Қытайдағы полиуретанды материалдарды қайта өңдеу мәртебесі
1, полиуретанды өндіру зауыты салыстырмалы түрде шоғырланған, қайта өңдеуге оңай болғандықтан, жыл сайын көптеген сынықтарды шығарады.Көптеген зауыттар қалдықтарды қалпына келтіру және қайта пайдалану үшін физикалық және химиялық қайта өңдеу әдістерін пайдаланады.
2. Тұтынушылар пайдаланатын полиуретанды материалдардың қалдықтары жақсы қайта өңделмеген.Қытайда полиуретан қалдықтарын өңдеуге маманданған кейбір кәсіпорындар бар, бірақ олардың көпшілігі негізінен өртеу және физикалық қайта өңдеу болып табылады.
3, үйде және шетелде полиуретанды химиялық және биологиялық қайта өңдеу технологиясын іздейтін көптеген университеттер мен ғылыми-зерттеу институттары бар, белгілі бір академиялық нәтижелерді жариялады.Бірақ шын мәнінде өте аз ауқымды қолданбалы Германия H&S олардың бірі болып табылады.
4, Қытайдың тұрмыстық қалдықтарды жіктеу енді ғана басталды, ал полиуретанды материалдардың соңғы жіктелуі салыстырмалы түрде төмен және кәсіпорындарға кейіннен қайта өңдеу және кәдеге жарату үшін қалдықтарды полиуретанды алуды жалғастыру қиын.Қалдық материалдардың тұрақсыз жеткізілуі кәсіпорындардың жұмысын қиындатады.
5. Ірі қалдықтарды қайта өңдеу және өңдеу үшін нақты зарядтау стандарты жоқ.Мысалы, полиуретаннан жасалған матрацтар, тоңазытқышты оқшаулау және т.б., саясаттар мен өнеркәсіптік тізбектерді жақсарту арқылы қайта өңдеу кәсіпорындары айтарлықтай табыс ала алады.
6, Хантсман полиэфирлі полиол өнімдерін, қайта өңделген ПЭТ пластик бөтелкелерден 60% дейін өнім ингредиенттерін және полиэфирді өндіру үшін басқа шикізат реакциясымен химиялық реакция қондырғысында бірқатар қатаң өңдеу процестерінен кейін ПЭТ пластикалық бөтелкелерді қайта өңдеу әдісін ойлап тапты. полиол маңызды шикізаттың бірі полиуретан материалдарын өндіру үшін қолданылады.Қазіргі уақытта Huntsman жылына 1 миллиард 500 мл ПЭТ пластикалық бөтелкелерді тиімді қайта өңдей алады, ал соңғы бес жылда 5 миллиард қайта өңделген ПЭТ пластикалық бөтелкелер полиуретанды оқшаулау материалдарын өндіру үшін 130 000 тонна полиол өнімдеріне айналдырылды.
Физикалық қайта өңдеу
Бұл әдіс ең көп қолданылатын қайта өңдеу технологиясы болып табылады.Жұмсақ полиуретанды көбік ұсақтағышпен бірнеше сантиметрлік фрагменттерге ұсақталады, араластырғышта реактивті полиуретанды желім шашылады.Қолданылатын желімдер әдетте полиуретанды көбік комбинациялары немесе полифенилполиметилен полиизоцианат (PAPI) негізіндегі терминалдық NCO негізіндегі преполимерлер.PAPI негізіндегі желімдер байланыстыру және қалыптау үшін пайдаланылған кезде, бумен араластыру да жүргізілуі мүмкін. Полиуретан қалдықтарын байланыстыру процесінде 90% қалдық полиуретанды, 10% желім қосыңыз, біркелкі араластырыңыз, сонымен қатар бояудың бір бөлігін, содан кейін қоспаны қысыңыз.
Термореактивті полиуретанды жұмсақ көбік және RIM полиуретан өнімдері 100-200℃ температура диапазонында термиялық жұмсартқыш пластиктің белгілі бір дәрежесіне ие.Жоғары температура мен жоғары қысымда полиуретанды қалдықтарды ешқандай желімсіз біріктіруге болады.Қайта өңделген өнімді біркелкі ету үшін, қалдықтарды жиі ұсақтап, содан кейін қыздырып, қысым жасайды.
Полиуретанды жұмсақ көбікті төмен температурада ұнтақтау немесе ұнтақтау процесі арқылы ұсақ бөлшектерге айналдыруға болады және бұл бөлшектің дисперсиясы полиуретанды көбік немесе басқа өнімдерді өндіру үшін қолданылатын полиуретанды материалдардың қалдықтарын қалпына келтіру үшін ғана емес, сонымен қатар сондай-ақ өнімнің өзіндік құнын тиімді төмендету.MDI негізіндегі суықта қатайтылатын жұмсақ полиуретанды көбікте ұнтақталған ұнтақ мөлшері 15%-ға дейін шектелген және TDI негізіндегі ыстықтай өңдейтін көбікке ең көбі 25% ұнтақталған ұнтақ қосуға болады.
Химиялық қайта өңдеу
Диол гидролизі химиялық қалпына келтірудің ең кең таралған әдістерінің бірі болып табылады.Шағын молекулалық диолдар (мысалы, этиленгликоль, пропиленгликоль, диэтиленгликоль) және катализаторлар (үшінші реттік аминдер, алкоголамин немесе металлорганикалық қосылыстар) болған кезде полиуретандар (көбік, эластомерлер, RIM өнімдері және т.б.) шамамен температурада спирттендіріледі. Регенерацияланған полиолдарды алу үшін бірнеше сағат бойы 200°С.Қайта өңделген полиолдарды полиуретанды материалдарды өндіру үшін жаңа полиолдармен араластыруға болады.
Полиуретанды көбіктерді аминация арқылы бастапқы жұмсақ полиолдарға және қатты полиолдарға айналдыруға болады.Амолиз - бұл қысым мен қыздыру кезінде полиуретанды көбік аминдермен әрекеттесетін процесс.Қолданылатын аминдерге дибутиламин, этаноламин, лактам немесе лактам қоспасы кіреді және реакция 150 ° C төмен температурада жүзеге асырылуы мүмкін. Соңғы өнім тікелей дайындалған полиуретанды көбікті тазартуды қажет етпейді және түпнұсқадан дайындалған полиуретанды толығымен алмастыра алады. полиол.
Dow Chemical компаниясы амин гидролизінің химиялық қалпына келтіру процесін енгізді.Процесс екі кезеңнен тұрады: полиуретан қалдықтары алкилоламин және катализатор арқылы жоғары концентрациялы дисперсті аминоэфирге, мочевинаға, аминге және полиолға ыдырайды;Содан кейін қалпына келтірілген материалдағы ароматты аминдерді жою үшін алкилдеу реакциясын жүргізеді және жақсы өнімділік пен ашық түсті полиолдарды алады.Бұл әдіс полиуретанды көбіктің көптеген түрлерін қалпына келтіре алады, ал алынған полиолды полиуретанды материалдардың көптеген түрлерінде қолдануға болады.Компания сонымен қатар RIM бөліктерінен қайта өңделген полиолдарды алу үшін химиялық қайта өңдеу процесін пайдаланады, оларды RIM бөліктерін 30%-ға дейін жақсарту үшін қайта пайдалануға болады.
Гидролиз әдісі - Натрий гидроксиді полиуретанды жұмсақ көпіршіктер мен қатты көпіршіктерді ыдырату үшін гидролиз катализаторы ретінде қайта өңделген шикізат ретінде пайдаланылатын полиолдар мен амин аралық өнімдерін алу үшін пайдаланылуы мүмкін.
Алкалолиз: ыдырау агенттері ретінде полиэфир және сілтілік металл гидроксиді пайдаланылады, ал полиолдар мен ароматты диаминдерді қалпына келтіру үшін көбік ыдырағаннан кейін карбонаттар жойылады.
Ыдырау агенттері ретінде алкоголиз мен амолизді біріктіру процесі -- полиэфир полиол, калий гидроксиді және диамин қолданылады, ал полиэфир полиол мен диамин алу үшін карбонатты қатты заттар жойылады.Қатты көпіршіктердің ыдырауын бөлуге болмайды, бірақ пропилен оксидінің реакциясы нәтижесінде алынған полиэфирді қатты көпіршіктерді жасау үшін тікелей қолдануға болады.Бұл әдістің артықшылығы - ыдыраудың төмен температурасы (60~160℃), қысқа уақыт және ыдырайтын көбіктің көп мөлшері.
Спирт фосфор процесі - ыдырау агенттері ретінде полиэфир полиолдары және галогенді фосфатты эфир, ыдырау өнімдері полиэфир полиолдары және аммоний фосфатты қатты, оңай бөлінетін.
Reqra неміс қайта өңдеу компаниясы полиуретанды аяқ киім қалдықтарын қайта өңдеуге арналған арзан полиуретан қалдықтарын қайта өңдеу технологиясын алға тартады.Бұл қайта өңдеу технологиясында қалдықтар алдымен 10 мм бөлшектерге ұсақталады, сұйылту үшін реакторда диспергатормен қыздырылады және ақырында сұйық полиолдарды алу үшін қалпына келтіріледі.
Фенолды ыдырату әдісі -- Жапония ұсақталған және фенолмен араластырылған, қышқылдық жағдайда қыздырылған, карбамат байланысы үзілген, фенол гидроксил тобымен біріктірілген, содан кейін формальдегидпен әрекеттесіп, фенолды шайыр алу үшін, оны қатайту үшін гексаметилентетраминді қосады, жұмсартады. жақсы беріктік пен қаттылықпен дайындалған, тамаша ыстыққа төзімді фенолды шайыр өнімдері.
Пиролиз - полиуретанды жұмсақ көпіршіктерді аэробты немесе анаэробты жағдайда жоғары температурада майлы заттарды алу үшін ыдыратуға болады, ал полиолдарды бөлу арқылы алуға болады.
Жылуды қалпына келтіру және полигонды өңдеу
Полиуретанды қалдықтардан энергияны қалпына келтіру экологиялық жағынан таза және экономикалық тұрғыдан құнды технология болып табылады.Американдық полиуретанды қайта өңдеу кеңесі қатты қалдықтарды жағуға арналған пешке қалдық полиуретанды жұмсақ көбіктің 20% қосылатын эксперимент жүргізуде.Нәтижелер қалдық күл мен шығарындылар әлі де белгіленген экологиялық талаптар шегінде екенін көрсетті, ал көбік қалдықтарын қосқаннан кейін бөлінетін жылу қазбалы отын шығынын айтарлықтай үнемдеді.Еуропада Швеция, Швейцария, Германия және Дания сияқты елдер де электр қуаты мен жылуды қамтамасыз ету үшін полиуретан түріндегі қалдықтарды жағудан алынған энергияны пайдаланатын технологияларды тәжірибеден өткізуде.
Полиуретанды көбік ұсақ көмір ұнтағын ауыстыру және жылу энергиясын қалпына келтіру үшін пеште жағу үшін жалғыз немесе басқа қалдық пластмассалармен ұнтақтауға болады.Полиуретанды тыңайтқыштың жану тиімділігін микроұнтақ арқылы жақсартуға болады.
Оттегі, жоғары температура, жоғары қысым және катализатор болмаған кезде жұмсақ полиуретанды пен эластомерлер газ және мұнай өнімдерін алу үшін термиялық ыдырауға болады.Алынған термиялық ыдырау майының құрамында кейбір полиолдар бар, олар тазартылған және шикізат ретінде пайдаланылуы мүмкін, бірақ әдетте мазут ретінде пайдаланылады.Бұл әдіс аралас қалдықтарды басқа пластмассалармен қайта өңдеуге жарамды.Дегенмен, полиуретанды көбік сияқты азотты полимердің ыдырауы катализаторды бұзуы мүмкін.Әзірге бұл әдіс кеңінен қолданыла қойған жоқ.
Полиуретан құрамында азот бар полимер болғандықтан, жануды қалпына келтірудің қай әдісі пайдаланылса да, азот оксидтері мен аминдердің түзілуін азайту үшін оңтайлы жану жағдайларын пайдалану қажет.Жану пештері пайдаланылған газдарды өңдеуге арналған тиісті құрылғылармен жабдықталуы керек.
Қазіргі уақытта полиуретанды көбік қалдықтарының едәуір мөлшері полигондарға шығарылады.Кейбір көбіктерді қайта өңдеу мүмкін емес, мысалы, тұқым себу ретінде пайдаланылатын полиуретанды көбік.Басқа пластмассалар сияқты, егер материал табиғи ортада әрқашан тұрақты болса, ол уақыт өте келе жинақталады және қоршаған ортаға қысым бар.Полиуретанды полиуретан қалдықтарын табиғи жағдайда ыдырату үшін адамдар биологиялық ыдырайтын полиуретанды шайырды жасай бастады.Мысалы, полиуретанды молекулалар құрамында көмірсулар, целлюлоза, лигнин немесе поликапролактон және басқа да биологиялық ыдырайтын қосылыстар бар.
Қайта өңдеу серпіні
2011 жылы Йель университетінің студенттері Эквадорда Pestalotiopsis microspora деп аталатын саңырауқұлақтарды тапқан кезде жаңалықтарға айналды.Саңырауқұлақ полиуретанды пластикті, тіпті ауасыз (анаэробты) ортада да сіңіріп, ыдыратуға қабілетті, бұл тіпті оны полигонның түбінде жұмыс істеуге мәжбүр етуі мүмкін.
Зерттеу сапарын басқарған профессор қысқа мерзімде нәтижелерден тым көп күтпеу керектігін ескерткенімен, пластик қалдықтарын кәдеге жаратудың жылдам, таза, жанама әсері жоқ және табиғи тәсілі идеясының тартымдылығын жоққа шығаруға болмайды. .
Бірнеше жылдан кейін LIVIN студиясының дизайнері Катарина Унгер Утрехт университетінің микробиология бөлімімен бірлесіп Fungi Mutarium деп аталатын жобаны іске қосты.
Олар жеуге болатын екі саңырауқұлақтың мицелийін (саңырауқұлақтардың желілік, қоректік бөлігі) пайдаланды, соның ішінде устрица саңырауқұлақтары мен шизофилла.Бірнеше айдың ішінде саңырауқұлақ жеуге жарамды AGAR тұқымының айналасында қалыпты өсу кезінде пластик қалдықтарын толығымен бұзды.Шамасы, пластмасса мицелийге арналған тағамға айналады.
Басқа зерттеушілер де бұл мәселемен жұмысты жалғастыруда.2017 жылы Дүниежүзілік агроорман орталығының ғалымы Сехрун Хан және оның командасы Пәкістанның Исламабад қаласындағы полигонда пластикті бұзатын тағы бір саңырауқұлақ Aspergillus tubingensis-ті тапты.
Саңырауқұлақ полиэфирлі полиуретанда екі ай ішінде көп мөлшерде өсіп, оны кішкене бөліктерге бөлуі мүмкін.
Иллинойс университетінің профессоры Стивен Циммерман жетекшілік ететін топ полиуретан қалдықтарын ыдыратып, оны басқа пайдалы өнімдерге айналдыру әдісін ойлап тапты.
Магистрант Эфраим Морадо полиуретан қалдықтары мәселесін полимерлерді химиялық жолмен қайта өңдеу арқылы шешуге үміттенеді.Дегенмен, полиуретандар өте тұрақты және ыдырауы қиын екі компоненттен жасалған: изоцианаттар және полиолдар.
Полиолдар негізгі болып табылады, өйткені олар мұнайдан алынады және оңай бұзылмайды.Бұл қиындықты болдырмау үшін топ оңай ыдырайтын және суда еритін ацетал химиялық бірлігін қабылдады.Бөлме температурасында үшхлорсірке қышқылымен және дихлорметанмен еріген полимерлердің ыдырау өнімдерін жаңа материалдарды алу үшін пайдалануға болады.Тұжырымдаманың дәлелі ретінде Морадо қаптамада және автомобиль бөлшектерінде кеңінен қолданылатын эластомерлерді желімдерге айналдыра алады.
Бірақ бұл жаңа қалпына келтіру әдісінің ең үлкен кемшілігі - бұл реакцияны жүзеге асыру үшін пайдаланылатын шикізаттың құны мен уыттылығы.Сондықтан, зерттеушілер қазіргі уақытта деградацияға арналған жұмсақ еріткіш (сірке суы сияқты) арқылы бірдей процеске жетудің жақсы және арзан жолын табуға тырысуда.
Кейбір корпоративтік әрекеттер
1. PUReSmart зерттеу жоспары
2. FOAM2FOAM жобасы
3. Tenglong Brilliant: Жаңадан пайда болған құрылыс материалдары үшін полиуретанды оқшаулау материалдарын қайта өңдеу
4. Adidas: толығымен қайта өңдеуге болатын жүгіру аяқ киімі
5. Salomon: Шаңғы етіктерін жасау үшін толық TPU кроссовкаларын қайта өңдеу
6. Коси: Чуанг айналмалы экономиканы ілгерілету үшін матрацтарды қайта өңдеу комитетімен ынтымақтасады
7. Неміс H&S компаниясы: губка матрацтарын өндіруге арналған полиуретанды көбікті спиртті өңдеу технологиясы
Жіберу уақыты: 30 тамыз 2023 ж