Polüuretaanmaterjalide ringlussevõtu staatus Hiinas
1, polüuretaani tootmistehas toodab igal aastal palju jääke, kuna see on suhteliselt kontsentreeritud ja hõlpsasti taaskasutatav.Enamik tehaseid kasutab vanametalli taaskasutamiseks ja taaskasutamiseks füüsikalisi ja keemilisi ringlussevõtu meetodeid.
2. Tarbijate kasutatud polüuretaanmaterjalide jäätmeid ei ole hästi ringlusse võetud.Hiinas on mõned ettevõtted, mis on spetsialiseerunud polüuretaanjäätmete töötlemisele, kuid enamik neist toimub peamiselt põletamisel ja füüsilisel ringlussevõtul.
3, nii kodu- kui ka välismaal on palju ülikoole ja uurimisasutusi, kes on pühendunud polüuretaani keemilise ja bioloogilise ringlussevõtu tehnoloogia otsimisele, avaldasid teatud akadeemilised tulemused.Kuid tegelikult on väga väheste laiaulatuslike rakendustega Saksamaa H&S üks neist.
4, Hiina olmejäätmete klassifitseerimine on just alanud ja polüuretaanmaterjalide lõplik klassifikatsioon on suhteliselt madal ning ettevõtetel on raske jätkata polüuretaanijäätmete hankimist järgnevaks ringlussevõtuks ja kasutamiseks.Ebastabiilne jäätmematerjaliga varustamine raskendab ettevõtete tegevust.
5. Suurjäätmete ringlussevõtu ja käitlemise kohta puudub selge maksustamisstandard.Näiteks polüuretaanist valmistatud madratsid, külmiku isolatsioon jne, poliitika ja tööstuskettide täiustamisega võivad taaskasutusettevõtted saada märkimisväärset tulu.
6, Huntsman leiutas meetodi PET-plastpudelite taaskasutamiseks pärast mitmeid rangeid töötlemisprotsesse keemilise reaktsiooni üksuses muude toorainete reaktsiooniga, et saada polüesterpolüooltooteid, kuni 60% ringlussevõetud PET-plastpudelitest valmistatud toote koostisosi ja polüestrit. polüooli kasutatakse polüuretaanmaterjalide tootmiseks, mis on üks olulisi tooraineid.Praegu saab Huntsman tõhusalt ringlusse võtta 1 miljard 500 ml PET-plastpudelit aastas ja viimase viie aasta jooksul on 5 miljardit ringlussevõetud PET-plastpudelit muudetud 130 000 tonni polüooltoodeteks polüuretaanist isolatsioonimaterjalide tootmiseks.
Füüsiline taaskasutus
See meetod on kõige laialdasemalt kasutatav taaskasutustehnoloogia.Pehme polüuretaanvaht pulbristatakse purusti abil mitmesentimeetristeks kildudeks ja segistisse pihustatakse reaktiivset polüuretaanliimi.Kasutatavad liimid on tavaliselt polüuretaanvahu kombinatsioonid või polüfenüülpolümetüleenpolüisotsüanaadil (PAPI) põhinevad terminaalsed NCO-põhised eelpolümeerid.Kui liimimiseks ja vormimiseks kasutatakse PAPI-põhiseid liime, võib sisse viia ka auruga segamise. Jäätmepolüuretaani sidumise käigus lisage 90% polüuretaanijäätmeid, 10% liimi, segage ühtlaseks, võite lisada ka osa värvainest, ja seejärel survestada segu.
Termoreaktiivsel pehmel polüuretaanvahul ja RIM-i polüuretaantoodetel on temperatuurivahemikus 100-200 ℃ teatav termiliselt pehmenev plastilisus.Kõrgel temperatuuril ja kõrgel rõhul saab polüuretaanijäätmeid omavahel liimida ilma liimita.Taaskasutatud toote ühtlasemaks muutmiseks purustatakse jäätmed sageli ning seejärel kuumutatakse ja survestatakse.
Pehme polüuretaanvahu saab muuta peeneks osakesteks madalal temperatuuril jahvatamise või jahvatamise teel ja selle osakese dispersioon lisatakse polüoolile, mida kasutatakse polüuretaanvahu või muude toodete valmistamiseks, mitte ainult polüuretaanmaterjalijäätmete taaskasutamiseks, vaid ka toodete maksumuse tõhusaks vähendamiseks.MDI-põhise külmkõvastuva pehme polüuretaanvahu pulbristatud pulbri sisaldus on piiratud 15% ja TDI-põhisele kuumkõvastuvale vahule võib lisada maksimaalselt 25% pulbristatud pulbrit.
Keemiline ringlussevõtt
Diooli hüdrolüüs on üks enim kasutatavaid keemilisi taaskasutusmeetodeid.Väikeste molekulaarsete dioolide (nagu etüleenglükool, propüleenglükool, dietüleenglükool) ja katalüsaatorite (tertsiaarsed amiinid, alkoholamiin või metallorgaanilised ühendid) juuresolekul alkoholiseeritakse polüuretaanid (vahud, elastomeerid, RIM-i tooted jne) temperatuuril umbes 200 °C juures mitu tundi regenereeritud polüoolide saamiseks.Taaskasutatud polüoole saab polüuretaanmaterjalide valmistamiseks segada värskete polüoolidega.
Polüuretaanvahud saab amiinimise teel muundada esialgseteks pehmeteks polüoolideks ja kõvadeks polüoolideks.Amolüüs on protsess, mille käigus polüuretaanvaht reageerib survestamise ja kuumutamise ajal amiinidega.Kasutatavad amiinid hõlmavad dibutüülamiini, etanoolamiini, laktaami või laktaami segu ning reaktsiooni võib läbi viia temperatuuril alla 150 °C. Lõpptoode ei vaja otse valmistatud polüuretaanvahu puhastamist ja see võib täielikult asendada algsest polüuretaanist valmistatud polüuretaani. polüool.
Dow Chemical on kasutusele võtnud amiini hüdrolüüsi kemikaalide taaskasutamise protsessi.Protsess koosneb kahest etapist: polüuretaani jäätmed lagundatakse alküüloolamiini ja katalüsaatori abil suure kontsentratsiooniga dispergeeritud aminoestriks, uureaks, amiiniks ja polüooliks;Seejärel viiakse regenereeritud materjalis aromaatsete amiinide eemaldamiseks läbi alküülimisreaktsioon ning saadakse hea jõudluse ja heleda värvusega polüoolid.Meetodiga saab taaskasutada mitut tüüpi polüuretaanvahtu ja taaskasutatud polüooli saab kasutada mitmesugustes polüuretaanmaterjalides.Ettevõte kasutab ka keemilise ringlussevõtu protsessi, et saada RRIM-i osadest taaskasutatud polüoole, mida saab taaskasutada RIM-i osade täiustamiseks kuni 30%.
Hüdrolüüsimeetod – naatriumhüdroksiidi saab kasutada hüdrolüüsi katalüsaatorina polüuretaani pehmete mullide ja kõvade mullide lagundamiseks polüoolide ja amiinide vaheühendite tootmiseks, mida kasutatakse taaskasutatud toorainena.
Alkalolüüs: polüeetrit ja leelismetallhüdroksiidi kasutatakse laguainetena ning karbonaadid eemaldatakse pärast vahu lagunemist, et taastada polüoolid ja aromaatsed diamiinid.
Alkoholüüsi ja amolüüsi ühendamise protsess – lagundamisainetena kasutatakse polüeeterpolüooli, kaaliumhüdroksiidi ja diamiini ning polüeeterpolüooli ja diamiini saamiseks eemaldatakse karbonaadi tahked ained.Kõvade mullide lagunemist ei saa eraldada, kuid propüleenoksiidi reaktsioonil saadud polüeetrit saab otse kasutada kõvade mullide valmistamiseks.Selle meetodi eelised on madal lagunemistemperatuur (60-160 ℃), lühike aeg ja suur kogus lagunemisvahtu.
Alkoholi fosfori protsess - polüeeterpolüoolid ja halogeenitud fosfaatester laguainetena, laguproduktid on polüeeterpolüoolid ja ammooniumfosfaat tahke aine, lihtne eraldamine.
Saksa taaskasutusettevõte Reqra propageerib odavat polüuretaanijäätmete ringlussevõtu tehnoloogiat polüuretaanist jalatsijäätmete ringlussevõtuks.Selle ringlussevõtu tehnoloogia puhul purustatakse jäätmed esmalt 10 mm suurusteks osakesteks, kuumutatakse reaktoris vedeldamiseks dispergeeriva ainega ja lõpuks kogutakse kokku vedelate polüoolide saamiseks.
Fenooli lagundamise meetod – Jaapan raiskab purustatud ja fenooliga segatud pehme polüuretaanvahu, kuumutatakse happelistes tingimustes, katkestatakse karbamaatside, kombineeritakse fenoolhüdroksüülrühmaga ja seejärel reageeritakse formaldehüüdiga, et saada fenoolvaiku, lisades selle tahkestamiseks heksametüleentetramiini. valmistatud hea tugevuse ja sitkusega, suurepärase kuumakindlusega fenoolvaigust tooted.
Pürolüüs – polüuretaani pehmed mullid saab lagundada kõrgel temperatuuril aeroobsetes või anaeroobsetes tingimustes, et saada õliseid aineid ning polüoole saab eraldamise teel.
Soojustagastus ja prügilatöötlus
Polüuretaanjäätmetest energia taaskasutamine on keskkonnasõbralikum ja majanduslikult väärtuslikum tehnoloogia.Ameerika polüuretaani taaskasutusamet viib läbi katset, mille käigus lisatakse tahkete jäätmete põletusahjusse 20% polüuretaani pehme vahu jäätmeid.Tulemused näitasid, et jääktuhk ja heitkogused jäid siiski kindlaksmääratud keskkonnanõuete piiresse ning jääkvahu lisamise järel eralduv soojus säästis oluliselt fossiilkütuste tarbimist.Euroopas katsetavad ka sellised riigid nagu Rootsi, Šveits, Saksamaa ja Taani tehnoloogiatega, mis kasutavad elektri- ja küttesoojuse tootmiseks polüuretaan-tüüpi jäätmete põletamisel taaskasutatud energiat.
Polüuretaanvahtu saab jahvatada pulbriks kas eraldi või koos muude plastijäätmetega, et asendada peen puusöepulber ja põletada ahjus soojusenergia taastamiseks.Polüuretaanväetise põlemistõhusust saab parandada mikropulbriga.
Hapniku, kõrge temperatuuri, kõrge rõhu ja katalüsaatori puudumisel saab pehmeid polüuretaanvahtusid ja elastomeere termiliselt lagundada, et saada gaasi- ja naftasaadusi.Saadud termilise lagunemise õli sisaldab mõningaid polüoole, mis on puhastatud ja mida saab kasutada lähteainena, kuid mida kasutatakse tavaliselt kütteõlina.See meetod sobib segajäätmete ringlussevõtuks koos teiste plastidega.Kuid lämmastikku sisaldava polümeeri, näiteks polüuretaanvahu lagunemine võib katalüsaatorit halvendada.Seni pole seda lähenemisviisi laialdaselt omaks võetud.
Kuna polüuretaan on lämmastikku sisaldav polümeer, siis olenemata sellest, millist põlemise taaskasutamise meetodit kasutatakse, tuleb lämmastikoksiidide ja amiinide tekke vähendamiseks kasutada optimaalseid põlemistingimusi.Põletusahjud peavad olema varustatud sobivate heitgaaside töötlemise seadmetega.
Märkimisväärne kogus vahtpolüuretaanjäätmeid ladestatakse praegu prügilasse.Mõnda vahtu ei saa taaskasutada, näiteks külvialusena kasutatavaid polüuretaanvahtusid.Sarnaselt teistele plastidele, kui materjal on alati looduslikus keskkonnas stabiilne, koguneb see aja jooksul ja see avaldab survet keskkonnale.Prügila polüuretaanjäätmete lagundamiseks looduslikes tingimustes on hakatud välja töötama biolagunevat polüuretaanvaiku.Näiteks sisaldavad polüuretaanmolekulid süsivesikuid, tselluloosi, ligniini või polükaprolaktooni ja muid biolagunevaid ühendeid.
Taaskasutamise läbimurre
2011. aastal jõudsid Yale'i ülikooli tudengid uudistesse, kui avastasid Ecuadorist seene nimega Pestalotiopsis microspora.Seen suudab polüuretaanplasti seedida ja lagundada isegi õhuvabas (anaeroobses) keskkonnas, mis võib selle isegi prügila põhjas tööle panna.
Kuigi uurimisreisi juhtinud professor hoiatas, et ei ootaks avastustest lühiajalises perspektiivis liiga palju, ei saa eitada ideed kiiremast, puhtamast, kõrvaltoimetevabast ja loomulikumast plastijäätmete kõrvaldamise viisist. .
Mõni aasta hiljem tegi LIVIN Studio disainer Katharina Unger koostööd Utrechti ülikooli mikrobioloogia osakonnaga, et käivitada projekt nimega Fungi Mutarium.
Nad kasutasid kahe väga levinud söögiseene, sealhulgas austrite seente ja skisofülla seeneniidistikku (seente lineaarne, toitev osa).Mitme kuu jooksul lagundas seen plastprügi täielikult, kasvades samal ajal söödava AGARi kauna ümber.Ilmselt muutub plastik seeneniidistikule suupisteks.
Ka teised teadlased jätkavad selle probleemiga tööd.2017. aastal avastas Maailma Agrometsanduskeskuse teadlane Sehroon Khan ja tema meeskond Pakistanis Islamabadis asuvast prügilast veel ühe plastikut lagundava seene Aspergillus tubingensis.
Seen võib polüesterpolüuretaanis kahe kuu jooksul suurel hulgal kasvada ja laguneda väikesteks tükkideks.
Illinoisi ülikooli töörühm eesotsas professor Steven Zimmermaniga on välja töötanud viisi polüuretaanijäätmete lagundamiseks ja muudeks kasulikeks toodeteks muutmiseks.
Magistrant Ephraim Morado loodab polüuretaanijäätmete probleemi lahendada polümeeride keemilise ümberpaigutamise teel.Polüuretaanid on aga äärmiselt stabiilsed ja on valmistatud kahest raskesti lagunevast komponendist: isotsüanaatidest ja polüoolidest.
Polüoolid on võtmetähtsusega, kuna need on saadud naftast ja ei lagune kergesti.Selle raskuse vältimiseks võttis töörühm kasutusele keemilise ühiku atsetaali, mis on kergemini lagunev ja vees lahustuv.Lahustunud polümeeride lagunemissaadusi trikloroäädikhappe ja diklorometaaniga toatemperatuuril saab kasutada uute materjalide tootmiseks.Idee tõestuseks suudab Morado muuta pakendamisel ja autoosades laialdaselt kasutatavad elastomeerid liimideks.
Kuid selle uue taaskasutamismeetodi suurim puudus on reaktsiooni läbiviimiseks kasutatavate toorainete maksumus ja toksilisus.Seetõttu püüavad teadlased praegu leida paremat ja odavamat viisi sama protsessi saavutamiseks, kasutades lagundamiseks lahjat lahustit (näiteks äädikat).
Mõned ettevõtte katsed
1. PUReSmarti uurimisplaan
2. FOAM2FOAM projekt
3. Tenglong Brilliant: polüuretaanist isolatsioonimaterjalide ringlussevõtt tekkivate ehitusmaterjalide jaoks
4. Adidas: täielikult taaskasutatav jooksujalats
5. Salomon: Täis TPU tossude taaskasutamine suusasaabaste valmistamiseks
6. Cosi: Chuang teeb ringmajanduse edendamiseks koostööd madratsite ringlussevõtu komiteega
7. Saksa ettevõte H&S: vahtpolüuretaanist alkoholüüsi tehnoloogia käsnmadratsite valmistamiseks
Postitusaeg: 30. august 2023