Статус перапрацоўкі поліурэтанавых матэрыялаў у Кітаі
1, завод па вытворчасці паліурэтана будзе вырабляць вялікая колькасць абрэзкаў кожны год, у сувязі з адноснай канцэнтрацыяй, лёгка перапрацаваць.Большасць заводаў выкарыстоўваюць фізічныя і хімічныя метады перапрацоўкі для аднаўлення і паўторнага выкарыстання лому.
2. Адходы паліурэтанавых матэрыялаў, якія выкарыстоўваюцца спажыўцамі, дрэнна перапрацоўваюцца.У Кітаі ёсць некалькі прадпрыемстваў, якія спецыялізуюцца на апрацоўцы адходаў паліурэтана, але большасць з іх у асноўным спальваецца і фізічна перапрацоўваецца.
3, ёсць шмат універсітэтаў і навукова-даследчых устаноў у краіне і за мяжой, імкнецца шукаць паліурэтана хімічнай і біялагічнай тэхналогіі перапрацоўкі, апублікаваў пэўныя акадэмічныя вынікі.Але на самай справе шырокамаштабнае прымяненне вельмі нешматлікіх, Германія H&S - адна з іх.
4, класіфікацыя бытавых адходаў у Кітаі толькі пачалася, і канчатковая класіфікацыя паліурэтанавых матэрыялаў адносна нізкая, і прадпрыемствам цяжка працягваць атрымліваць адходы паліурэтана для наступнай перапрацоўкі і ўтылізацыі.Нестабільнае забеспячэнне адходамі абцяжарвае працу прадпрыемстваў.
5. Няма дакладнага стандарту спагнання платы за перапрацоўку і апрацоўку буйных адходаў.Напрыклад, матрацы з паліурэтана, ізаляцыя халадзільнікаў і г.д., з паляпшэннем палітыкі і вытворчых ланцугоў, прадпрыемствы па перапрацоўцы могуць атрымаць значны прыбытак.
6, Хантсман вынайшаў метад перапрацоўкі пластыкавых ПЭТ-бутэлек пасля шэрагу строгіх працэсаў апрацоўкі ў блоку хімічнай рэакцыі з іншай сыравінай, рэакцыяй для вытворчасці поліэфірных поліолаў, інгрэдыентаў прадукту да 60% з перапрацаваных ПЭТ-бутэлек і поліэстэру поліол выкарыстоўваецца для вытворчасці поліўрэтанавых матэрыялаў, аднаго з важных відаў сыравіны.У цяперашні час Huntsman можа эфектыўна перапрацоўваць 1 мільярд 500 мл пластыкавых ПЭТ-бутэлек у год, а за апошнія пяць гадоў 5 мільярдаў перапрацаваных пластыкавых ПЭТ-бутэлек былі ператвораны ў 130 000 тон поліолавых прадуктаў для вытворчасці поліурэтанавых ізаляцыйных матэрыялаў.
Фізічная перапрацоўка
Гэты метад з'яўляецца найбольш шырока выкарыстоўванай тэхналогіяй перапрацоўкі.Мяккі пенаполіурэтану здрабняецца на кавалкі ў некалькі сантыметраў з дапамогай драбнілкі, а рэактыўны поліўрэтанавы клей распыляецца ў міксеры.Клеі, якія выкарыстоўваюцца, звычайна ўяўляюць сабой камбінацыі пенаполіурэтану або канчатковыя преполимеры на аснове NCO на аснове поліфеніл-поліметиленполиизоцианата (PAPI).Калі для склейвання і фармавання выкарыстоўваюцца клеі на аснове PAPI, таксама можна змешваць парай. У працэсе склейвання адходаў паліурэтана дадайце 90% адходаў паліурэтана, 10% клею, раўнамерна змяшайце, вы таксама можаце дадаць частку фарбавальніка, а затым сціснуць сумесь.
Тэрмарэактыўная мяккая пенаполіурэтана і вырабы з паліурэтана RIM маюць пэўную ступень пластычнасці тэрмічнага змякчэння ў дыяпазоне тэмператур 100-200 ℃.Пры высокай тэмпературы і высокім ціску адходы паліурэтана можна злучыць разам без клею.Для таго, каб зрабіць перапрацаваны прадукт больш аднастайным, адходы часта здрабняюць, а затым награваюць і ствараюць ціск.
Мяккі пенаполіурэтану можна ператварыць у дробныя часціцы з дапамогай нізкатэмпературнага драбнення або працэсу драбнення, і дысперсія гэтай часціцы дадаецца ў поліол, які выкарыстоўваецца для вытворчасці пенаполіурэтану або іншых прадуктаў, не толькі для аднаўлення адходаў паліурэтанавых матэрыялаў, але таксама для эфектыўнага зніжэння кошту прадукцыі.Утрыманне пылевидного парашка ў мяккай поліурэтанавай пене халоднага отвержденія на аснове MDI абмежавана 15 %, а ў пену гарачага отвержденія на аснове TDI можна дадаць максімум 25 % парашка.
Хімічная перапрацоўка
Гідроліз диола з'яўляецца адным з найбольш шырока выкарыстоўваюцца метадаў хімічнага аднаўлення.У прысутнасці маламалекулярных дыёлаў (такіх як этыленгліколь, прапіленгліколь, дыэтыленгліколь) і каталізатараў (троесныя аміны, алкаголамін або металаарганічныя злучэнні) паліурэтаны (пенапласты, эластамеры, прадукты RIM і інш.) алкалізуюць пры тэмпературы каля 200°C на працягу некалькіх гадзін для атрымання рэгенераваных полиолов.Перапрацаваныя поліолы можна змешваць са свежымі поліолы для вырабу поліурэтанавых матэрыялаў.
Пенаполіурэтану можна ператварыць у зыходныя мяккія поліолы і цвёрдыя поліолы шляхам амінавання.Амаліз - гэта працэс, пры якім пенаполіурэтану рэагуе з амінамі падчас павышэння ціску і награвання.Выкарыстоўваныя аміны ўключаюць дыбутыламін, этаналамін, лактам або прымешкі лактама, і рэакцыю можна праводзіць пры тэмпературах ніжэй за 150 ° C. Канчатковы прадукт не патрабуе ачысткі непасрэдна прыгатаванай пенаполіурэтану і можа цалкам замяніць паліурэтана, прыгатаваны з зыходнага полиол.
Кампанія Dow Chemical прадставіла працэс аднаўлення хімічных рэчываў гідролізам амінаў.Працэс складаецца з двух этапаў: адходы паліурэтана раскладаюцца на дысперсныя амінаэфіры высокай канцэнтрацыі, мачавіну, амін і полиол з дапамогай алкилоламина і каталізатара;Затым праводзіцца рэакцыя алкілавання для выдалення араматычных амінаў у адноўленым матэрыяле, і атрымліваюцца поліолы з добрай прадукцыйнасцю і светлым колерам.Метад можа аднаўляць шмат відаў пенаполіурэтану, а адноўлены поліол можна выкарыстоўваць у многіх відах паліурэтанавых матэрыялаў.Кампанія таксама выкарыстоўвае працэс хімічнай перапрацоўкі для атрымання перапрацаваных поліолаў з дэталяў RRIM, якія можна паўторна выкарыстоўваць для паляпшэння дэталяў RIM да 30%.
Метад гідралізу - гідраксід натрыю можна выкарыстоўваць у якасці каталізатара гідролізу для раскладання мяккіх і цвёрдых бурбалак паліурэтана для атрымання поліолаў і прамежкавых амінаў, якія выкарыстоўваюцца ў якасці перапрацаванай сыравіны.
Алкалоліз: просты поліэфір і гідраксід шчолачнага металу выкарыстоўваюцца ў якасці агентаў раскладання, а карбанаты выдаляюцца пасля раскладання пены для аднаўлення поліолаў і араматычных дыямінаў.
Працэс спалучэння алкаголізу і амалізу -- у якасці рэагентаў раскладання выкарыстоўваюцца просты поліэфірполіял, гідраксід калія і дыямін, а цвёрдыя рэчывы карбанату выдаляюцца для атрымання поліэфірполіялу і дыяміну.Раскладанне цвёрдых бурбалак немагчыма аддзяліць, але просты поліэфір, атрыманы ў выніку рэакцыі аксіду прапілену, можна непасрэдна выкарыстоўваць для вырабу цвёрдых бурбалак.Перавагамі гэтага метаду з'яўляюцца нізкая тэмпература раскладання (60~160 ℃), кароткі час і вялікая колькасць пены раскладання.
Працэс фосфарнага спірту - поліэфірныя поліолы і галогенсодержащие фасфатныя эфіры ў якасці агентаў раскладання, прадукты раскладання - поліэфірныя поліолы і фасфат амонія ў цвёрдым стане, лёгкае аддзяленне.
Reqra, нямецкая кампанія па перапрацоўцы другаснай сыравіны, прасоўвае недарагую тэхналогію перапрацоўкі паліурэтанавых адходаў для перапрацоўкі адходаў паліурэтанавага абутку.У гэтай тэхналогіі перапрацоўкі адходы спачатку здрабняюцца на часціцы памерам 10 мм, награваюцца ў рэактары з дыспергатарам для звадкавання і, нарэшце, аднаўляюцца для атрымання вадкіх поліолаў.
Метад раскладання фенолу - Японія будзе марнаваць мяккі пенаполіурэтана, здробнены і змешаны з фенолам, нагрэты ў кіслотных умовах, разарваная карбаматная сувязь, аб'яднаная з фенольнай гідраксільнай групай, а затым уступіць у рэакцыю з фармальдэгідам для атрымання фенольнай смалы, дадаць гексаметилентетрамин, каб зацвярдзець, можа быць падрыхтаваны з добрай трываласцю і глейкасцю, выдатнай тэрмаўстойлівасцю фенольных смол прадуктаў.
Піроліз - поліўрэтанавыя мяккія бурбалкі можна раскласці пры высокіх тэмпературах у аэробных або анаэробных умовах для атрымання масляністых рэчываў, а поліолы можна атрымаць шляхам падзелу.
Рэкуперацыя цяпла і апрацоўка палігонаў
Атрыманне энергіі з паліурэтанавых адходаў з'яўляецца больш экалагічна чыстай і эканамічна каштоўнай тэхналогіяй.Амерыканскі савет па перапрацоўцы паліурэтана праводзіць эксперымент, падчас якога 20% адпрацаванага мяккага пенаполіурэтану дадаецца ў печ для спальвання цвёрдых адходаў.Вынікі паказалі, што рэшткавы попел і выкіды па-ранейшаму знаходзяцца ў межах зададзеных экалагічных патрабаванняў, а цяпло, якое вылучаецца пасля дадання адпрацаванай пены, значна зэканоміла спажыванне выкапнёвага паліва.У Еўропе такія краіны, як Швецыя, Швейцарыя, Германія і Данія, таксама эксперыментуюць з тэхналогіямі, якія выкарыстоўваюць энергію, атрыманую ў выніку спальвання паліурэтанавых адходаў, для забеспячэння электрычнасцю і ацяпленнем.
Пенаполіурэтану можна здрабніць у парашок асобна або з іншымі пластмасавымі адходамі, каб замяніць дробны парашок драўнянага вугалю і спаліць у печы для аднаўлення цеплавой энергіі.Эфектыўнасць згарання поліўрэтанавых угнаенняў можа быць палепшана мікрапарашком.
Пры адсутнасці кіслароду, высокай тэмпературы, высокага ціску і каталізатара мяккія пенаполіурэтану і эластомеры могуць падвяргацца тэрмічнаму раскладанню для атрымання газу і нафтапрадуктаў.У выніку тэрмічнага раскладання алей змяшчае некаторыя поліолы, якія ачышчаны і могуць быць выкарыстаны ў якасці сыравіны, але звычайна выкарыстоўваюцца ў якасці мазуту.Гэты метад падыходзіць для перапрацоўкі змешаных адходаў з іншымі пластмасамі.Аднак раскладанне азоцістых палімераў, такіх як пенаполіурэтану, можа пагоршыць каталізатар.Пакуль гэты падыход не атрымаў шырокага распаўсюджвання.
Паколькі паліурэтана з'яўляецца азотазмяшчальным палімерам, незалежна ад таго, які метад рэкуперацыі гарэння выкарыстоўваецца, неабходна выкарыстоўваць аптымальныя ўмовы гарэння, каб паменшыць выпрацоўку аксідаў азоту і амінаў.Топкі павінны быць абсталяваны адпаведнымі прыладамі для ачысткі выхлапных газаў.
Значная колькасць адходаў пенаполіурэтану ў цяперашні час утылізуецца на звалках.Некаторыя пенапласты не падлягаюць перапрацоўцы, напрыклад пенаполіурэтану, якія выкарыстоўваюцца ў якасці пасяўнога матэрыялу.Як і іншыя пластмасы, калі матэрыял заўсёды стабільны ў натуральным асяроддзі, ён будзе назапашвацца з цягам часу, і існуе ціск на навакольнае асяроддзе.Каб раскласці поліурэтанавыя адходы на сметніку ў натуральных умовах, людзі пачалі распрацоўваць біяраскладальную паліурэтанавыя смалы.Напрыклад, малекулы паліурэтана ўтрымліваюць вугляводы, цэлюлозу, лігнін або поликапролактон і іншыя біяраскладальныя злучэнні.
Перапрацоўка Прарыў
У 2011 годзе студэнты Ельскага ўніверсітэта трапілі ў загалоўкі, калі выявілі ў Эквадоры грыб пад назвай Pestalotiopsis microspora.Грыбок здольны пераварваць і расшчапляць поліурэтанавы пластык нават у беспаветраным (анаэробным) асяроддзі, што можа прымусіць яго працаваць нават на дне звалкі.
У той час як прафесар, які кіраваў даследчым турам, перасцерагаў ад чакання занадта шмат ад высноў у кароткатэрміновай перспектыве, нельга адмаўляць прывабнасць ідэі больш хуткага, чыстага, без пабочных эфектаў і больш натуральнага спосабу ўтылізацыі пластыкавых адходаў .
Праз некалькі гадоў дызайнер Катарына Унгер з LIVIN Studio супрацоўнічала з мікрабіялагічным факультэтам Утрэхтскага ўніверсітэта, каб запусціць праект пад назвай Fungi Mutarium.
Яны выкарыстоўвалі міцэлій (лінейную, пажыўную частку грыбоў) двух вельмі распаўсюджаных ядомых грыбоў, у тым ліку вешанак і шызафілы.На працягу некалькіх месяцаў грыбок цалкам дэградаваў пластыкавы смецце, нармальна растучы вакол ядомага агара.Мабыць, пластык становіцца закускай для міцэліем.
Іншыя даследчыкі таксама працягваюць працаваць над гэтым пытаннем.У 2017 годзе Сехрун Хан, навуковец з Сусветнага цэнтра агралесаводства, і яго каманда выявілі іншы грыб, які разбурае пластык, Aspergillus tubingensis, на сметніку ў Ісламабадзе, Пакістан.
Грыб можа вырасці ў вялікай колькасці ў поліэфірным паліурэтане на працягу двух месяцаў і разбіць яго на дробныя кавалачкі.
Каманда з Універсітэта Ілінойса пад кіраўніцтвам прафесара Стывена Цымермана распрацавала спосаб расшчаплення поліурэтанавых адходаў і ператварэння іх у іншыя карысныя прадукты.
Аспірант Эфраім Марада спадзяецца вырашыць праблему паліурэтанавых адходаў шляхам хімічнай перапрафілявання палімераў.Аднак паліурэтаны надзвычай устойлівыя і складаюцца з двух кампанентаў, якія цяжка расшчапіць: ізацыянатаў і поліолаў.
Поліолы з'яўляюцца ключавымі, таму што яны атрымліваюцца з нафты і не раскладаюцца лёгка.Каб пазбегнуць гэтай цяжкасці, каманда прыняла хімічны блок ацэталь, які лягчэй раскладаецца і раствараецца ў вадзе.Прадукты дэградацыі раствораных палімераў трыхларуксуснай кіслатой і дыхлараметанам пры пакаёвай тэмпературы можна выкарыстоўваць для атрымання новых матэрыялаў.У якасці доказу канцэпцыі Morado здольны ператвараць эластомеры, якія шырока выкарыстоўваюцца ў ўпакоўцы і аўтамабільных дэталях, у клеі.
Але самым вялікім недахопам гэтага новага метаду аднаўлення з'яўляецца кошт і таксічнасць сыравіны, якая выкарыстоўваецца для правядзення рэакцыі.Такім чынам, у цяперашні час даследчыкі спрабуюць знайсці лепшы і танны спосаб дасягнуць таго ж працэсу з выкарыстаннем мяккага растваральніка (напрыклад, воцату) для дэградацыі.
Нейкія карпаратыўныя спробы
1. План даследавання PURESmart
2. Праект FOAM2FOAM
3. Tenglong Brilliant: перапрацоўка поліурэтанавых ізаляцыйных матэрыялаў для новых будаўнічых матэрыялаў
4. Adidas: красоўкі для бегу, якія можна цалкам перапрацаваць
5. Salomon: перапрацоўка красовак з ТПУ для вытворчасці лыжных чаравік
6. Косі: Чжуан супрацоўнічае з Камітэтам па перапрацоўцы матрацаў для прасоўвання эканомікі замкнёнага тыпу
7. Нямецкая кампанія H&S: тэхналогія алкалізу пенаполіурэтану для вырабу губчатых матрацаў.
Час публікацыі: 30 жніўня 2023 г