningsföretag, främjar en lågkostnadsteknik för återvinning av polyuretanavfall för återvinning av skoavfall av polyuretan.I denna återvinningsteknik krossas avfallet först till 10 mm partiklar, värms upp i reaktorn med ett dispergeringsmedel för att bli flytande och återvinns slutligen för att erhålla flytande polyoler.
Fenolnedbrytningsmetod -- Japan kommer att slösa bort mjukt polyuretanskum krossat och blandat med fenol, upphettat under sura förhållanden, karbamatbindningen bruten, kombinerad med fenolhydroxylgrupp, och sedan reagera med formaldehyd för att producera fenolharts, tillsätta hexametylentetramin för att stelna det, kan beredd med god styrka och seghet, utmärkt värmebeständig fenolhartsprodukter.
Pyrolys - Mjuka polyuretanbubblor kan sönderdelas vid höga temperaturer under aeroba eller anaeroba förhållanden för att erhålla oljiga ämnen, och polyoler kan erhållas genom separation.
Värmeåtervinning och deponibehandling
Att återvinna energi från polyuretanavfall är en mer miljövänlig och ekonomiskt värdefull teknik.American Polyurethane Recycling Board genomför ett experiment där 20 % av det mjuka polyuretanskummet läggs till en förbränningsugn för fast avfall.Resultaten visade att kvarvarande aska och utsläpp fortfarande låg inom de angivna miljökraven, och den värme som frigjordes efter att spillskummet tillsattes sparade kraftigt förbrukningen av fossila bränslen.I Europa experimenterar länder som Sverige, Schweiz, Tyskland och Danmark också med tekniker som använder energi som återvinns från förbränning av avfall av polyuretantyp för att tillhandahålla el och värme.
Polyuretanskum kan malas till pulver, antingen ensamt eller med annan plastavfall, för att ersätta fint kolpulver och bränna i en ugn för att återvinna värmeenergi.Förbränningseffektiviteten hos polyuretangödselmedel kan förbättras med mikropulver.
I frånvaro av syre, hög temperatur, högt tryck och katalysator kan mjuka polyuretanskum och elastomerer sönderdelas termiskt för att erhålla gas- och oljeprodukter.Den resulterande termiska nedbrytningsoljan innehåller vissa polyoler, som renas och kan användas som råmaterial, men som vanligtvis används som eldningsolja.Denna metod är lämplig för återvinning av blandat avfall med annan plast.Emellertid kan nedbrytning av kvävehaltig polymer såsom polyuretanskum bryta ned katalysatorn.Hittills har detta tillvägagångssätt inte antagits i stor utsträckning.
Eftersom polyuretan är en kvävehaltig polymer, oavsett vilken förbränningsåtervinningsmetod som används, måste de optimala förbränningsförhållandena användas för att minska genereringen av kväveoxider och aminer.Förbränningsugnar måste vara utrustade med lämpliga avgasbehandlingsanordningar.
En betydande mängd avfall av polyuretanskum slängs för närvarande på deponier.Vissa skum kan inte återvinnas, till exempel polyuretanskum som används som såbäddar.Liksom andra plaster, om materialet alltid är stabilt i den naturliga miljön, kommer det att ackumuleras med tiden, och det blir en press på miljön.För att deponera polyuretanavfallet under naturliga förhållanden har människor börjat utveckla biologiskt nedbrytbart polyuretanharts.Till exempel innehåller polyuretanmolekylerna kolhydrater, cellulosa, lignin eller polykaprolakton och andra biologiskt nedbrytbara föreningar.
Genombrott för återvinning
2011 skapade studenter vid Yale University rubriker när de upptäckte en svamp som heter Pestalotiopsis microspora i Ecuador.Svampen kan smälta och bryta ner polyuretanplast, även i en luftfri (anaerob) miljö, vilket till och med kan få den att fungera på botten av en soptipp.
Medan professorn som ledde forskningsturnén varnade för att förvänta sig för mycket av resultaten på kort sikt, går det inte att förneka överklagandet av idén om ett snabbare, renare, biverkningsfritt och mer naturligt sätt att göra sig av med plastavfall .
Några år senare samarbetade designern Katharina Unger från LIVIN Studio med mikrobiologiavdelningen vid Utrecht University för att starta ett projekt som heter Fungi Mutarium.
De använde mycelet (den linjära, näringsrika delen av svamp) av två mycket vanliga matsvampar, inklusive ostronsvamp och schizophylla.Under en period på flera månader bröt svampen ned plastskräpet helt medan den växte normalt runt baljan av ätbar AGAR.Tydligen blir plast ett mellanmål för mycel.
Även andra forskare arbetar vidare med frågan.2017 upptäckte Sehroon Khan, en forskare vid World Agroforestry Center, och hans team en annan plastnedbrytande svamp, Aspergillus tubingensis, på en soptipp i Islamabad, Pakistan.
Svampen kan växa i stora mängder i polyesterpolyuretan inom två månader och bryta ner den i små bitar.
Ett team vid University of Illinois, ledd av professor Steven Zimmerman, har utvecklat ett sätt att bryta ner polyuretanavfall och förvandla det till andra användbara produkter.
Doktorand Ephraim Morado hoppas kunna lösa problemet med polyuretanavfall genom att kemiskt återanvända polymerer.Polyuretaner är dock extremt stabila och är gjorda av två komponenter som är svåra att bryta ner: isocyanater och polyoler.
Polyoler är nyckeln eftersom de härrör från petroleum och bryts inte ned lätt.För att undvika denna svårighet antog teamet en kemisk enhet acetal som är mer lättnedbrytbar och vattenlöslig.Nedbrytningsprodukterna av lösta polymerer med triklorättiksyra och diklormetan vid rumstemperatur kan användas för att framställa nya material.Som ett bevis på konceptet kan Morado omvandla elastomerer, som används i stor utsträckning i förpackningar och bildelar, till lim.
Men den största nackdelen med denna nya återvinningsmetod är kostnaden och toxiciteten för de råmaterial som används för att utföra reaktionen.Därför försöker forskarna just nu hitta ett bättre och billigare sätt att uppnå samma process med hjälp av ett milt lösningsmedel (som vinäger) för nedbrytning.
Några företagsförsök
1. PUReSmart forskningsplan
2. FOAM2FOAM-projekt
3. Tenglong Brilliant: Återvinning av polyuretanisoleringsmaterial för nya byggmaterial
4. Adidas: En helt återvinningsbar löparsko
5. Salomon: Återvinning av fulla TPU-sneakers för att göra pjäxor
6. Cosi: Chuang samarbetar med Madrass Recycling Committee för att främja den cirkulära ekonomin
7. Tyskt H&S-företag: Polyuretanskum-alkoholysteknik för tillverkning av svampmadrasser
Posttid: 2023-aug-30