สถานะการรีไซเคิลของวัสดุโพลียูรีเทนในประเทศจีน
1 โรงงานผลิตโพลียูรีเทนจะผลิตเศษจำนวนมากทุกปี เนื่องจากมีความเข้มข้นค่อนข้างมากและรีไซเคิลได้ง่ายโรงงานส่วนใหญ่ใช้วิธีการรีไซเคิลทางกายภาพและทางเคมีเพื่อนำเศษวัสดุกลับมาใช้ใหม่
2. วัสดุโพลียูรีเทนเสียที่ผู้บริโภคใช้ยังไม่ได้รับการรีไซเคิลอย่างดีมีบางองค์กรที่เชี่ยวชาญด้านการบำบัดโพลียูรีเทนเสียในประเทศจีน แต่ส่วนใหญ่ส่วนใหญ่เป็นการเผาและการรีไซเคิลทางกายภาพ
3 มีมหาวิทยาลัยและสถาบันวิจัยหลายแห่งทั้งในและต่างประเทศที่มุ่งมั่นที่จะมองหาเทคโนโลยีการรีไซเคิลสารเคมีและชีวภาพโพลียูรีเทน เผยแพร่ผลการศึกษาบางประการแต่เมื่อนำไปใช้ในวงกว้างจริงๆ แล้ว H&S ของเยอรมนีก็เป็นหนึ่งในนั้น
4 การจำแนกประเภทขยะในประเทศของจีนเพิ่งเริ่มต้น และการจำแนกประเภทของวัสดุโพลียูรีเทนขั้นสุดท้ายค่อนข้างต่ำ และเป็นเรื่องยากสำหรับองค์กรต่างๆ ที่จะได้รับโพลียูรีเทนของเสียต่อไปเพื่อการรีไซเคิลและการใช้งานในภายหลังการจัดหาวัสดุเหลือทิ้งที่ไม่แน่นอนทำให้องค์กรดำเนินการได้ยาก
5. ไม่มีมาตรฐานการชาร์จที่ชัดเจนสำหรับการรีไซเคิลและบำบัดขยะขนาดใหญ่ตัวอย่างเช่น ที่นอนที่ทำจากโพลียูรีเทน ฉนวนตู้เย็น ฯลฯ ด้วยการปรับปรุงนโยบายและห่วงโซ่อุตสาหกรรม องค์กรรีไซเคิลสามารถรับรายได้จำนวนมาก
6. Huntsman คิดค้นวิธีการรีไซเคิลขวดพลาสติก PET หลังจากผ่านกระบวนการแปรรูปที่เข้มงวดหลายครั้ง ในหน่วยปฏิกิริยาเคมีกับปฏิกิริยาวัตถุดิบอื่น ๆ เพื่อผลิตผลิตภัณฑ์โพลีออลโพลีเอสเตอร์ ส่วนผสมของผลิตภัณฑ์มากถึง 60% จากขวดพลาสติก PET รีไซเคิล และโพลีเอสเตอร์ โพลีออลใช้ในการผลิตวัสดุโพลียูรีเทนซึ่งเป็นหนึ่งในวัตถุดิบที่สำคัญปัจจุบัน Huntsman สามารถรีไซเคิลขวดพลาสติก PET ขนาด 500 มล. ได้อย่างมีประสิทธิภาพจำนวน 1 พันล้านขวดต่อปี และในช่วงห้าปีที่ผ่านมา ขวดพลาสติก PET รีไซเคิลจำนวน 5 พันล้านขวดได้ถูกเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์โพลิออลจำนวน 130,000 ตันสำหรับการผลิตวัสดุฉนวนโพลียูรีเทน
การรีไซเคิลทางกายภาพ
วิธีนี้เป็นเทคโนโลยีรีไซเคิลที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดโฟมโพลียูรีเทนเนื้อนุ่มถูกบดให้เป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยหลายเซนติเมตรด้วยเครื่องบด และพ่นกาวโพลียูรีเทนปฏิกิริยาในเครื่องผสมกาวที่ใช้โดยทั่วไปจะเป็นส่วนผสมของโฟมโพลียูรีเทนหรือพรีโพลีเมอร์ที่ใช้ NCO ที่เป็นส่วนประกอบของโพลีฟีนิล โพลีเมทิลีน โพลีไอโซไซยาเนต (PAPI)เมื่อใช้กาวที่ใช้ PAPI ในการติดและการขึ้นรูป ก็สามารถผสมไอน้ำเข้าไปได้ ในกระบวนการเชื่อมโพลียูรีเทนเสีย ให้เติมโพลียูรีเทนเสีย 90% กาว 10% ผสมให้เข้ากัน คุณยังสามารถเพิ่มส่วนหนึ่งของสีย้อมได้ จากนั้นจึงดันส่วนผสม
โฟมอ่อนโพลียูรีเทนแบบเทอร์โมเซตติงและผลิตภัณฑ์โพลียูรีเทน RIM มีความเป็นพลาสติกอ่อนตัวจากความร้อนในระดับหนึ่งในช่วงอุณหภูมิ 100-200°Cภายใต้อุณหภูมิสูงและความดันสูง โพลียูรีเทนเสียสามารถเชื่อมเข้าด้วยกันได้โดยไม่ต้องใช้กาวใดๆเพื่อให้ผลิตภัณฑ์รีไซเคิลมีความสม่ำเสมอมากขึ้น ของเสียมักจะถูกบดอัด จากนั้นให้ความร้อนและอัดแรงดัน
โฟมนุ่มโพลียูรีเทนสามารถเปลี่ยนเป็นอนุภาคละเอียดได้โดยการบดหรือกระบวนการบดด้วยอุณหภูมิต่ำ และการกระจายตัวของอนุภาคนี้จะถูกเพิ่มลงในโพลีออลซึ่งใช้ในการผลิตโฟมโพลียูรีเทนหรือผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ไม่เพียงแต่เพื่อนำวัสดุโพลียูรีเทนของเสียกลับมาใช้ใหม่ แต่ยัง อีกทั้งยังสามารถลดต้นทุนของผลิตภัณฑ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพปริมาณผงที่บดแล้วในโฟมโพลียูรีเทนแบบอ่อนที่บ่มด้วยความเย็นที่ใช้ MDI นั้นถูกจำกัดอยู่ที่ 15% และสามารถเพิ่มผงที่บดแล้วได้สูงสุด 25% ลงในโฟมที่บ่มด้วยความร้อนที่ใช้ TDI
การรีไซเคิลสารเคมี
การไฮโดรไลซิสของไดออลเป็นวิธีการกู้คืนสารเคมีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายวิธีหนึ่งในการปรากฏตัวของไดออลโมเลกุลขนาดเล็ก (เช่นเอทิลีนไกลคอล, โพรพิลีนไกลคอล, ไดเอทิลีนไกลคอล) และตัวเร่งปฏิกิริยา (เอมีนระดับอุดมศึกษา, แอลกอฮอล์เอมีนหรือสารประกอบออร์กาโนเมทัลลิก), โพลียูรีเทน (โฟม, อีลาสโตเมอร์, ผลิตภัณฑ์ RIM ฯลฯ ) จะถูกทำให้เป็นแอลกอฮอล์ที่อุณหภูมิประมาณ 200°C เป็นเวลาหลายชั่วโมงเพื่อให้ได้โพลิออลที่สร้างใหม่โพลิออลรีไซเคิลสามารถผสมกับโพลิออลสดเพื่อผลิตวัสดุโพลียูรีเทนได้
โฟมโพลียูรีเทนสามารถเปลี่ยนเป็นโพลีออลอ่อนเริ่มต้นและโพลีออลแข็งได้โดยการอะมิเนชันอะโมไลซิสเป็นกระบวนการที่โฟมโพลียูรีเทนทำปฏิกิริยากับเอมีนระหว่างแรงดันและความร้อนเอมีนที่ใช้ ได้แก่ ไดบิวทิลเอมีน เอทานอลเอมีน แลคแทมหรือแลคแทมผสมกัน และสามารถทำปฏิกิริยาได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 150 องศาเซลเซียส ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายไม่จำเป็นต้องทำให้โฟมโพลียูรีเทนที่เตรียมไว้โดยตรงบริสุทธิ์ และสามารถเปลี่ยนโพลียูรีเทนที่เตรียมจากของเดิมได้อย่างสมบูรณ์ โพลิออล
ดาว เคมิคอล เปิดตัวกระบวนการนำสารเคมีกลับมาใช้ไฮโดรไลซิสเอมีนกระบวนการประกอบด้วยสองขั้นตอน: โพลียูรีเทนของเสียจะถูกย่อยสลายเป็นอะมิโนเอสเตอร์ ยูเรีย เอมีน และโพลิออลที่มีความเข้มข้นสูงโดยอัลคิโลลามีนและตัวเร่งปฏิกิริยาจากนั้นจะทำปฏิกิริยาอัลคิเลชันเพื่อกำจัดอะโรมาติกเอมีนในวัสดุที่นำกลับมาใช้ใหม่ และได้โพลีออลที่มีประสิทธิภาพดีและมีสีอ่อนวิธีการนี้สามารถนำโฟมโพลียูรีเทนกลับมาใช้ใหม่ได้หลายชนิด และโพลีออลที่นำกลับมาใช้ใหม่สามารถใช้กับวัสดุโพลียูรีเทนหลายชนิดได้นอกจากนี้บริษัทยังใช้กระบวนการรีไซเคิลทางเคมีเพื่อให้ได้โพลีออลรีไซเคิลจากชิ้นส่วน RRIM ซึ่งสามารถนำกลับมาใช้ซ้ำเพื่อปรับปรุงชิ้นส่วน RIM ได้มากถึง 30%
วิธีการไฮโดรไลซิส - โซเดียมไฮดรอกไซด์สามารถใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสเพื่อสลายฟองโพลียูรีเทนและฟองแข็งเพื่อผลิตโพลีออลและเอมีนตัวกลาง ซึ่งใช้เป็นวัตถุดิบรีไซเคิล
อัลคาโลไลซิส: โพลีอีเทอร์และไฮดรอกไซด์ของโลหะอัลคาไลถูกใช้เป็นสารสลายตัว และคาร์บอเนตจะถูกกำจัดออกหลังการสลายตัวของโฟมเพื่อนำโพลีออลและไดเอมีนอะโรมาติกกลับมาใช้ใหม่
กระบวนการรวมแอลกอฮอล์และอะโมไลซิส - โพลิอีเทอร์โพลิออล โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ และไดเอมีนถูกใช้เป็นสารสลายตัว และของแข็งคาร์บอเนตจะถูกกำจัดออกเพื่อให้ได้โพลีออลโพลิออลและไดเอมีนการสลายตัวของฟองแข็งไม่สามารถแยกออกได้ แต่โพลิอีเทอร์ที่ได้จากปฏิกิริยาของโพรพิลีนออกไซด์สามารถนำมาใช้โดยตรงเพื่อสร้างฟองแข็งได้ข้อดีของวิธีนี้คืออุณหภูมิในการสลายตัวต่ำ (60~160°C) เวลาอันสั้น และมีโฟมสลายตัวจำนวนมาก
กระบวนการแอลกอฮอล์ฟอสฟอรัส - polyether polyols และ halogenated ฟอสเฟตเอสเตอร์เป็นตัวแทนการสลายตัว ผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวคือ polyether polyols และแอมโมเนียมฟอสเฟตที่เป็นของแข็ง แยกได้ง่าย
Reqra บริษัทรีไซเคิลสัญชาติเยอรมัน ส่งเสริมเทคโนโลยีการรีไซเคิลขยะโพลียูรีเทนต้นทุนต่ำสำหรับการรีไซเคิลขยะรองเท้าโพลียูรีเทนในเทคโนโลยีรีไซเคิลนี้ ของเสียจะถูกบดเป็นอนุภาคขนาด 10 มม. ก่อน จากนั้นให้ความร้อนในเครื่องปฏิกรณ์ด้วยสารช่วยกระจายตัวเพื่อทำให้กลายเป็นของเหลว และสุดท้ายจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่เพื่อให้ได้โพลิออลเหลว
วิธีการสลายตัวของฟีนอล - ญี่ปุ่นจะทิ้งโฟมนุ่มโพลียูรีเทนที่บดและผสมกับฟีนอล ให้ความร้อนภายใต้สภาวะที่เป็นกรด พันธะคาร์บาเมตแตกรวมกับกลุ่มฟีนอลไฮดรอกซิล จากนั้นทำปฏิกิริยากับฟอร์มาลดีไฮด์เพื่อผลิตเรซินฟีนอล เพิ่มเฮกซาเมทิลีนเตตรามีนเพื่อทำให้แข็งตัวได้ เตรียมด้วยความแข็งแรงและความเหนียวที่ดีผลิตภัณฑ์ฟีนอลิกเรซินทนความร้อนได้ดีเยี่ยม
ไพโรไลซิส - ฟองนุ่มโพลียูรีเทนสามารถสลายตัวได้ที่อุณหภูมิสูงภายใต้สภาวะแอโรบิกหรือไร้ออกซิเจนเพื่อให้ได้สารที่มีน้ำมัน และโพลิออลสามารถได้รับโดยการแยก
การนำความร้อนกลับคืนและการบำบัดฝังกลบ
การนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่จากขยะโพลียูรีเทนเป็นเทคโนโลยีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและมีคุณค่าทางเศรษฐกิจมากกว่าคณะกรรมการรีไซเคิลโพลียูรีเทนของอเมริกากำลังดำเนินการทดลองโดยเติมโฟมโพลียูรีเทนแบบนิ่ม 20% ลงในเตาเผาขยะมูลฝอยผลการวิจัยพบว่าเถ้าที่ตกค้างและการปล่อยก๊าซเรือนกระจกยังคงเป็นไปตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมที่ระบุ และความร้อนที่ปล่อยออกมาหลังจากเติมโฟมที่เหลือทิ้งช่วยลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลได้อย่างมากในยุโรป ประเทศต่างๆ เช่น สวีเดน สวิตเซอร์แลนด์ เยอรมนี และเดนมาร์ก กำลังทดลองเทคโนโลยีที่ใช้พลังงานที่ได้รับจากการเผาขยะประเภทโพลียูรีเทนเพื่อผลิตไฟฟ้าและความร้อน
โฟมโพลียูรีเทนสามารถบดเป็นผงได้ ไม่ว่าจะเดี่ยวๆ หรือบดร่วมกับพลาสติกเหลือใช้อื่นๆ เพื่อทดแทนผงถ่านละเอียดและเผาในเตาเผาเพื่อนำพลังงานความร้อนกลับมาใช้ใหม่ประสิทธิภาพการเผาไหม้ของปุ๋ยโพลียูรีเทนสามารถปรับปรุงได้ด้วยผงไมโคร
ในกรณีที่ไม่มีออกซิเจน อุณหภูมิสูง ความดันสูงและตัวเร่งปฏิกิริยา โฟมโพลียูรีเทนและอีลาสโตเมอร์ชนิดอ่อนสามารถถูกสลายตัวด้วยความร้อนเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ก๊าซและน้ำมันน้ำมันจากการสลายตัวเนื่องจากความร้อนที่เกิดขึ้นจะมีโพลิออลอยู่บ้าง ซึ่งได้รับการทำให้บริสุทธิ์และสามารถใช้เป็นวัตถุดิบตั้งต้นได้ แต่โดยทั่วไปมักใช้เป็นน้ำมันเชื้อเพลิงวิธีนี้เหมาะสำหรับการรีไซเคิลขยะผสมกับพลาสติกชนิดอื่นอย่างไรก็ตาม การสลายตัวของไนโตรเจนโพลีเมอร์ เช่น โพลียูรีเทนโฟม อาจทำให้ตัวเร่งปฏิกิริยาเสื่อมคุณภาพได้จนถึงขณะนี้แนวทางนี้ยังไม่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง
เนื่องจากโพลียูรีเทนเป็นโพลีเมอร์ที่มีไนโตรเจน ไม่ว่าจะใช้วิธีการนำการเผาไหม้กลับมาใช้ใหม่ใดก็ตาม สภาวะการเผาไหม้ที่เหมาะสมจะต้องถูกนำมาใช้เพื่อลดการสร้างไนโตรเจนออกไซด์และเอมีนเตาเผาไหม้จำเป็นต้องติดตั้งอุปกรณ์บำบัดก๊าซไอเสียที่เหมาะสม
ปัจจุบันมีขยะโพลียูรีเทนโฟมจำนวนมากถูกกำจัดในหลุมฝังกลบโฟมบางชนิดไม่สามารถรีไซเคิลได้ เช่น โฟมโพลียูรีเทนที่ใช้เป็นแปลงเพาะเมล็ดเช่นเดียวกับพลาสติกอื่นๆ หากวัสดุมีความเสถียรอยู่เสมอในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ มันก็จะสะสมเมื่อเวลาผ่านไป และมีความกดดันต่อสิ่งแวดล้อมเพื่อที่จะย่อยสลายขยะโพลียูรีเทนจากหลุมฝังกลบภายใต้สภาพธรรมชาติ ผู้คนได้เริ่มพัฒนาเรซินโพลียูรีเทนที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพตัวอย่างเช่น โมเลกุลโพลียูรีเทนประกอบด้วยคาร์โบไฮเดรต เซลลูโลส ลิกนินหรือโพลีคาโปรแลกโตน และสารประกอบที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพอื่นๆ
ความก้าวหน้าของการรีไซเคิล
ในปี 2011 นักศึกษามหาวิทยาลัยเยลได้พาดหัวข่าวเมื่อพวกเขาค้นพบเชื้อราที่เรียกว่า Pestalotiopsis microspora ในเอกวาดอร์เชื้อราสามารถย่อยและสลายพลาสติกโพลียูรีเทนได้ แม้ในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากอากาศ (ไร้อากาศ) ซึ่งอาจทำให้มันทำงานได้ที่ด้านล่างของหลุมฝังกลบ
ในขณะที่ศาสตราจารย์ที่เป็นผู้นำทัวร์วิจัยเตือนไม่ให้คาดหวังมากเกินไปจากผลการวิจัยในระยะสั้น แต่ก็ปฏิเสธไม่ได้ว่าแนวคิดนี้มีวิธีกำจัดขยะพลาสติกที่รวดเร็ว สะอาดกว่า ไร้ผลข้างเคียง และเป็นธรรมชาติมากขึ้น .
ไม่กี่ปีต่อมา นักออกแบบ Katharina Unger จาก LIVIN Studio ร่วมมือกับแผนกจุลชีววิทยาของมหาวิทยาลัย Utrecht เพื่อเปิดตัวโครงการชื่อ Fungi Mutarium
พวกเขาใช้ไมซีเลียม (ส่วนที่เป็นเส้นตรงและมีคุณค่าทางโภชนาการของเห็ด) ของเห็ดที่กินได้ทั่วไป 2 ชนิด รวมถึงเห็ดนางรมและสคิโซฟิลลาในช่วงเวลาหลายเดือน เชื้อราจะย่อยสลายเศษพลาสติกอย่างสมบูรณ์ในขณะที่เติบโตตามปกติรอบๆ ฝักของ AGAR ที่กินได้เห็นได้ชัดว่าพลาสติกกลายเป็นของว่างสำหรับไมซีเลียม
นักวิจัยคนอื่นๆ ก็ยังคงดำเนินการแก้ไขปัญหานี้ต่อไปในปี 2017 Sehroon Khan นักวิทยาศาสตร์จาก World Agroforestry Center และทีมงานของเขาได้ค้นพบเชื้อราที่ย่อยสลายพลาสติกอีกชนิดหนึ่งคือ Aspergillus tubingensis ในหลุมฝังกลบในกรุงอิสลามาบัด ประเทศปากีสถาน
เชื้อราสามารถเติบโตได้เป็นจำนวนมากในโพลีเอสเตอร์โพลียูรีเทนภายในสองเดือนและแตกออกเป็นชิ้นเล็กๆ
ทีมงานที่มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ นำโดยศาสตราจารย์สตีเวน ซิมเมอร์แมน ได้พัฒนาวิธีการย่อยสลายขยะโพลียูรีเทนและเปลี่ยนให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์อื่นๆ
นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Ephraim Morado หวังที่จะแก้ปัญหาขยะโพลียูรีเทนโดยการนำโพลีเมอร์ที่นำกลับมาใช้ใหม่ทางเคมีอย่างไรก็ตาม โพลียูรีเทนมีความเสถียรสูงและผลิตจากส่วนประกอบ 2 ชนิดที่ย่อยสลายได้ยาก: ไอโซไซยาเนตและโพลิออล
โพลีออลมีความสำคัญเนื่องจากได้มาจากปิโตรเลียมและไม่ย่อยสลายง่ายเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ ทีมงานจึงนำหน่วยอะซีตัลที่เป็นสารเคมีซึ่งสามารถย่อยสลายได้ง่ายกว่าและละลายน้ำได้ผลิตภัณฑ์จากการย่อยสลายของโพลีเมอร์ที่ละลายด้วยกรดไตรคลอโรอะซิติกและไดคลอโรมีเทนที่อุณหภูมิห้องสามารถนำมาใช้ในการผลิตวัสดุใหม่ได้เพื่อเป็นการพิสูจน์แนวคิด Morado สามารถเปลี่ยนอีลาสโตเมอร์ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในบรรจุภัณฑ์และชิ้นส่วนยานยนต์ให้เป็นกาวได้
แต่ข้อเสียเปรียบที่ใหญ่ที่สุดของวิธีการกู้คืนแบบใหม่นี้คือต้นทุนและความเป็นพิษของวัตถุดิบที่ใช้ในการทำปฏิกิริยาดังนั้น ปัจจุบันนักวิจัยจึงพยายามหาวิธีที่ดีกว่าและถูกกว่าเพื่อให้บรรลุกระบวนการเดียวกันโดยใช้ตัวทำละลายชนิดอ่อน (เช่น น้ำส้มสายชู) ในการย่อยสลาย
ความพยายามบางอย่างขององค์กร
1. แผนการวิจัย PUReSmart
2.โครงการ FOAM2FOAM
3. Tenglong Brilliant: การรีไซเคิลวัสดุฉนวนโพลียูรีเทนสำหรับวัสดุก่อสร้างที่เกิดขึ้นใหม่
4. Adidas: รองเท้าวิ่งที่รีไซเคิลได้ทั้งหมด
5. Salomon: รีไซเคิลรองเท้าผ้าใบ TPU แบบเต็มตัวเพื่อผลิตรองเท้าสกี
6. Cosi: Chuang ร่วมมือกับคณะกรรมการรีไซเคิลที่นอนเพื่อส่งเสริมเศรษฐกิจหมุนเวียน
7. บริษัท H&S ของเยอรมัน: เทคโนโลยีโพลียูรีเทนโฟมแอลกอฮอล์สำหรับการผลิตที่นอนฟองน้ำ
เวลาโพสต์: 30 ส.ค.-2023