Katayuan ng pag-recycle ng mga polyurethane na materyales sa China
1, polyurethane produksyon ng halaman ay makagawa ng isang malaking bilang ng mga scrap bawat taon, dahil sa medyo puro, madaling i-recycle.Karamihan sa mga halaman ay gumagamit ng mga pisikal at kemikal na paraan ng pag-recycle upang mabawi at magamit muli ang mga scrap na materyales.
2. Ang mga basurang polyurethane na materyales na ginagamit ng mga mamimili ay hindi na-recycle nang maayos.Mayroong ilang mga negosyo na nag-specialize sa paggamot ng basurang polyurethane sa China, ngunit karamihan sa mga ito ay pangunahing sinunog at pisikal na pag-recycle.
3, mayroong maraming mga unibersidad at mga institusyon ng pananaliksik sa tahanan at sa ibang bansa, nakatuon sa paghahanap para sa polyurethane kemikal at biological recycling teknolohiya, nai-publish ng isang tiyak na akademikong mga resulta.Ngunit talagang inilagay sa malakihang aplikasyon ng napakakaunti, ang Germany H&S ay isa sa kanila.
4, ang pag-uuri ng domestic waste ng China ay kasisimula pa lang, at ang panghuling pag-uuri ng mga polyurethane na materyales ay medyo mababa, at mahirap para sa mga negosyo na patuloy na makakuha ng polyurethane ng basura para sa kasunod na pag-recycle at paggamit.Ang hindi matatag na supply ng mga basurang materyales ay nagpapahirap sa mga negosyo na gumana.
5. Walang malinaw na pamantayan sa pagsingil para sa pag-recycle at paggamot ng malalaking basura.Halimbawa, ang mga kutson na gawa sa polyurethane, pagkakabukod ng refrigerator, atbp., Sa pagpapabuti ng mga patakaran at mga kadena ng industriya, ang mga negosyo sa pag-recycle ay maaaring makakuha ng malaking kita.
6, nag-imbento si Huntsman ng isang paraan upang i-recycle ang mga plastik na bote ng PET, pagkatapos ng ilang mahigpit na proseso sa pagproseso, sa yunit ng reaksyon ng kemikal na may iba pang mga hilaw na materyales na reaksyon upang makagawa ng mga produktong polyester polyol, mga sangkap ng produkto hanggang sa 60% mula sa mga recycled na bote ng plastik ng PET, at polyester polyol ay ginagamit upang makabuo ng polyurethane materyales isa sa mga mahalagang raw materyales.Sa kasalukuyan, epektibong makakapag-recycle ang Huntsman ng 1 bilyong 500ml na plastik na bote ng PET bawat taon, at sa nakalipas na limang taon, 5 bilyong recycled na plastik na bote ng PET ang na-convert sa 130,000 tonelada ng mga produktong polyol para sa paggawa ng mga polyurethane insulation na materyales.
Pisikal na Pag-recycle
Ang pamamaraang ito ay ang pinakakaraniwang ginagamit na teknolohiya sa pag-recycle.Ang malambot na polyurethane foam ay pinuputol sa ilang sentimetro ng mga fragment ng isang pandurog, at ang isang reaktibong polyurethane adhesive ay na-spray sa mixer.Ang mga pandikit na ginamit ay karaniwang mga kumbinasyon ng polyurethane foam o terminal na mga prepolymer na nakabatay sa NCO batay sa polyphenyl polymethylene polyisocyanate (PAPI).Kapag ang PAPI-based adhesives ay ginagamit para sa bonding at forming, ang steam mixing ay maaari ding dalhin. Sa proseso ng bonding waste polyurethane, magdagdag ng 90% waste polyurethane, 10% adhesive, ihalo nang pantay-pantay, maaari ka ring magdagdag ng bahagi ng dye, at pagkatapos ay i-pressure ang timpla.
Ang thermosetting polyurethane soft foam at RIM polyurethane na mga produkto ay may isang tiyak na antas ng thermal softening plasticity sa hanay ng temperatura na 100-200 ℃.Sa ilalim ng mataas na temperatura at mataas na presyon, ang basurang polyurethane ay maaaring pagsamahin nang walang anumang pandikit.Upang gawing mas pare-pareho ang ni-recycle na produkto, ang basura ay madalas na dinudurog at pagkatapos ay pinainit at pini-pressure.
Ang polyurethane soft foam ay maaaring gawing pinong mga particle sa pamamagitan ng mababang temperatura na paggiling o proseso ng paggiling, at ang dispersion ng particle na ito ay idinagdag sa polyol, na ginagamit sa paggawa ng polyurethane foam o iba pang mga produkto, hindi lamang upang mabawi ang mga basurang polyurethane na materyales, ngunit din upang epektibong mabawasan ang halaga ng mga produkto.Ang pulverized powder content sa MDI based cold curing soft polyurethane foam ay limitado sa 15%, at maximum na 25% pulverized powder ay maaaring idagdag sa TDI based hot curing foam.
Pag-recycle ng Kemikal
Ang diol hydrolysis ay isa sa mga pinakakaraniwang ginagamit na paraan ng pagbawi ng kemikal.Sa pagkakaroon ng maliliit na molecular diols (tulad ng ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol) at catalysts (tertiary amines, alcoholamine o organometallic compounds), polyurethanes (foams, elastomer, RIM products, atbp.) ay alcoholized sa temperatura na humigit-kumulang 200°C sa loob ng ilang oras upang makakuha ng regenerated polyols.Ang mga recycled na polyol ay maaaring ihalo sa mga sariwang polyol para sa paggawa ng mga polyurethane na materyales.
Ang mga polyurethane foams ay maaaring ma-convert sa unang soft polyols at hard polyols sa pamamagitan ng amination.Ang amolysis ay isang proseso kung saan ang polyurethane foam ay tumutugon sa mga amin sa panahon ng pressure at pag-init.Ang mga amin na ginamit ay kinabibilangan ng dibutylamine, ethanolamine, lactam o lactam admixture, at ang reaksyon ay maaaring isagawa sa mga temperatura sa ibaba 150 ° C. Ang huling produkto ay hindi nangangailangan ng paglilinis ng direktang inihanda na polyurethane foam at maaaring ganap na palitan ang polyurethane na inihanda mula sa orihinal. polyol.
Ipinakilala ng Dow Chemical ang isang proseso ng pagbawi ng kemikal ng amine hydrolysis.Ang proseso ay binubuo ng dalawang hakbang: ang basura polyurethane ay decomposed sa mataas na konsentrasyon dispersed aminoester, urea, amine at polyol sa pamamagitan ng alkylolamine at catalyst;Pagkatapos ang reaksyon ng alkylation ay isinasagawa upang alisin ang mga aromatic na amin sa nakuhang materyal, at ang mga polyol na may mahusay na pagganap at liwanag na kulay ay nakuha.Ang pamamaraan ay maaaring mabawi ang maraming uri ng polyurethane foam, at ang nakuhang polyol ay maaaring gamitin sa maraming uri ng polyurethane na materyales.Gumagamit din ang kumpanya ng proseso ng pag-recycle ng kemikal upang makakuha ng mga recycled polyol mula sa mga bahagi ng RRIM, na maaaring magamit muli upang mapahusay ang mga bahagi ng RIM nang hanggang 30%.
Paraan ng hydrolysis - Ang sodium hydroxide ay maaaring gamitin bilang isang hydrolysis catalyst upang mabulok ang polyurethane soft bubbles at hard bubbles upang makagawa ng polyols at amine intermediates, na ginagamit bilang mga recycled na hilaw na materyales.
Alkalolysis: Ang polyether at alkali metal hydroxide ay ginagamit bilang mga ahente ng decomposition, at ang mga carbonate ay tinanggal pagkatapos ng foam decomposition upang mabawi ang mga polyol at aromatic diamine.
Ang proseso ng pagsasama-sama ng alcoholysis at amolysis -- polyether polyol, potassium hydroxide at diamine ay ginagamit bilang mga decomposition agent, at ang mga carbonate solid ay inaalis upang makakuha ng polyether polyol at diamine.Ang agnas ng matitigas na mga bula ay hindi maaaring paghiwalayin, ngunit ang polyether na nakuha sa pamamagitan ng reaksyon ng propylene oxide ay maaaring direktang magamit upang makagawa ng mga matitigas na bula.Ang mga bentahe ng pamamaraang ito ay mababa ang temperatura ng agnas (60~160 ℃), maikling panahon at malaking halaga ng decomposition foam.
Alcohol phosphorus process - polyether polyols at halogenated phosphate ester bilang mga ahente ng agnas, ang mga produkto ng agnas ay polyether polyols at ammonium phosphate solid, madaling paghihiwalay.
Ang Reqra, isang kumpanyang nagre-recycle ng Aleman, ay nagpo-promote ng murang polyurethane waste recycling technology para sa pag-recycle ng polyurethane shoe waste.Sa teknolohiyang ito sa pag-recycle, ang basura ay unang dinudurog sa 10mm na mga particle, pinainit sa reactor na may dispersant upang matunaw, at sa wakas ay mababawi upang makakuha ng mga likidong polyol.
Paraan ng agnas ng phenol -- Aaksayahin ng Japan ang polyurethane soft foam na dinurog at hinaluan ng phenol, pinainit sa ilalim ng acidic na kondisyon, nasira ang bono ng carbamate, sinamahan ng phenol hydroxyl group, at pagkatapos ay tutugon sa formaldehyde upang makagawa ng phenolic resin, magdagdag ng hexamethylenetetramine upang patigasin ito, ay maaaring handa na may mahusay na lakas at kayamutan, mahusay na init paglaban phenolic dagta produkto.
Pyrolysis - ang mga malambot na bula ng polyurethane ay maaaring mabulok sa mataas na temperatura sa ilalim ng aerobic o anaerobic na mga kondisyon upang makakuha ng mga oily substance, at ang mga polyol ay maaaring makuha sa pamamagitan ng paghihiwalay.
Pagbawi ng init at paggamot sa landfill
Ang pagbawi ng enerhiya mula sa polyurethane waste ay isang mas environment friendly at matipid na teknolohiya.Ang American Polyurethane Recycling Board ay nagsasagawa ng isang eksperimento kung saan 20% ng waste polyurethane soft foam ay idinaragdag sa isang solid waste incinerator.Ang mga resulta ay nagpakita na ang natitirang abo at mga emisyon ay nasa loob pa rin ng tinukoy na mga kinakailangan sa kapaligiran, at ang init na inilabas pagkatapos idagdag ang basurang foam ay lubos na nakatipid sa pagkonsumo ng mga fossil fuel.Sa Europa, ang mga bansa tulad ng Sweden, Switzerland, Germany at Denmark ay nag-eeksperimento rin sa mga teknolohiyang gumagamit ng enerhiyang nakuhang muli mula sa pagsunog ng polyurethane-type na basura upang magbigay ng kuryente at init ng init.
Ang polyurethane foam ay maaaring gilingin sa pulbos, mag-isa man o kasama ng iba pang basurang plastik, upang palitan ang pinong pulbos ng uling at sunugin sa isang pugon upang mabawi ang enerhiya ng init.Ang kahusayan ng pagkasunog ng polyurethane fertilizer ay maaaring mapabuti ng micropowder.
Sa kawalan ng oxygen, mataas na temperatura, mataas na presyon at katalista, ang malambot na polyurethane foams at elastomer ay maaaring thermally decomposed upang makakuha ng mga produktong gas at langis.Ang nagreresultang thermal decomposition oil ay naglalaman ng ilang polyols, na dinadalisay at maaaring gamitin bilang feedstock, ngunit karaniwang ginagamit bilang fuel oil.Ang pamamaraang ito ay angkop para sa pag-recycle ng pinaghalong basura sa iba pang mga plastik.Gayunpaman, ang agnas ng nitrogenous polymer tulad ng polyurethane foam ay maaaring magpapahina sa catalyst.Sa ngayon ang pamamaraang ito ay hindi pa malawakang pinagtibay.
Dahil ang polyurethane ay isang nitrogen-containing polymer, kahit na anong combustion recovery method ang ginagamit, ang pinakamainam na kondisyon ng combustion ay dapat gamitin upang mabawasan ang pagbuo ng nitrogen oxides at amines.Ang mga combustion furnaces ay kailangang nilagyan ng naaangkop na mga kagamitan sa paggamot ng maubos na gas.
Ang isang malaking halaga ng polyurethane foam waste ay kasalukuyang itinatapon sa mga landfill.Ang ilang mga foam ay hindi maaaring i-recycle, tulad ng polyurethane foam na ginagamit bilang mga seedbed.Tulad ng ibang mga plastik, kung ang materyal ay palaging matatag sa natural na kapaligiran, ito ay maipon sa paglipas ng panahon, at mayroong presyon sa kapaligiran.Upang mabulok ang basurang polyurethane ng landfill sa ilalim ng mga natural na kondisyon, nagsimula ang mga tao na bumuo ng biodegradable polyurethane resin.Halimbawa, ang mga polyurethane molecule ay naglalaman ng carbohydrates, cellulose, lignin o polycaprolactone at iba pang biodegradable compound.
Pambihirang tagumpay sa Pag-recycle
Noong 2011, naging headline ang mga estudyante ng Yale University nang matuklasan nila ang isang fungus na tinatawag na Pestalotiopsis microspora sa Ecuador.Nagagawa ng fungus na digest at masira ang polyurethane plastic, kahit na sa isang air-free (anaerobic) na kapaligiran, na maaaring gawin itong gumana sa ilalim ng isang landfill.
Bagama't ang propesor na nanguna sa research tour ay nagbabala laban sa labis na pag-asa mula sa mga natuklasan sa maikling panahon, hindi maikakaila ang apela ng ideya ng isang mas mabilis, mas malinis, walang side-efficence at mas natural na paraan upang itapon ang mga basurang plastik. .
Pagkalipas ng ilang taon, ang taga-disenyo na si Katharina Unger ng LIVIN Studio ay nakipagtulungan sa departamento ng microbiology ng Utrecht University upang ilunsad ang isang proyekto na tinatawag na Fungi Mutarium.
Ginamit nila ang mycelium (ang linear, masustansyang bahagi ng mga mushroom) ng dalawang napakakaraniwang nakakain na mushroom, kabilang ang mga oyster mushroom at schizophylla.Sa loob ng ilang buwan, ganap na pinasama ng fungus ang plastic debris habang normal na lumalaki sa paligid ng pod ng nakakain na AGAR.Tila, ang plastik ay nagiging meryenda para sa mycelium.
Ang iba pang mga mananaliksik ay patuloy na gumagawa sa isyu.Noong 2017, natuklasan ni Sehroon Khan, isang scientist sa World Agroforestry Center, at ng kanyang team ang isa pang plastic-degrading fungus, Aspergillus tubingensis, sa isang landfill sa Islamabad, Pakistan.
Ang fungus ay maaaring tumubo nang marami sa polyester polyurethane sa loob ng dalawang buwan at hatiin ito sa maliliit na piraso.
Ang isang koponan sa Unibersidad ng Illinois, na pinamumunuan ni Propesor Steven Zimmerman, ay nakabuo ng isang paraan upang masira ang polyurethane waste at gawin itong iba pang mga kapaki-pakinabang na produkto.
Ang nagtapos na estudyante na si Ephraim Morado ay umaasa na malutas ang problema ng polyurethane waste sa pamamagitan ng chemically repurposing polymers.Gayunpaman, ang polyurethanes ay lubhang matatag at ginawa mula sa dalawang bahagi na mahirap masira: isocyanates at polyols.
Ang mga polyol ay susi dahil ang mga ito ay nagmula sa petrolyo at hindi madaling masira.Upang maiwasan ang kahirapan na ito, ang koponan ay nagpatibay ng isang kemikal na yunit ng acetal na mas madaling masira at nalulusaw sa tubig.Ang mga produktong degradasyon ng mga dissolved polymer na may trichloroacetic acid at dichloromethane sa temperatura ng silid ay maaaring gamitin upang makagawa ng mga bagong materyales.Bilang patunay ng konsepto, nagagawa ng Morado na i-convert ang mga elastomer, na malawakang ginagamit sa packaging at mga bahagi ng automotive, sa mga adhesive.
Ngunit ang pinakamalaking disbentaha ng bagong paraan ng pagbawi na ito ay ang gastos at toxicity ng mga hilaw na materyales na ginamit upang isagawa ang reaksyon.Samakatuwid, ang mga mananaliksik ay kasalukuyang nagsisikap na makahanap ng isang mas mahusay at mas murang paraan upang makamit ang parehong proseso gamit ang isang banayad na solvent (tulad ng suka) para sa pagkasira.
Ang ilang mga pagtatangka sa korporasyon
1. Plano ng pananaliksik ng PUReSmart
2. FOAM2FOAM proyekto
3. Tenglong Brilliant: Nire-recycle ang mga polyurethane insulation na materyales para sa mga umuusbong na materyales sa gusali
4. Adidas: Isang ganap na recyclable na running shoe
5. Salomon: Nire-recycle ang buong TPU sneakers para gumawa ng ski boots
6. Cosi: Nakikipagtulungan si Chuang sa Mattress Recycling Committee upang itaguyod ang pabilog na ekonomiya
7. German H&S Company: Polyurethane foam alcoholysis technology para sa paggawa ng mga sponge mattress
Oras ng post: Aug-30-2023