Status daur ulang bahan poliuretan di Tiongkok
1, pabrik produksi poliuretan akan menghasilkan sejumlah besar sisa setiap tahun, karena relatif terkonsentrasi, mudah didaur ulang.Sebagian besar pabrik menggunakan metode daur ulang fisik dan kimia untuk memulihkan dan menggunakan kembali bahan bekas.
2. Limbah bahan poliuretan yang digunakan konsumen belum didaur ulang dengan baik.Ada beberapa perusahaan yang mengkhususkan diri dalam pengolahan limbah poliuretan di Tiongkok, tetapi kebanyakan dari mereka terutama melakukan pembakaran dan daur ulang fisik.
3, terdapat banyak universitas dan lembaga penelitian di dalam dan luar negeri, yang berkomitmen untuk mencari teknologi daur ulang bahan kimia dan biologi poliuretan, menerbitkan hasil akademis tertentu.Namun hanya sedikit orang yang benar-benar menerapkannya dalam skala besar, H&S Jerman adalah salah satunya.
4, klasifikasi limbah domestik Tiongkok baru saja dimulai, dan klasifikasi akhir bahan poliuretan relatif rendah, dan sulit bagi perusahaan untuk terus memperoleh limbah poliuretan untuk daur ulang dan pemanfaatan selanjutnya.Pasokan bahan limbah yang tidak stabil menyulitkan perusahaan untuk beroperasi.
5. Tidak ada standar pungutan yang jelas untuk daur ulang dan pengolahan limbah berukuran besar.Misalnya kasur yang terbuat dari poliuretan, insulasi lemari es, dll., dengan perbaikan kebijakan dan rantai industri, perusahaan daur ulang dapat memperoleh pendapatan yang cukup besar.
6, Huntsman menemukan metode untuk mendaur ulang botol plastik PET, setelah melalui sejumlah proses pemrosesan yang ketat, di unit reaksi kimia dengan reaksi bahan baku lainnya untuk menghasilkan produk poliester poliol, bahan produk hingga 60% dari botol plastik PET daur ulang, dan poliester poliol digunakan untuk memproduksi bahan poliuretan salah satu bahan baku penting.Saat ini, Huntsman dapat secara efektif mendaur ulang 1 miliar botol plastik PET berukuran 500ml per tahun, dan dalam lima tahun terakhir, 5 miliar botol plastik PET daur ulang telah diubah menjadi 130.000 ton produk poliol untuk produksi bahan insulasi poliuretan.
Daur Ulang Fisik
Metode ini merupakan teknologi daur ulang yang paling banyak digunakan.Busa poliuretan lunak dihaluskan menjadi pecahan beberapa sentimeter dengan penghancur, dan perekat poliuretan reaktif disemprotkan ke dalam mixer.Perekat yang digunakan umumnya adalah kombinasi busa poliuretan atau prapolimer terminal berbasis NCO berdasarkan polifenil polimetilen poliisosianat (PAPI).Jika perekat berbahan dasar PAPI digunakan untuk merekatkan dan membentuk, pencampuran uap juga dapat dilakukan. Dalam proses pengikatan limbah poliuretan, tambahkan 90% limbah poliuretan, 10% perekat, aduk rata, Anda juga dapat menambahkan sebagian pewarna, dan kemudian memberi tekanan pada campuran.
Busa lunak poliuretan termoset dan produk poliuretan RIM memiliki tingkat plastisitas pelunakan termal tertentu pada kisaran suhu 100-200℃.Di bawah suhu tinggi dan tekanan tinggi, limbah poliuretan dapat direkatkan tanpa perekat apa pun.Untuk membuat produk daur ulang lebih seragam, sampah sering kali dihancurkan lalu dipanaskan dan diberi tekanan.
Busa lunak poliuretan dapat diubah menjadi partikel halus melalui proses penggilingan atau penggilingan suhu rendah, dan dispersi partikel ini ditambahkan ke poliol, yang digunakan untuk memproduksi busa poliuretan atau produk lainnya, tidak hanya untuk memulihkan bahan limbah poliuretan, tetapi juga juga untuk secara efektif mengurangi biaya produk.Kandungan bubuk bubuk dalam busa poliuretan lunak pengawetan dingin berbasis MDI dibatasi hingga 15%, dan maksimal 25% bubuk bubuk dapat ditambahkan ke busa pengawet panas berbasis TDI.
Daur Ulang Bahan Kimia
Hidrolisis diol adalah salah satu metode pemulihan kimia yang paling banyak digunakan.Dengan adanya diol molekul kecil (seperti etilen glikol, propilen glikol, dietilen glikol) dan katalis (amina tersier, alkoholamina atau senyawa organologam), poliuretan (busa, elastomer, produk RIM, dll.) dialkoholkan pada suhu sekitar 200 °C selama beberapa jam untuk mendapatkan poliol yang diregenerasi.Poliol daur ulang dapat dicampur dengan poliol segar untuk pembuatan bahan poliuretan.
Busa poliuretan dapat diubah menjadi poliol lunak awal dan poliol keras melalui aminasi.Amolisis adalah proses di mana busa poliuretan bereaksi dengan amina selama tekanan dan pemanasan.Amina yang digunakan meliputi dibutilamin, etanolamin, laktam atau campuran laktam, dan reaksi dapat dilakukan pada suhu di bawah 150 ° C. Produk akhir tidak memerlukan pemurnian busa poliuretan yang dibuat langsung dan dapat sepenuhnya menggantikan poliuretan yang dibuat dari busa asli. poliol.
Dow Chemical telah memperkenalkan proses pemulihan kimia hidrolisis amina.Prosesnya terdiri dari dua langkah: limbah poliuretan didekomposisi menjadi aminoester terdispersi konsentrasi tinggi, urea, amina dan poliol oleh alkilolamin dan katalis;Kemudian reaksi alkilasi dilakukan untuk menghilangkan amina aromatik dalam bahan yang diperoleh kembali, dan diperoleh poliol dengan kinerja yang baik dan warna terang.Metode ini dapat memulihkan berbagai jenis busa poliuretan, dan poliol yang diperoleh kembali dapat digunakan dalam berbagai jenis bahan poliuretan.Perusahaan juga menggunakan proses daur ulang bahan kimia untuk memperoleh poliol daur ulang dari suku cadang RRIM, yang dapat digunakan kembali untuk menyempurnakan suku cadang RIM hingga 30%.
Metode hidrolisis - Natrium hidroksida dapat digunakan sebagai katalis hidrolisis untuk menguraikan gelembung lunak poliuretan dan gelembung keras untuk menghasilkan zat antara poliol dan amina, yang digunakan sebagai bahan baku daur ulang.
Alkalolisis: polieter dan logam alkali hidroksida digunakan sebagai bahan pengurai, dan karbonat dihilangkan setelah penguraian busa untuk memperoleh kembali poliol dan diamina aromatik.
Proses penggabungan alkoholisis dan amolisis -- polieter poliol, kalium hidroksida, dan diamina digunakan sebagai zat pengurai, dan padatan karbonat dihilangkan untuk memperoleh polieter poliol dan diamina.Penguraian gelembung keras tidak dapat dipisahkan, tetapi polieter yang diperoleh dari reaksi propilen oksida dapat langsung digunakan untuk membuat gelembung keras.Keuntungan dari metode ini adalah suhu dekomposisi yang rendah (60~160℃), waktu yang singkat dan jumlah busa dekomposisi yang banyak.
Proses alkohol fosfor - polieter poliol dan ester fosfat halogenasi sebagai zat pengurai, produk penguraian adalah polieter poliol dan padatan amonium fosfat, pemisahan mudah.
Reqra, sebuah perusahaan daur ulang Jerman, mempromosikan teknologi daur ulang limbah poliuretan berbiaya rendah untuk mendaur ulang limbah sepatu poliuretan.Dalam teknologi daur ulang ini, limbah pertama-tama dihancurkan menjadi partikel berukuran 10 mm, dipanaskan dalam reaktor dengan dispersan hingga mencair, dan terakhir diolah kembali untuk mendapatkan poliol cair.
Metode dekomposisi fenol - Jepang akan menghancurkan busa lunak poliuretan yang dihancurkan dan dicampur dengan fenol, dipanaskan dalam kondisi asam, ikatan karbamat diputus, dikombinasikan dengan gugus fenol hidroksil, dan kemudian bereaksi dengan formaldehida untuk menghasilkan resin fenolik, tambahkan heksametilenatetramina untuk memadatkannya, dapat disiapkan dengan kekuatan dan ketangguhan yang baik, produk resin fenolik tahan panas yang sangat baik.
Pirolisis - gelembung lunak poliuretan dapat terurai pada suhu tinggi dalam kondisi aerobik atau anaerobik untuk memperoleh zat berminyak, dan poliol dapat diperoleh dengan pemisahan.
Pemulihan panas dan pengolahan TPA
Pemanfaatan energi dari limbah poliuretan merupakan teknologi yang lebih ramah lingkungan dan bernilai ekonomis.Dewan Daur Ulang Poliuretan Amerika sedang melakukan percobaan di mana 20% limbah busa lunak poliuretan ditambahkan ke insinerator limbah padat.Hasilnya menunjukkan bahwa abu sisa dan emisi masih dalam persyaratan lingkungan yang ditentukan, dan panas yang dilepaskan setelah penambahan busa limbah sangat menghemat konsumsi bahan bakar fosil.Di Eropa, negara-negara seperti Swedia, Swiss, Jerman dan Denmark juga bereksperimen dengan teknologi yang menggunakan energi yang diperoleh dari pembakaran limbah jenis poliuretan untuk menghasilkan listrik dan pemanas panas.
Busa poliuretan dapat digiling menjadi bubuk, baik sendiri atau bersama limbah plastik lainnya, untuk menggantikan bubuk arang halus dan dibakar dalam tungku untuk memulihkan energi panas.Efisiensi pembakaran pupuk poliuretan dapat ditingkatkan dengan bubuk mikro.
Dengan tidak adanya oksigen, suhu tinggi, tekanan tinggi dan katalis, busa poliuretan lunak dan elastomer dapat terurai secara termal untuk menghasilkan produk gas dan minyak.Minyak dekomposisi termal yang dihasilkan mengandung beberapa poliol, yang dimurnikan dan dapat digunakan sebagai bahan baku, tetapi umumnya digunakan sebagai bahan bakar minyak.Cara ini cocok untuk mendaur ulang sampah yang bercampur dengan plastik lainnya.Namun, dekomposisi polimer nitrogen seperti busa poliuretan dapat menurunkan katalis.Sejauh ini pendekatan ini belum diadopsi secara luas.
Karena poliuretan adalah polimer yang mengandung nitrogen, apa pun metode pemulihan pembakaran yang digunakan, kondisi pembakaran yang optimal harus digunakan untuk mengurangi pembentukan nitrogen oksida dan amina.Tungku pembakaran perlu dilengkapi dengan perangkat pengolahan gas buang yang sesuai.
Sejumlah besar limbah busa poliuretan saat ini dibuang ke tempat pembuangan sampah.Beberapa busa tidak dapat didaur ulang, seperti busa poliuretan yang digunakan sebagai persemaian.Seperti halnya plastik lainnya, jika bahannya selalu stabil di lingkungan alaminya, lama kelamaan akan terakumulasi dan menimbulkan tekanan terhadap lingkungan.Untuk menguraikan limbah poliuretan TPA dalam kondisi alami, masyarakat telah mulai mengembangkan resin poliuretan yang dapat terbiodegradasi.Misalnya, molekul poliuretan mengandung karbohidrat, selulosa, lignin atau polikaprolakton dan senyawa biodegradable lainnya.
Terobosan Daur Ulang
Pada tahun 2011, mahasiswa Universitas Yale menjadi berita utama ketika mereka menemukan jamur bernama Pestalotiopsis microspora di Ekuador.Jamur ini mampu mencerna dan memecah plastik poliuretan, bahkan di lingkungan bebas udara (anaerobik), yang bahkan dapat membuatnya bekerja di dasar tempat pembuangan sampah.
Meskipun profesor yang memimpin tur penelitian tersebut memperingatkan agar tidak berharap terlalu banyak pada temuan ini dalam jangka pendek, tidak dapat disangkal bahwa gagasan mengenai cara membuang sampah plastik yang lebih cepat, lebih bersih, bebas efek samping, dan lebih alami tidak dapat disangkal. .
Beberapa tahun kemudian, desainer Katharina Unger dari LIVIN Studio berkolaborasi dengan departemen mikrobiologi Universitas Utrecht meluncurkan proyek bernama Fungi Mutarium.
Mereka menggunakan miselium (bagian linier dan bergizi dari jamur) dari dua jamur umum yang dapat dimakan, termasuk jamur tiram dan schizophylla.Selama beberapa bulan, jamur tersebut benar-benar mendegradasi sampah plastik dan tumbuh secara normal di sekitar buah AGAR yang dapat dimakan.Ternyata, plastik menjadi camilan bagi miselium.
Peneliti lain juga terus meneliti masalah ini.Pada tahun 2017, Sehroon Khan, ilmuwan di World Agroforestry Center, dan timnya menemukan jamur pengurai plastik lainnya, Aspergillus tubingensis, di tempat pembuangan sampah di Islamabad, Pakistan.
Jamur dapat tumbuh dalam jumlah besar pada poliester poliuretan dalam waktu dua bulan dan memecahnya menjadi potongan-potongan kecil.
Sebuah tim di Universitas Illinois, yang dipimpin oleh Profesor Steven Zimmerman, telah mengembangkan cara untuk memecah limbah poliuretan dan mengubahnya menjadi produk bermanfaat lainnya.
Mahasiswa pascasarjana Ephraim Morado berharap dapat memecahkan masalah limbah poliuretan dengan menggunakan kembali polimer secara kimia.Namun, poliuretan sangat stabil dan terbuat dari dua komponen yang sulit terurai: isosianat dan poliol.
Poliol adalah kuncinya karena berasal dari minyak bumi dan tidak mudah terurai.Untuk menghindari kesulitan ini, tim mengadopsi unit kimia asetal yang lebih mudah terdegradasi dan larut dalam air.Produk degradasi polimer terlarut dengan asam trikloroasetat dan diklorometana pada suhu kamar dapat digunakan untuk menghasilkan bahan baru.Sebagai bukti konsepnya, Morado mampu mengubah elastomer yang banyak digunakan pada kemasan dan suku cadang otomotif menjadi perekat.
Namun kelemahan terbesar dari metode pemulihan baru ini adalah biaya dan toksisitas bahan mentah yang digunakan untuk melakukan reaksi.Oleh karena itu, para peneliti saat ini mencoba menemukan cara yang lebih baik dan lebih murah untuk mencapai proses yang sama dengan menggunakan pelarut ringan (seperti cuka) untuk degradasi.
Beberapa upaya perusahaan
1. Rencana penelitian PUReSmart
2. Proyek FOAM2FOAM
3. Tenglong Brilliant: Mendaur ulang bahan isolasi poliuretan untuk bahan bangunan baru
4. Adidas: Sepatu lari yang sepenuhnya dapat didaur ulang
5. Salomon: Mendaur ulang sepatu kets TPU untuk membuat sepatu ski
6. Cosi: Chuang bekerja sama dengan Komite Daur Ulang Kasur untuk mempromosikan ekonomi sirkular
7. Perusahaan H&S Jerman: Teknologi alkoholisis busa poliuretan untuk pembuatan kasur spons
Waktu posting: 30 Agustus-2023