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废料回收:聚氨酯材料回收有讲究

2019-11-08 17:29:05来源:塑料机械网整理发布

聚氨酯产品近年来越来越受到人们的青睐,比如生活中我们使用的床垫、地毯,以及目前在汽车产业中也被广泛应用。聚氨酯(PU)全名为聚氨甲基酸酯,属于高分子化合物,可分为聚酯和聚醚两种类型,可制成聚氨酯塑料(以泡沫塑料为主)、聚氨酯纤维(氨纶)以及聚氨酯橡胶和弹性体,并总体分为热固和热塑性两大类。

大部分聚氨酯材料属于热固性,如软质、硬质及半硬质聚氨酯泡沫塑料,还有用于汽车部件等制造的反应注射成型(RIM)聚氨酯弹性体。这类聚氨酯材料与热塑性聚氨酯材料全然不同,很难通过熔融造粒混入新料中使用,目前回收后多通过焚烧、填埋等方式进行处理,对环境的影响较大。近年来通过科研人员的探索,聚氨酯回收方法也丰富起来,今天小编简单为您介绍一下关于聚氨酯的回收方法:

聚氨酯材料的回收方法

物理回收

·黏结成型

通过粉碎机,将聚氨酯泡沫粉碎成数厘米的碎片,并喷洒反应型聚氨酯类黏合剂,混合均匀后经加热热压成型。黏合剂主要以聚氨酯泡沫组合料或以多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)为基础的端NCO基预聚体。在采用以PAPI为主的黏合剂黏结成型时,还可通入蒸汽混合。

这种方法制成的再生聚氨酯材料通常用于地毯背衬、运动垫、隔音材料等。也可以在一定条件下生产出适宜汽车底部的垫板和机泵壳体等硬质部件。

·热压成型

热固性的聚氨酯软泡及RIM聚氨酯制品在100~220°C的温度范围具有一定的热软化可塑性能,无需黏合剂就可以压制粘结成型。而为了使再生产品更加均匀,往往是将废料粉碎后再加热加压成型。

·作为填料

将聚氨酯软泡经低温粉碎或研磨成细微颗粒,将含有这类颗粒的分散液与多元醇结合,多用于制造聚氨酯泡沫及其他制品。

化学回收

·二元醇解法

从废旧聚氨酯中回收多元醇是二元醇解法常见的应用领域。通过小分子二元醇及催化剂的作用,将聚氨酯在200℃左右的条件下进行醇解反应以得到多元醇,而将这再生多元醇与新的多元醇混合,就可以用来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,分解机理与酯交换反应相似。从聚氨酯或聚氨酯脲分解生成低分子量的含羟基及氨基的化合物。此反应的特点是氨基的反应活性大,胺解在150℃以下较低温度容易进行。

·其他化学法

包括水解法、碱解法、醇解胺解结合法、醇磷法、苯酚分解法、热解法等。

热能回收

·燃烧发电

聚氨酯材料燃烧会产生大量的热能,可用于垃圾焚烧发电。而且经国外专家研究,聚氨酯释放的热能可以更多地节省矿物燃料的消耗,通过使用专业的焚烧装置,充分燃烧并合理处置废弃,可以使聚氨酯在燃烧处理方面更加环保。

·热解化油

在高温、高压、无氧等条件下,软质聚氨酯泡沫塑料及弹性体等可进行热分解,得到热解化油类产物和气体。其中热解化油可以经过纯化成原料再次用于生产,但实际上更多作为燃油使用,适合聚氨酯与其他塑料混合废弃物的回收。但因为技术水平尚未能很好地处置聚氨酯等含氮聚合物对催化剂的劣化问题,因而还未被广泛推行。

回收新突破

最近有消息称,由Steven Zimmerman教授领导的伊利诺伊大学团队在聚氨酯废料回收方面取得了新的突破,他们通过化学回收方法采用了更易于降解和水溶性的化学单元缩醛,并与三氯乙酸和二氯甲烷形成的溶解混合物,在室温之下共同作用于聚氨酯废料,使其经过降解产生可以重新用作原料的产品。作为该概念的证明,研究人员可以将汽车和包装中广泛使用的弹性体转化为胶黏剂。

该科研成果已经在美国化学学会全国会议和博览会上发表了报告,但是这种回收方式的不足之处是该反应使用的催化原料的成本高、毒性大,而该科研团队也正在尝试寻找更加温和、造价更低的溶剂来实现相同的降解过程。

资料参考:百度百科、码志、环球塑化