Genbrugsstatus for polyurethanmaterialer i Kina
1, polyurethan produktionsanlæg vil producere et stort antal skrot hvert år, på grund af den relativt koncentrerede, let at genbruge.De fleste anlæg bruger fysiske og kemiske genbrugsmetoder til at genvinde og genbruge skrotmaterialer.
2. Affald af polyurethanmaterialer, der anvendes af forbrugere, er ikke blevet korrekt genbrugt.Der er nogle virksomheder, der er specialiseret i behandling af polyurethanaffald i Kina, men de fleste af dem er hovedsageligt forbrænding og fysisk genbrug.
3, der er mange universiteter og forskningsinstitutioner i ind-og udland, forpligtet til at lede efter polyurethan kemisk og biologisk genanvendelse teknologi, offentliggjort en vis akademiske resultater.Men virkelig sat i storstilet anvendelse af meget få, er Tyskland H&S en af dem.
4, Kinas husholdningsaffaldsklassificering er netop startet, og den endelige klassificering af polyurethanmaterialer er relativt lav, og det er vanskeligt for virksomheder at fortsætte med at opnå affaldspolyurethan til efterfølgende genanvendelse og udnyttelse.Den ustabile forsyning af affaldsmaterialer gør det vanskeligt for virksomheder at operere.
5. Der er ingen klar afgiftsstandard for genanvendelse og behandling af storaffald.For eksempel kan madrasser lavet af polyurethan, køleskabsisolering osv., med forbedring af politikker og industrikæder, genbrugsvirksomheder opnå betydelige indtægter.
6, Huntsman opfandt en metode til at genbruge PET-plastikflasker, efter en række strenge forarbejdningsprocesser, i den kemiske reaktionsenhed med andre råmaterialer reaktion for at producere polyesterpolyolprodukter, produktingredienser op til 60% fra genanvendte PET-plastikflasker og polyester polyol bruges til at fremstille polyurethanmaterialer, et af de vigtige råmaterialer.På nuværende tidspunkt kan Huntsman effektivt genbruge 1 milliard 500 ml PET-plastikflasker om året, og i de seneste fem år er 5 milliarder genanvendte PET-plastikflasker blevet omdannet til 130.000 tons polyolprodukter til fremstilling af polyurethanisoleringsmaterialer.
Fysisk genbrug
Denne metode er den mest udbredte genbrugsteknologi.Det bløde polyurethanskum pulveriseres til flere centimeters fragmenter af en knuser, og en reaktiv polyurethanlim sprøjtes i blanderen.De anvendte klæbemidler er generelt polyurethanskumkombinationer eller terminale NCO-baserede præpolymerer baseret på polyphenylpolymethylenpolyisocyanat (PAPI).Når PAPI-baserede klæbemidler anvendes til limning og formning, kan dampblanding også medtages. I processen med at lime affaldspolyurethan tilsættes 90% affaldspolyurethan, 10% klæbemiddel, bland jævnt, du kan også tilføje en del af farvestoffet, og tryk derefter blandingen.
Blødt termohærdende polyurethanskum og RIM polyurethanprodukter har en vis grad af termisk blødgørende plasticitet i temperaturområdet 100-200 ℃.Under høj temperatur og højt tryk kan affaldspolyurethan bindes sammen uden klæbemiddel.For at gøre det genbrugsprodukt mere ensartet, bliver affaldet ofte knust og derefter opvarmet og sat under tryk.
Blødt polyurethanskum kan omdannes til fine partikler ved lavtemperaturslibning eller formalingsproces, og dispersionen af denne partikel tilsættes polyolen, som bruges til fremstilling af polyurethanskum eller andre produkter, ikke kun for at genvinde affaldspolyurethanmaterialerne, men også for effektivt at reducere omkostningerne ved produkter.Indholdet af pulveriseret pulver i MDI-baseret koldhærdende blødt polyurethanskum er begrænset til 15 %, og der kan maksimalt tilsættes 25 % pulveriseret pulver til TDI-baseret varmhærdende skum.
Kemisk genbrug
Diolhydrolyse er en af de mest udbredte kemiske genvindingsmetoder.I nærvær af små molekylære dioler (såsom ethylenglycol, propylenglycol, diethylenglycol) og katalysatorer (tertiære aminer, alkoholamin eller organometalliske forbindelser), alkoholiseres polyurethaner (skum, elastomerer, RIM-produkter osv.) ved en temperatur på ca. 200°C i flere timer for at opnå regenererede polyoler.Genanvendte polyoler kan blandes med friske polyoler til fremstilling af polyurethanmaterialer.
Polyurethanskum kan omdannes til de oprindelige bløde polyoler og hårde polyoler ved aminering.Amolyse er en proces, hvor polyurethanskum reagerer med aminer under tryk og opvarmning.De anvendte aminer omfatter dibutylamin, ethanolamin, lactam eller lactamblanding, og reaktionen kan udføres ved temperaturer under 150 ° C. Slutproduktet kræver ikke rensning af det direkte fremstillede polyurethanskum og kan fuldstændig erstatte polyurethanen fremstillet ud fra originalen polyol.
Dow Chemical har introduceret en aminhydrolysekemisk genvindingsproces.Processen består af to trin: affaldet af polyurethan nedbrydes til højkoncentreret dispergeret aminoester, urinstof, amin og polyol af alkylolamin og katalysator;Derefter udføres alkyleringsreaktionen for at fjerne de aromatiske aminer i det genvundne materiale, og polyolerne med god ydeevne og lys farve opnås.Metoden kan genvinde mange slags polyurethanskum, og den genvundne polyol kan anvendes i mange slags polyurethanmaterialer.Virksomheden anvender også en kemisk genbrugsproces til at opnå genanvendte polyoler fra RRIM-dele, som kan genbruges til at forbedre RIM-dele med op til 30 %.
Hydrolysemetode - Natriumhydroxid kan bruges som hydrolysekatalysator til at nedbryde bløde polyurethanbobler og hårde bobler til fremstilling af polyoler og aminmellemprodukter, som bruges som genbrugsråmaterialer.
Alkalolyse: polyether og alkalimetalhydroxid anvendes som nedbrydningsmidler, og carbonater fjernes efter skumnedbrydning for at genvinde polyoler og aromatiske diaminer.
Processen med at kombinere alkohollyse og amolyse - polyetherpolyol, kaliumhydroxid og diamin bruges som nedbrydningsmidler, og carbonatfaststoffer fjernes for at opnå polyetherpolyol og diamin.Nedbrydningen af hårde bobler kan ikke adskilles, men polyetheren opnået ved reaktionen af propylenoxid kan direkte bruges til at lave hårde bobler.Fordelene ved denne metode er lav nedbrydningstemperatur (60 ~ 160 ℃), kort tid og stor mængde nedbrydningsskum.
Alkohol phosphor proces - polyether polyoler og halogeneret phosphatester som nedbrydningsmidler, nedbrydningsprodukter er polyether polyoler og ammoniumphosphat fast, let adskillelse.
Reqra, en tysk genbrugsvirksomhed, fremmer en billig genbrugsteknologi af polyurethanaffald til genbrug af polyurethanaffald.I denne genbrugsteknologi knuses affaldet først til 10 mm partikler, opvarmes i reaktoren med et dispergeringsmiddel for at gøre det flydende, og til sidst genvindes for at opnå flydende polyoler.
Phenolnedbrydningsmetode -- Japan vil spilde blødt polyurethanskum knust og blandet med phenol, opvarmet under sure forhold, carbamatbinding brudt, kombineret med phenolhydroxylgruppe og derefter reagere med formaldehyd for at producere phenolharpiks, tilsætte hexamethylentetramin for at størkne det, kan fremstillet med god styrke og sejhed, fremragende varmebestandighed phenolharpiksprodukter.
Pyrolyse - bløde polyurethanbobler kan nedbrydes ved høje temperaturer under aerobe eller anaerobe forhold for at opnå olieagtige stoffer, og polyoler kan opnås ved adskillelse.
Varmegenvinding og deponeringsbehandling
Genvinding af energi fra polyurethanaffald er en mere miljøvenlig og økonomisk værdifuld teknologi.American Polyurethane Recycling Board gennemfører et eksperiment, hvor 20 % af affaldet blødt polyurethanskum tilsættes et fast affaldsforbrændingsanlæg.Resultaterne viste, at den resterende aske og emissioner stadig var inden for de specificerede miljøkrav, og den varme, der blev frigivet efter affaldsskummet var tilsat, sparede i høj grad forbruget af fossile brændstoffer.I Europa eksperimenterer lande som Sverige, Schweiz, Tyskland og Danmark også med teknologier, der bruger energi genvundet fra forbrænding af polyurethan-affald til at levere elektricitet og varme.
Polyurethanskum kan males til pulver, enten alene eller sammen med andet affaldsplastik, for at erstatte fint trækulspulver og brænde i en ovn for at genvinde varmeenergi.Forbrændingseffektiviteten af polyurethan gødning kan forbedres med mikropulver.
I mangel af oxygen, høj temperatur, højt tryk og katalysator kan bløde polyurethanskum og elastomerer nedbrydes termisk for at opnå gas- og olieprodukter.Den resulterende termiske nedbrydningsolie indeholder nogle polyoler, som er oprensede og kan bruges som råmateriale, men som almindeligvis anvendes som brændselsolie.Denne metode er velegnet til genanvendelse af blandet affald med anden plast.Imidlertid kan nedbrydning af nitrogenholdig polymer, såsom polyurethanskum, nedbryde katalysatoren.Indtil videre har denne tilgang ikke været udbredt.
Da polyurethan er en nitrogenholdig polymer, uanset hvilken forbrændingsgenvindingsmetode, der anvendes, skal de optimale forbrændingsbetingelser anvendes til at reducere dannelsen af nitrogenoxider og aminer.Forbrændingsovne skal være udstyret med passende udstødningsgasbehandlingsanordninger.
En betydelig mængde polyurethanskumaffald bortskaffes i øjeblikket på lossepladser.Nogle skum kan ikke genbruges, såsom polyurethanskum, der bruges som såbed.Ligesom andre plasttyper, hvis materialet altid er stabilt i det naturlige miljø, vil det ophobes over tid, og der er pres på miljøet.For at nedbryde polyurethanaffald på lossepladsen under naturlige forhold er folk begyndt at udvikle bionedbrydelig polyurethanharpiks.For eksempel indeholder polyurethanmolekylerne kulhydrater, cellulose, lignin eller polycaprolacton og andre biologisk nedbrydelige forbindelser.
Genbrugsgennembrud
I 2011 skabte Yale University-studerende overskrifter, da de opdagede en svamp kaldet Pestalotiopsis microspora i Ecuador.Svampen er i stand til at fordøje og nedbryde polyurethanplast, selv i et luftfrit (anaerobt) miljø, hvilket endda kan få den til at arbejde i bunden af en losseplads.
Mens professoren, der ledede forskningsturen, advarede mod at forvente for meget af resultaterne på kort sigt, kan man ikke benægte appellen af ideen om en hurtigere, renere, bivirkningsfri og mere naturlig måde at bortskaffe plastaffald på .
Et par år senere samarbejdede designer Katharina Unger fra LIVIN Studio med mikrobiologiafdelingen på Utrecht Universitet for at lancere et projekt kaldet Fungi Mutarium.
De brugte myceliet (den lineære, nærende del af svampe) af to meget almindelige spisesvampe, herunder østerssvampe og schizophylla.I løbet af en periode på flere måneder nedbrød svampen plastikrester fuldstændigt, mens den voksede normalt omkring bælgen af spiselig AGAR.Tilsyneladende bliver plastik en snack til mycelium.
Andre forskere arbejder også videre med spørgsmålet.I 2017 opdagede Sehroon Khan, en videnskabsmand ved World Agroforestry Center, og hans team en anden plastik-nedbrydende svamp, Aspergillus tubingensis, på en losseplads i Islamabad, Pakistan.
Svampen kan vokse i stort antal i polyester polyurethan inden for to måneder og nedbryde den i små stykker.
Et hold ved University of Illinois, ledet af professor Steven Zimmerman, har udviklet en måde at nedbryde polyurethanaffald og omdanne det til andre nyttige produkter.
Kandidatstuderende Ephraim Morado håber at løse problemet med polyurethanaffald ved kemisk genbrug af polymerer.Polyurethaner er dog ekstremt stabile og er lavet af to komponenter, der er svære at nedbryde: isocyanater og polyoler.
Polyoler er nøglen, fordi de er afledt af petroleum og ikke let nedbrydes.For at undgå denne vanskelighed adopterede holdet en kemisk enhed acetal, der er lettere nedbrydelig og vandopløselig.Nedbrydningsprodukterne af opløste polymerer med trichloreddikesyre og dichlormethan ved stuetemperatur kan bruges til at fremstille nye materialer.Som et bevis på konceptet er Morado i stand til at omdanne elastomerer, som er meget udbredt i emballage og autodele, til klæbemidler.
Men den største ulempe ved denne nye genvindingsmetode er omkostningerne og toksiciteten af de råmaterialer, der bruges til at udføre reaktionen.Derfor forsøger forskerne i øjeblikket at finde en bedre og billigere måde at opnå den samme proces ved at bruge et mildt opløsningsmiddel (såsom eddike) til nedbrydning.
Nogle virksomhedsforsøg
1. PUReSmart forskningsplan
2. FOAM2FOAM projekt
3. Tenglong Brilliant: Genbrug af polyurethanisoleringsmaterialer til nye byggematerialer
4. Adidas: En fuldstændig genanvendelig løbesko
5. Salomon: Genbrug fuld TPU sneakers til at lave skistøvler
6. Cosi: Chuang samarbejder med Madras Genbrugskomiteen for at fremme den cirkulære økonomi
7. Tysk H&S-firma: Polyurethanskum-alkoholyseteknologi til fremstilling af svampemadrasser
Indlægstid: 30. august 2023