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廢料回收:聚氨酯材料回收有講究

變寶網11月11日訊

聚氨酯產品近來越來越受到人們的青睞,比如生活中我們使用的床墊、地毯,以及目前在汽車產業中也被廣泛應用。聚氨酯(PU)全名為聚氨甲基酸酯,屬于高分子化合物,可分為聚酯和聚醚兩種類型,可制成聚氨酯塑料(以泡沫塑料為主)、聚氨酯纖維(氨綸)以及聚氨酯橡膠和彈性體,并總體分為熱固和熱塑性兩大類。

大部分聚氨酯材料屬于熱固性,如軟質、硬質及半硬質聚氨酯泡沫塑料,還有用于汽車部件等制造的反應注射成型(RIM)聚氨酯彈性體。這類聚氨酯材料與熱塑性聚氨酯材料全然不同,很難通過熔融造粒混入新料中使用,目前回收后多通過焚燒、填埋等方式進行處理,對環境的影響較大。近來通過科研人員的探索,聚氨酯回收方法也豐富起來,今天小編簡單為您介紹一下關于聚氨酯的回收方法:

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聚氨酯材料的回收方法

物理回收

·黏結成型

通過粉碎機,將聚氨酯泡沫粉碎成數厘米的碎片,并噴灑反應型聚氨酯類黏合劑,混合均勻后經加熱熱壓成型。黏合劑主要以聚氨酯泡沫組合料或以多苯基多亞甲基多異氰酸酯(PAPI)為基礎的端NCO基預聚體。在采用以PAPI為主的黏合劑黏結成型時,還可通入蒸汽混合。

這種方法制成的再生聚氨酯材料通常用于地毯背襯、運動墊、隔音材料等。也可以在一定條件下生產出適宜汽車底部的墊板和機泵殼體等硬質部件。

·熱壓成型

熱固性的聚氨酯軟泡及RIM聚氨酯制品在100~220°C的溫度范圍具有一定的熱軟化可塑性能,無需黏合劑就可以壓制粘結成型。而為了使再生產品更加均勻,往往是將廢料粉碎后再加熱加壓成型。

·作為填料

將聚氨酯軟泡經低溫粉碎或研磨成細微顆粒,將含有這類顆粒的分散液與多醇結合,多用于制造聚氨酯泡沫及其他制品。

化學回收

·二醇解法

從廢舊聚氨酯中回收多醇是二醇解法常見的應用領域。通過小分子二醇及催化劑的作用,將聚氨酯在200℃左右的條件下進行醇解反應以得到多醇,而將這再生多醇與新的多醇混合,就可以用來再制作聚氨酯材料了。

·胺解法

聚氨酯泡沫在伯胺、仲胺化合物中很容易分解,分解機理與酯交換反應相似。從聚氨酯或聚氨酯脲分解生成低分子的含羥基及氨基的化合物。此反應的特點是氨基的反應活性大,胺解在150℃以下較低溫度容易進行。

·其他化學法

包括水解法、堿解法、醇解胺解結合法、醇磷法、苯酚分解法、熱解法等。

熱能回收

·燃燒發電

聚氨酯材料燃燒會產生大的熱能,可用于垃圾焚燒發電。而且經國外專家研究,聚氨酯釋放的熱能可以更多地節省礦物燃料的消耗,通過使用專業的焚燒裝置,充分燃燒并合理處置廢棄,可以使聚氨酯在燃燒處理方面更加環保。

·熱解化油

在高溫、高壓、無氧等條件下,軟質聚氨酯泡沫塑料及彈性體等可進行熱分解,得到熱解化油類產物和氣體。其中熱解化油可以經過純化成原料再次用于生產,但實際上更多作為燃油使用,適合聚氨酯與其他塑料混合廢棄物的回收。但因為技術水平尚未能很好地處置聚氨酯等含氮聚合物對催化劑的劣化問題,因而還未被廣泛推行。

回收新突破

最近有消息稱,由Steven Zimmerman教授領導的伊利諾伊大學團隊在聚氨酯廢料回收方面取得了新的突破,他們通過化學回收方法采用了更易于降解和水溶性的化學單縮醛,并與三氯乙酸和二氯甲烷形成的溶解混合物,在室溫之下共同作用于聚氨酯廢料,使其經過降解產生可以重新用作原料的產品。作為該概念的證明,研究人員可以將汽車和包裝中廣泛使用的彈性體轉化為膠黏劑。

該科研成果已經在美國化學學會全國會議和博覽會上發表了報告,但是這種回收方式的不足之處是該反應使用的催化原料的成本高、毒性大,而該科研團隊也正在嘗試尋找更加溫和、造更低的溶劑來實現相同的降解過程。

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