وضعیت بازیافت مواد پلی اورتان در چین
1، کارخانه تولید پلی اورتان هر سال تعداد زیادی ضایعات تولید می کند، به دلیل اینکه بازیافت نسبتاً متمرکز و آسان است.اکثر کارخانه ها از روش های بازیافت فیزیکی و شیمیایی برای بازیابی و استفاده مجدد از مواد قراضه استفاده می کنند.
2. مواد پلی اورتان ضایعاتی که توسط مصرف کنندگان استفاده می شود به خوبی بازیافت نشده اند.برخی از شرکت‌های متخصص در تصفیه پلی اورتان زباله در چین وجود دارند، اما بیشتر آنها عمدتاً سوزانده شده و بازیافت فیزیکی هستند.
3، بسیاری از دانشگاه ها و موسسات تحقیقاتی در داخل و خارج از کشور، متعهد به دنبال فناوری بازیافت شیمیایی و بیولوژیکی پلی اورتان هستند، نتایج علمی خاصی را منتشر کردند.اما واقعاً در مقیاس بزرگ کاربرد بسیار کمی وجود دارد، H&S آلمان یکی از آنهاست.
4، طبقه بندی زباله های خانگی چین به تازگی آغاز شده است، و طبقه بندی نهایی مواد پلی اورتان نسبتا کم است، و ادامه به دست آوردن پلی اورتان زباله برای بازیافت و استفاده بعدی برای شرکت ها دشوار است.عرضه ناپایدار مواد زائد کار را برای شرکت ها دشوار می کند.
5. استاندارد شارژ مشخصی برای بازیافت و تصفیه زباله های بزرگ وجود ندارد.به عنوان مثال تشک های ساخته شده از پلی اورتان، عایق یخچال و غیره، با بهبود سیاست ها و زنجیره های صنعتی، بنگاه های بازیافت می توانند درآمد قابل توجهی کسب کنند.
6، هانتسمن روشی را برای بازیافت بطری های پلاستیکی PET، پس از تعدادی فرآیند پردازش سخت، در واحد واکنش شیمیایی با سایر واکنش های مواد خام برای تولید محصولات پلی استر پلی ال، مواد تشکیل دهنده محصول تا 60٪ از بطری های پلاستیکی PET بازیافت شده و پلی استر اختراع کرد. پلی ال برای تولید مواد پلی اورتان یکی از مواد اولیه مهم استفاده می شود.در حال حاضر، هانتسمن می تواند به طور موثر سالانه 1 میلیارد بطری پلاستیکی 500 میلی لیتری PET را بازیافت کند و در پنج سال گذشته، 5 میلیارد بطری پلاستیکی PET بازیافتی به 130000 تن محصولات پلی ال برای تولید مواد عایق پلی یورتان تبدیل شده است.
بازیافت فیزیکی
این روش پرکاربردترین تکنولوژی بازیافت است.فوم پلی یورتان نرم توسط یک سنگ شکن به قطعات چند سانتی متری تبدیل می شود و یک چسب پلی اورتان راکتیو در میکسر اسپری می شود.چسب های مورد استفاده عموماً ترکیبات فوم پلی یورتان یا پیش پلیمرهای پایانی مبتنی بر NCO بر پایه پلی فنیل پلی متیلن پلی ایزوسیانات (PAPI) هستند.هنگامی که از چسب های مبتنی بر PAPI برای اتصال و شکل دهی استفاده می شود، مخلوط کردن بخار نیز می تواند انجام شود. در فرآیند چسباندن پلی یورتان ضایعات، 90٪ پلی اورتان ضایعات، 10٪ چسب را اضافه کنید، به طور یکنواخت مخلوط کنید، همچنین می توانید بخشی از رنگ را اضافه کنید. و سپس مخلوط را تحت فشار قرار دهید.
فوم نرم پلی اورتان گرما سخت و محصولات پلی اورتان RIM دارای درجه خاصی از انعطاف پذیری نرم کننده حرارتی در محدوده دمایی 100-200 درجه سانتیگراد هستند.در دمای بالا و فشار بالا، پلی یورتان ضایعاتی را می توان بدون هیچ گونه چسبی به یکدیگر متصل کرد.برای اینکه محصول بازیافتی یکنواخت تر شود، زباله ها اغلب خرد می شوند و سپس حرارت داده می شوند و تحت فشار قرار می گیرند.
فوم نرم پلی اورتان را می توان با فرآیند آسیاب یا آسیاب در دمای پایین به ذرات ریز تبدیل کرد و پراکندگی این ذره به پلی ال اضافه می شود که برای تولید فوم پلی اورتان یا سایر محصولات استفاده می شود، نه تنها برای بازیابی مواد پلی اورتان ضایعات، بلکه همچنین برای کاهش موثر قیمت تمام شده محصولات.محتوای پودر پودر شده در فوم پلی یورتان نرم با پخت سرد بر پایه MDI به 15 درصد محدود شده است و حداکثر 25 درصد پودر پودر شده را می توان به فوم پخت داغ مبتنی بر TDI اضافه کرد.
بازیافت مواد شیمیایی
هیدرولیز دیول یکی از پرکاربردترین روش های بازیابی شیمیایی است.در حضور دیول های مولکولی کوچک (مانند اتیلن گلیکول، پروپیلن گلیکول، دی اتیلن گلیکول) و کاتالیزورها (آمین های سوم، الکلامین یا ترکیبات آلی فلزی)، پلی یورتان ها (فوم ها، الاستومرها، محصولات RIM و غیره) در دمای حدوداً الکل می شوند. 200 درجه سانتی گراد به مدت چند ساعت برای به دست آوردن پلی ال های بازسازی شده.پلی ال های بازیافتی را می توان با پلی ال های تازه برای ساخت مواد پلی اورتان مخلوط کرد.
فوم های پلی اورتان را می توان با آمیناسیون به پلی ال های نرم اولیه و پلی ال های سخت تبدیل کرد.آمولیز فرآیندی است که در آن فوم پلی یورتان در حین تحت فشار و حرارت دادن با آمین ها واکنش می دهد.آمین های مورد استفاده شامل دی بوتیل آمین، اتانول آمین، لاکتام یا مخلوط لاکتام است و واکنش را می توان در دمای کمتر از 150 درجه سانتی گراد انجام داد. پلی ال.
Dow Chemical یک فرآیند بازیابی شیمیایی هیدرولیز آمین را معرفی کرده است.این فرآیند شامل دو مرحله است: پلی اورتان ضایعات توسط آلکیلول آمین و کاتالیزور به آمینواسترهای پراکنده با غلظت بالا، اوره، آمین و پلیول تجزیه می شود.سپس واکنش آلکیلاسیون برای حذف آمین های آروماتیک موجود در مواد بازیافتی انجام می شود و پلی ال هایی با عملکرد خوب و رنگ روشن به دست می آیند.این روش می تواند بسیاری از انواع فوم پلی اورتان را بازیابی کند و پلی ال بازیافت شده را می توان در بسیاری از انواع مواد پلی اورتان استفاده کرد.این شرکت همچنین از یک فرآیند بازیافت شیمیایی برای به دست آوردن پلی ال های بازیافتی از قطعات RRIM استفاده می کند که می تواند برای بهبود قطعات RIM تا 30 درصد مجددا استفاده شود.
روش هیدرولیز - هیدروکسید سدیم می تواند به عنوان کاتالیزور هیدرولیز برای تجزیه حباب های نرم پلی یورتان و حباب های سخت برای تولید پلی ال ها و واسطه های آمین که به عنوان مواد خام بازیافتی استفاده می شوند، استفاده شود.
آلکالولیز: پلی اتر و هیدروکسید فلز قلیایی به عنوان عوامل تجزیه استفاده می شوند و کربنات ها پس از تجزیه فوم برای بازیابی پلی ال ها و دی آمین های معطر حذف می شوند.
فرآیند ترکیب الکلیز و آمولیز - پلی اتر پلیول، هیدروکسید پتاسیم و دی آمین به عنوان عوامل تجزیه استفاده می شود و مواد جامد کربنات برای به دست آوردن پلی اتر پلی ال و دی آمین حذف می شوند.تجزیه حباب های سخت را نمی توان جدا کرد، اما پلی اتر به دست آمده از واکنش اکسید پروپیلن را می توان مستقیماً برای ایجاد حباب های سخت استفاده کرد.از مزایای این روش دمای تجزیه پایین (60 ~ 160 درجه سانتیگراد)، زمان کوتاه و مقدار زیاد فوم تجزیه می باشد.
فرآیند الکل فسفر - پلی اتر پلی اتر و استر فسفات هالوژنه به عنوان عوامل تجزیه، محصولات تجزیه پلی اتر پلی اتر و آمونیوم فسفات جامد، جداسازی آسان است.
Reqra، یک شرکت بازیافت آلمانی، فناوری بازیافت ضایعات پلی اورتان کم هزینه را برای بازیافت ضایعات کفش پلی اورتان ترویج می کند.در این فناوری بازیافت، زباله ها ابتدا به ذرات 10 میلی متری خرد می شوند، در راکتور با یک ماده پراکنده برای مایع شدن گرم می شوند و در نهایت برای به دست آوردن پلی ال های مایع بازیابی می شوند.
روش تجزیه فنل - ژاپن فوم نرم پلی اورتان را هدر می دهد که خرد شده و با فنل مخلوط شده است، در شرایط اسیدی حرارت داده می شود، پیوند کاربامات شکسته می شود، با گروه فنل هیدروکسیل ترکیب می شود، و سپس با فرمالدئید واکنش می دهد تا رزین فنولیک تولید کند، هگزامتیلن تترامین را برای جامد کردن آن اضافه می کند. با استحکام و چقرمگی خوب، محصولات رزین فنولی مقاوم در برابر حرارت عالی تهیه شده است.
پیرولیز - حباب های نرم پلی اورتان را می توان در دمای بالا در شرایط هوازی یا بی هوازی تجزیه کرد تا مواد روغنی به دست آورد و پلی ال ها را می توان با جداسازی به دست آورد.
بازیافت گرما و درمان دفن زباله
بازیابی انرژی از زباله های پلی اورتان یک فناوری سازگار با محیط زیست و از نظر اقتصادی ارزشمندتر است.هیئت بازیافت پلی اورتان آمریکا در حال انجام آزمایشی است که در آن 20 درصد از ضایعات فوم نرم پلی اورتان به زباله سوز اضافه می شود.نتایج نشان داد که خاکستر باقیمانده و گازهای گلخانه‌ای هنوز در محدوده الزامات محیطی مشخص شده هستند و گرمای آزاد شده پس از اضافه شدن فوم ضایعات به میزان زیادی در مصرف سوخت‌های فسیلی صرفه‌جویی می‌کند.در اروپا، کشورهایی مانند سوئد، سوئیس، آلمان و دانمارک نیز در حال آزمایش فناوری هایی هستند که از انرژی بازیافت شده از سوزاندن زباله های پلی یورتان برای تامین برق و گرمایش استفاده می کنند.
فوم پلی اورتان را می توان به صورت پودر، به تنهایی یا با سایر پلاستیک های زائد، تبدیل کرد تا جایگزین پودر زغال ریز شود و برای بازیابی انرژی گرمایی در کوره بسوزد.راندمان احتراق کود پلی اورتان را می توان با میکروپودر بهبود بخشید.
در غیاب اکسیژن، دمای بالا، فشار بالا و کاتالیزور، فوم های پلی یورتان نرم و الاستومرها را می توان به صورت حرارتی تجزیه کرد تا محصولات گاز و نفت به دست آید.روغن تجزیه حرارتی حاصل حاوی مقداری پلی ال است که خالص می شوند و می توانند به عنوان ماده اولیه مورد استفاده قرار گیرند، اما عموماً به عنوان نفت کوره استفاده می شوند.این روش برای بازیافت زباله های مخلوط با سایر پلاستیک ها مناسب است.با این حال، تجزیه پلیمرهای نیتروژن دار مانند فوم پلی اورتان ممکن است کاتالیزور را تخریب کند.تاکنون این رویکرد به طور گسترده مورد پذیرش قرار نگرفته است.
از آنجایی که پلی یورتان یک پلیمر حاوی نیتروژن است، صرف نظر از اینکه از کدام روش احتراق استفاده می شود، باید از شرایط احتراق بهینه برای کاهش تولید اکسیدهای نیتروژن و آمین ها استفاده کرد.کوره های احتراق باید به دستگاه های تصفیه گازهای خروجی مناسب مجهز شوند.
در حال حاضر مقدار قابل توجهی از ضایعات فوم پلی یورتان در محل های دفن زباله دفع می شود.برخی از فوم ها را نمی توان بازیافت کرد، مانند فوم های پلی اورتان که به عنوان بستر بذر استفاده می شود.مانند سایر پلاستیک ها، اگر مواد همیشه در محیط طبیعی پایدار باشند، به مرور زمان تجمع می یابند و به محیط فشار وارد می شود.به منظور تجزیه زباله های پلی اورتان دفن زباله در شرایط طبیعی، مردم شروع به تولید رزین پلی اورتان زیست تخریب پذیر کرده اند.به عنوان مثال، مولکول های پلی یورتان حاوی کربوهیدرات، سلولز، لیگنین یا پلی کاپرولاکتون و سایر ترکیبات زیست تخریب پذیر هستند.
پیشرفت بازیافت
در سال 2011، دانشجویان دانشگاه ییل با کشف قارچی به نام Pestalotiopsis microspora در اکوادور خبرساز شدند.این قارچ قادر است پلاستیک پلی اورتان را هضم و تجزیه کند، حتی در یک محیط بدون هوا (بی هوازی)، که حتی می تواند آن را در ته یک محل دفن زباله کار کند.
در حالی که پروفسوری که این سفر تحقیقاتی را رهبری می کرد، نسبت به انتظار بیش از حد از یافته ها در کوتاه مدت هشدار داد، نمی توان جذابیت ایده یک راه سریع تر، تمیزتر، بدون عوارض جانبی و طبیعی تر برای دفع زباله های پلاستیکی را انکار کرد. .
چند سال بعد، طراح Katharina Unger از LIVIN Studio با بخش میکروبیولوژی دانشگاه اوترخت برای راه اندازی پروژه ای به نام Fungi Mutarium همکاری کرد.
آنها از میسلیوم (بخش خطی و مغذی قارچ) دو قارچ خوراکی بسیار رایج، از جمله قارچ صدفی و اسکیزوفیلا استفاده کردند.قارچ در یک دوره چند ماهه، بقایای پلاستیکی را به طور کامل تخریب کرد در حالی که به طور معمول در اطراف غلاف AGAR خوراکی رشد می کرد.ظاهرا پلاستیک به یک میان وعده برای میسلیوم تبدیل می شود.
محققان دیگر نیز به کار بر روی این موضوع ادامه می دهند.در سال 2017، سهرون خان، دانشمندی در مرکز جهانی آگروفارستری، و تیمش یک قارچ تخریب کننده پلاستیک دیگر به نام Aspergillus tubingensis را در یک محل دفن زباله در اسلام آباد پاکستان کشف کردند.
این قارچ می تواند در عرض دو ماه در پلی استر پلی اورتان به تعداد زیاد رشد کند و آن را به قطعات کوچک تجزیه کند.
تیمی در دانشگاه ایلینویز به سرپرستی پروفسور استیون زیمرمن، راهی برای تجزیه ضایعات پلی یورتان و تبدیل آن به محصولات مفید دیگر ایجاد کرده اند.
دانشجوی فارغ التحصیل Ephraim Morado امیدوار است بتواند مشکل زباله های پلی یورتان را با استفاده مجدد از پلیمرها حل کند.با این حال، پلی یورتان ها بسیار پایدار هستند و از دو جزء ساخته شده اند که به سختی تجزیه می شوند: ایزوسیانات ها و پلی ال ها.
پلی ال ها کلیدی هستند زیرا از نفت مشتق شده اند و به راحتی تجزیه نمی شوند.برای جلوگیری از این مشکل، تیم یک واحد شیمیایی استال را به کار برد که راحت تر تجزیه می شود و در آب قابل حل است.محصولات تخریب پلیمرهای محلول با اسید تری کلرواستیک و دی کلرومتان در دمای اتاق می توانند برای تولید مواد جدید استفاده شوند.به عنوان یک اثبات مفهوم، Morado قادر است الاستومرها را که به طور گسترده در بسته بندی و قطعات خودرو استفاده می شود، به چسب تبدیل کند.
اما بزرگترین ایراد این روش بازیابی جدید، هزینه و سمی بودن مواد خام مورد استفاده برای انجام واکنش است.بنابراین، محققان در حال حاضر در تلاش هستند تا با استفاده از یک حلال ملایم (مانند سرکه) برای تجزیه، راهی بهتر و ارزان‌تر برای دستیابی به همان فرآیند پیدا کنند.
برخی از تلاش های شرکتی
1. طرح تحقیقاتی PUReSmart
2. پروژه FOAM2FOAM
3. Tenglong Brilliant: بازیافت مواد عایق پلی اورتان برای مصالح ساختمانی در حال ظهور
4. آدیداس: یک کفش دویدن کاملا قابل بازیافت
5. Salomon: بازیافت کفش های کتانی کامل TPU برای ساخت چکمه های اسکی
6. کوزی: چوانگ با کمیته بازیافت تشک برای ترویج اقتصاد دایره ای همکاری می کند
7. شرکت آلمانی H&S: فناوری الکلیز فوم پلی اورتان برای تولید تشک های اسفنجی
زمان ارسال: اوت-30-2023