Պոլիուրեթանային նյութերի վերամշակման կարգավիճակը Չինաստանում
1, պոլիուրեթանային արտադրամասը ամեն տարի կարտադրի մեծ քանակությամբ գրություններ՝ համեմատաբար խտացված, հեշտ վերամշակվող լինելու պատճառով:Բույսերի մեծ մասն օգտագործում է ֆիզիկական և քիմիական վերամշակման մեթոդներ՝ ջարդոն նյութերը վերականգնելու և նորից օգտագործելու համար:
2. Սպառողների կողմից օգտագործվող պոլիուրեթանային թափոնները լավ չեն վերամշակվել:Չինաստանում կան որոշ ձեռնարկություններ, որոնք մասնագիտացած են պոլիուրեթանային թափոնների մշակման մեջ, սակայն դրանց մեծ մասը հիմնականում այրվում է և ֆիզիկական վերամշակում:
3, կան բազմաթիվ համալսարաններ և գիտահետազոտական հաստատություններ տանը և արտերկրում, որոնք պարտավորվել են փնտրել պոլիուրեթանային քիմիական և կենսաբանական վերամշակման տեխնոլոգիա, հրապարակել են որոշակի ակադեմիական արդյունքներ:Բայց իսկապես շատ քչերի լայնածավալ կիրառման մեջ դրված, Գերմանիան H&S-ը դրանցից մեկն է:
4, Չինաստանի կենցաղային թափոնների դասակարգումը նոր է սկսվել, և պոլիուրեթանային նյութերի վերջնական դասակարգումը համեմատաբար ցածր է, և ձեռնարկությունների համար դժվար է շարունակել թափոնների պոլիուրեթան ձեռք բերել հետագա վերամշակման և օգտագործման համար:Թափոնների անկայուն մատակարարումը դժվարացնում է ձեռնարկությունների գործունեությունը։
5. Խոշոր թափոնների վերամշակման և մշակման համար գանձման հստակ չափորոշիչ չկա:Օրինակ, պոլիուրեթանից պատրաստված ներքնակները, սառնարանային մեկուսացումը և այլն, քաղաքականության և արդյունաբերական շղթաների բարելավմամբ, վերամշակող ձեռնարկությունները կարող են զգալի եկամուտ ստանալ:
6-ին Հանթսմանը հայտնագործեց PET պլաստիկ շշերը վերամշակելու մեթոդ, մի շարք խիստ մշակման գործընթացներից հետո, քիմիական ռեակցիայի միավորում այլ հումքի ռեակցիայի հետ՝ արտադրելու պոլիեսթեր պոլիոլային արտադրանք, արտադրանքի բաղադրամասեր մինչև 60% վերամշակված PET պլաստիկ շշերից և պոլիեսթեր: պոլիոլը օգտագործվում է պոլիուրեթանային նյութերի արտադրության համար, որը կարևոր հումք է:Ներկայումս Հանթսմանը կարող է արդյունավետորեն վերամշակել տարեկան 1 միլիարդ 500 մլ PET պլաստիկ շշեր, իսկ վերջին հինգ տարում 5 միլիարդ վերամշակված PET պլաստիկ շշեր վերածվել են 130,000 տոննա պոլիոլային արտադրանքի՝ պոլիուրեթանային մեկուսիչ նյութերի արտադրության համար:
Ֆիզիկական վերամշակում
Այս մեթոդը վերամշակման ամենալայն կիրառվող տեխնոլոգիան է։Փափուկ պոլիուրեթանային փրփուրը ջարդիչի միջոցով փոշիացվում է մի քանի սանտիմետր բեկորների, իսկ հարիչի մեջ ցողում են ռեակտիվ պոլիուրեթանային սոսինձ:Օգտագործվող սոսինձները հիմնականում պոլիուրեթանային փրփուրի համակցություններ են կամ տերմինալ NCO-ի վրա հիմնված նախապոլիմերներ, որոնք հիմնված են պոլիֆենիլ պոլիմեթիլեն պոլիիզոցիանատի (PAPI) վրա:Երբ PAPI-ի վրա հիմնված սոսինձներն օգտագործվում են միացման և ձևավորման համար, կարող է նաև գոլորշու խառնվել: Պոլիուրեթանի թափոնների միացման գործընթացում ավելացրեք 90% թափոն պոլիուրեթան, 10% սոսինձ, հավասարաչափ խառնեք, կարող եք նաև ավելացնել ներկի մի մասը: իսկ հետո ճնշեք խառնուրդը:
Ջերմակայուն պոլիուրեթանային փափուկ փրփուրը և RIM պոլիուրեթանային արտադրանքները ունեն որոշակի աստիճանի ջերմային փափկեցնող պլաստիկություն 100-200℃ ջերմաստիճանի միջակայքում:Բարձր ջերմաստիճանի և բարձր ճնշման պայմաններում թափոնների պոլիուրեթանը կարող է միացվել առանց որևէ սոսինձի:Վերամշակված արտադրանքն ավելի միատեսակ դարձնելու համար թափոնները հաճախ մանրացվում են, իսկ հետո տաքացվում և ճնշվում:
Պոլիուրեթանային փափուկ փրփուրը կարող է վերածվել մանր մասնիկների ցածր ջերմաստիճանի հղկման կամ հղկման գործընթացով, և այս մասնիկի ցրվածությունը ավելացվում է պոլիոլին, որն օգտագործվում է պոլիուրեթանային փրփուր կամ այլ ապրանքներ արտադրելու համար, ոչ միայն պոլիուրեթանային թափոնները վերականգնելու համար, այլև նաև արդյունավետորեն նվազեցնել արտադրանքի ինքնարժեքը:MDI-ի վրա հիմնված սառը բուժվող փափուկ պոլիուրեթանային փրփուրի մեջ փոշիացված փոշու պարունակությունը սահմանափակվում է 15%-ով, իսկ TDI-ի վրա հիմնված տաք ամրացնող փրփուրին կարելի է ավելացնել առավելագույնը 25% փոշիացված փոշի:
Քիմիական վերամշակում
Դիոլի հիդրոլիզը քիմիական վերականգնման ամենատարածված մեթոդներից մեկն է:Փոքր մոլեկուլային դիոլների (օրինակ՝ էթիլեն գլիկոլ, պրոպիլեն գլիկոլ, դիէթիլեն գլիկոլ) և կատալիզատորների (երրորդական ամիններ, ալկոհոլամին կամ մետաղական օրգանական միացություններ) առկայության դեպքում պոլիուրեթանները (փրփուրներ, էլաստոմերներ, RIM արտադրանքներ և այլն) ալկոհոլացվում են մոտ ջերմաստիճանում։ 200°C մի քանի ժամով վերականգնված պոլիոլներ ստանալու համար:Վերամշակված պոլիոլները կարող են խառնվել թարմ պոլիոլների հետ՝ պոլիուրեթանային նյութերի արտադրության համար:
Պոլիուրեթանային փրփուրները կարող են փոխակերպվել նախնական փափուկ պոլիոլների և կոշտ պոլիոլների՝ ամինացիայի միջոցով:Ամոլիզը գործընթաց է, երբ պոլիուրեթանային փրփուրը ճնշման և տաքացման ժամանակ արձագանքում է ամինների հետ:Օգտագործված ամինները ներառում են դիբուտիլամին, էթանոլամին, լակտամ կամ լակտամ խառնուրդ, և ռեակցիան կարող է իրականացվել 150 ° C-ից ցածր ջերմաստիճանում: Վերջնական արտադրանքը չի պահանջում ուղղակիորեն պատրաստված պոլիուրեթանային փրփուրի մաքրում և կարող է ամբողջությամբ փոխարինել բնօրինակից պատրաստված պոլիուրեթանին: պոլիոլ.
Dow Chemical ընկերությունը ներկայացրել է ամինների հիդրոլիզի քիմիական վերականգնման գործընթաց:Գործընթացը բաղկացած է երկու փուլից. պոլիուրեթանային թափոնները քայքայվում են բարձր կոնցենտրացիայից ցրված ամինոէսթերի, միզանյութի, ամինի և պոլիոլի ալկիլոլամինի և կատալիզատորի միջոցով.Այնուհետև կատարվում է ալկիլացման ռեակցիա՝ վերականգնված նյութից արոմատիկ ամինները հեռացնելու համար, և ստացվում են լավ կատարողականությամբ և բաց գույնով պոլիոլներ։Մեթոդը կարող է վերականգնել պոլիուրեթանային փրփուրի բազմաթիվ տեսակներ, իսկ վերականգնված պոլիոլը կարող է օգտագործվել բազմաթիվ տեսակի պոլիուրեթանային նյութերում:Ընկերությունը նաև օգտագործում է քիմիական վերամշակման գործընթաց՝ RRIM-ի մասերից վերամշակված պոլիոլներ ստանալու համար, որոնք կարող են կրկին օգտագործվել RIM-ի մասերը մինչև 30%-ով բարձրացնելու համար։
Հիդրոլիզի մեթոդ - Նատրիումի հիդրօքսիդը կարող է օգտագործվել որպես հիդրոլիզի կատալիզատոր՝ պոլիուրեթանային փափուկ փուչիկները և կոշտ փուչիկները քայքայելու համար՝ պոլիոլներ և ամին միջանկյալներ արտադրելու համար, որոնք օգտագործվում են որպես վերամշակված հումք:
Ալկալոլիզ. պոլիէթերը և ալկալիական մետաղի հիդրօքսիդը օգտագործվում են որպես տարրալուծման նյութեր, իսկ կարբոնատները հեռացվում են փրփուրի քայքայվելուց հետո՝ պոլիոլները և արոմատիկ դիամինները վերականգնելու համար:
Ալկոհոլիզի և ամոլիզի համակցման գործընթացը. պոլիէթեր պոլիոլը, կալիումի հիդրօքսիդը և դիամինը օգտագործվում են որպես տարրալուծման նյութեր, իսկ կարբոնատային պինդները հանվում են պոլիէթեր պոլիոլ և դիամին ստանալու համար:Կոշտ փուչիկների տարրալուծումը հնարավոր չէ առանձնացնել, սակայն պրոպիլեն օքսիդի ռեակցիայի արդյունքում ստացված պոլիեթերը կարող է ուղղակիորեն օգտագործվել կոշտ փուչիկների պատրաստման համար։Այս մեթոդի առավելություններն են տարրալուծման ցածր ջերմաստիճանը (60~160℃), կարճ ժամանակը և մեծ քանակությամբ տարրալուծման փրփուրը:
Ալկոհոլային ֆոսֆորի պրոցես - պոլիէթեր պոլիոլներ և հալոգենացված ֆոսֆատ էսթեր որպես տարրալուծման նյութեր, տարրալուծման արտադրանքները պոլիէթեր պոլիոլներ են և ամոնիումի ֆոսֆատ պինդ, հեշտ տարանջատում:
Reqra գերմանական վերամշակող ընկերությունը խթանում է պոլիուրեթանային թափոնների վերամշակման էժան տեխնոլոգիան՝ պոլիուրեթանային կոշիկի թափոնների վերամշակման համար:Վերամշակման այս տեխնոլոգիայի մեջ թափոնները սկզբում մանրացվում են 10 մմ մասնիկների մեջ, ռեակտորում տաքացվում են դիսպերսանտով՝ հեղուկացնելու համար և վերջապես վերականգնվում՝ հեղուկ պոլիոլներ ստանալու համար:
Ֆենոլի տարրալուծման մեթոդ. Ճապոնիան կկորցնի պոլիուրեթանային փափուկ փրփուրը, որը մանրացված և խառնված է ֆենոլի հետ, տաքացվում է թթվային պայմաններում, կոտրվում է կարբամատային կապը, զուգակցվում ֆենոլ հիդրօքսիլ խմբի հետ, այնուհետև փոխազդում է ֆորմալդեհիդի հետ՝ արտադրելով ֆենոլային խեժ, ավելացնելով հեքսամեթիլենտետրամին՝ այն կարծրացնելու համար։ պատրաստված լավ ուժով և ամրությամբ, գերազանց ջերմակայուն ֆենոլային խեժի արտադրանք:
Պիրոլիզ - պոլիուրեթանային փափուկ փուչիկները կարող են քայքայվել բարձր ջերմաստիճաններում՝ աերոբ կամ անաէրոբ պայմաններում՝ յուղոտ նյութեր ստանալու համար, իսկ պոլիոլները՝ տարանջատման միջոցով:
Ջերմության վերականգնում և աղբավայրերի մշակում
Պոլիուրեթանային թափոններից էներգիայի վերականգնումն ավելի էկոլոգիապես մաքուր և տնտեսապես արժեքավոր տեխնոլոգիա է:Ամերիկյան պոլիուրեթանային վերամշակման խորհուրդը փորձարկում է անցկացնում, որտեղ պոլիուրեթանային փափուկ փրփուրի 20%-ը ավելացվում է պինդ թափոնների այրման սարքին:Արդյունքները ցույց տվեցին, որ մնացորդային մոխիրը և արտանետումները դեռևս սահմանված են բնապահպանական պահանջների սահմաններում, և թափոնների փրփուրի ավելացումից հետո արտանետվող ջերմությունը մեծապես խնայեց հանածո վառելիքի սպառումը:Եվրոպայում այնպիսի երկրներ, ինչպիսիք են Շվեդիան, Շվեյցարիան, Գերմանիան և Դանիան, նույնպես փորձարկում են տեխնոլոգիաներ, որոնք օգտագործում են պոլիուրեթանային տիպի թափոնների այրումից ստացված էներգիան էլեկտրաէներգիա և ջեռուցման ջերմություն ապահովելու համար:
Պոլիուրեթանային փրփուրը կարող է փոշու վերածվել՝ առանձին կամ այլ թափոնների պլաստմասսաների հետ, որպեսզի փոխարինի նուրբ փայտածուխի փոշին և այրվի վառարանում՝ ջերմային էներգիան վերականգնելու համար:Պոլիուրեթանային պարարտանյութի այրման արդյունավետությունը կարող է բարելավվել միկրոփոշու միջոցով:
Թթվածնի, բարձր ջերմաստիճանի, բարձր ճնշման և կատալիզատորի բացակայության դեպքում փափուկ պոլիուրեթանային փրփուրները և էլաստոմերները կարող են ջերմային կերպով քայքայվել՝ ստանալով գազ և նավթամթերք։Ստացված ջերմային տարրալուծման յուղը պարունակում է որոշ պոլիոլներ, որոնք մաքրվում են և կարող են օգտագործվել որպես հումք, բայց հիմնականում օգտագործվում են որպես մազութ։Այս մեթոդը հարմար է այլ պլաստմասսաների հետ խառը թափոնների վերամշակման համար:Այնուամենայնիվ, ազոտային պոլիմերի, ինչպիսին է պոլիուրեթանային փրփուրի տարրալուծումը, կարող է քայքայվել կատալիզատորը:Մինչ այժմ այս մոտեցումը լայնորեն չի ընդունվել։
Քանի որ պոլիուրեթանը ազոտ պարունակող պոլիմեր է, անկախ նրանից, թե այրման վերականգնման որ մեթոդն է օգտագործվում, այրման օպտիմալ պայմանները պետք է օգտագործվեն ազոտի օքսիդների և ամինների առաջացումը նվազեցնելու համար:Այրման վառարանները պետք է հագեցած լինեն արտանետվող գազերի մաքրման համապատասխան սարքերով:
Պոլիուրեթանային փրփուրի զգալի քանակությամբ թափոններ ներկայումս թափվում են աղբավայրերում:Որոշ փրփուրներ չեն կարող վերամշակվել, օրինակ՝ պոլիուրեթանային փրփուրները, որոնք օգտագործվում են որպես ցանքածածկ:Ինչպես մյուս պլաստմասսաները, եթե նյութը միշտ կայուն է բնական միջավայրում, ժամանակի ընթացքում այն կկուտակվի, և շրջակա միջավայրի վրա ճնշում կա:Աղբավայրի պոլիուրեթանային թափոնները բնական պայմաններում քայքայելու համար մարդիկ սկսել են կենսաքայքայվող պոլիուրեթանային խեժ մշակել:Օրինակ, պոլիուրեթանի մոլեկուլները պարունակում են ածխաջրեր, ցելյուլոզ, լիգնին կամ պոլիկապրոլակտոն և այլ կենսաքայքայվող միացություններ:
Վերամշակման առաջընթաց
2011-ին Յեյլի համալսարանի ուսանողները հայտնվեցին վերնագրերում, երբ Էկվադորում հայտնաբերեցին Pestalotiopsis microspora անունով բորբոս:Բորբոսն ի վիճակի է մարսել և քայքայել պոլիուրեթանային պլաստմասսա, նույնիսկ առանց օդի (անաէրոբ) միջավայրում, ինչը կարող է նույնիսկ ստիպել այն աշխատել աղբավայրի հատակում:
Թեև պրոֆեսորը, որը ղեկավարում էր հետազոտական շրջագայությունը, զգուշացրեց կարճաժամկետ կտրվածքով գտածոներից չափազանց շատ ակնկալիքներ չունենալու վերաբերյալ, չի կարելի հերքել պլաստիկ թափոնները հեռացնելու ավելի արագ, մաքուր, կողմնակի ազդեցություններից զերծ և ավելի բնական միջոցի գաղափարը: .
Մի քանի տարի անց LIVIN Studio-ի դիզայներ Կատարինա Ունգերը համագործակցեց Ուտրեխտի համալսարանի մանրէաբանության բաժնի հետ՝ սկսելով Fungi Mutarium կոչվող նախագիծը:
Նրանք օգտագործել են երկու շատ տարածված ուտելի սնկերի միցելիումը (սնկի գծային, սննդարար մասը), այդ թվում՝ ոստրե սունկը և շիզոֆիլլան:Մի քանի ամսվա ընթացքում բորբոսն ամբողջությամբ քայքայեց պլաստիկի բեկորները, մինչդեռ սովորաբար աճում էր ուտելի AGAR-ի պատիճում:Ըստ երևույթին, պլաստիկը դառնում է միցելիումի խորտիկ:
Այլ հետազոտողներ նույնպես շարունակում են աշխատել խնդրի վրա:2017 թվականին Համաշխարհային ագրոանտառային կենտրոնի գիտնական Սեհրոն Խանը և նրա թիմը հայտնաբերել են պլաստիկ քայքայող մեկ այլ սնկ՝ Aspergillus tubingensis-ը, Պակիստանի Իսլամաբադ քաղաքի աղբավայրում:
Բորբոսը կարող է մեծ քանակությամբ աճել պոլիեսթեր պոլիուրեթանում երկու ամսվա ընթացքում և բաժանել այն փոքր կտորների:
Իլինոյսի համալսարանի թիմը` պրոֆեսոր Սթիվեն Զիմերմանի գլխավորությամբ, մշակել է պոլիուրեթանային թափոնները քայքայելու և այլ օգտակար ապրանքների վերածելու միջոց:
Ասպիրանտ Էֆրեմ Մորադոն հույս ունի լուծել պոլիուրեթանային թափոնների խնդիրը պոլիմերների քիմիական վերամշակման միջոցով:Այնուամենայնիվ, պոլիուրեթանները չափազանց կայուն են և պատրաստված են երկու բաղադրիչներից, որոնք դժվար է քայքայվել՝ իզոցիանատներ և պոլիոլներ:
Պոլիոլները առանցքային են, քանի որ դրանք ստացվում են նավթից և հեշտությամբ չեն քայքայվում:Այս դժվարությունից խուսափելու համար թիմը կիրառեց քիմիական միավոր ացետալ, որն ավելի հեշտությամբ քայքայվում և ջրի մեջ լուծվում է:Սենյակային ջերմաստիճանում տրիկլորքացախաթթվով և դիքլորմեթանով լուծված պոլիմերների քայքայման արտադրանքը կարող է օգտագործվել նոր նյութեր արտադրելու համար:Որպես հայեցակարգի ապացույց՝ Morado-ն կարողանում է էլաստոմերները, որոնք լայնորեն օգտագործվում են փաթեթավորման և ավտոմոբիլային մասերի մեջ, վերածել սոսինձների։
Սակայն վերականգնման այս նոր մեթոդի ամենամեծ թերությունը ռեակցիան իրականացնելու համար օգտագործվող հումքի արժեքն ու թունավորությունն է:Հետևաբար, հետազոտողները ներկայումս փորձում են գտնել նույն գործընթացին հասնելու ավելի լավ և էժան միջոց՝ օգտագործելով մեղմ լուծիչ (օրինակ՝ քացախը) քայքայման համար:
Որոշ կորպորատիվ փորձեր
1. PUReSmart հետազոտական պլան
2. FOAM2FOAM նախագիծ
3. Tenglong Brilliant. պոլիուրեթանային մեկուսիչ նյութերի վերամշակում առաջացող շինանյութերի համար
4. Adidas՝ լիովին վերամշակվող վազքի կոշիկ
5. Salomon. TPU-ի ամբողջական սպորտային կոշիկների վերամշակում դահուկային կոշիկներ պատրաստելու համար
6. Cosi. Չուանգը համագործակցում է Ներքնակների վերամշակման կոմիտեի հետ՝ խթանելու շրջանաձև տնտեսությունը
7. Գերմանական H&S ընկերություն. պոլիուրեթանային փրփուրի սպիրտային տեխնոլոգիա սպունգային ներքնակների արտադրության համար
Հրապարակման ժամանակը՝ օգ-30-2023