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FOAM2FOAM项目进展:聚氨酯废料的化学回收
来源:PUWORLD 发布时间:2020/8/4  浏览:
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“ FOAM2FOAM:通过化学回收实现聚氨酯泡沫的循环经济”是由科学,创新和大学部根据RetosColaboración(协作挑战)计划资助的一个项目,该计划是针对社会挑战的国家研究计划的一部分。

该项目的目标是通过可行的化学回收过程,在聚氨酯(PU)生命周期中实施循环经济概念,以获得可用于制造新型聚氨酯部件的高质量产品(绿色多元醇)。

该项目在国家层面进行,涉及三家公司(Titan Recycling,Arcesso Dynamics和AMBElectrónicade Brescia)和两个技术中心(Gaiker和AIMPLAS)。它于2018年7月启动,预计于2021年7月结束。

聚氨酯废料有多种来源,因为由于其形式繁多,目前是用途最广泛的聚合物之一,其形式包括刚性或柔性轻质泡沫,到坚韧的弹性体。由于聚氨酯的用途广泛,聚氨酯废物产生于许多不同的行业,包括建筑和拆除、报废车辆、电气和电子设备。

该项目的重点是三个主要废物流:冰箱隔热层使用后的聚氨酯废物流,来自家具行业的废物(床垫中的柔性聚氨酯泡沫)以及用于塑料零件的工业后或制造过程(废料,有缺陷的零件等)废物流。

目前,聚氨酯废料进行机械回收,将其还原成颗粒或粉末,然后用作其他产品的填料或添加剂。这种处理会产生低价值的材料。正因为如此,目前的回收率非常低,只有10%左右,而大部分最终都被填埋了。因此,本项目旨在通过糖酵解来检验化学循环的可行性,糖酵解包括在特定的受控反应条件下,通过化学试剂(包括溶剂,通常在催化剂存在下)破坏聚合物链进行化学解聚。该工艺用于获得新的、高质量的多元醇,可再次用于制造聚氨酯。根据所获得的多元醇,可以制造不同种类的零件(刚性、柔性或泡沫)。

聚氨酯化学回收的挑战与创新

十多年来,聚氨酯废弃物回收利用新技术的开发不断取得进展。近年来,由于垃圾填埋场关闭、原材料价格高企、法律越来越严格、社会对可持续发展和循环经济的认识增强等原因,这一问题已成为一个更加紧迫和优先的问题。许多倡议寻求对工业中的钚废物实施化学回收处理;然而,这些倡议是针对清洁废物制定的,因为它们主要集中在后工业废物上,例如制造过程中产生的废料。然而,大多数消费后废物(并且可能是危险废物)被其他化合物污染,或与随后的处理和再利用过程不相容,从而限制了通过溶剂分解处理的此类废物的量。

获得绿色多元醇(生态多元醇)和绿色聚氨酯(生态聚氨酯)涉及将当前的低值回收(下循环)转换为高价值回收(上循环)。

当前,聚氨酯的化学回收尚不普及,并且在经济上不可行,尤其是在年处理能力超过8000吨的工厂中。为了解决这个问题,FOAM2FOAM项目的目标是建设一个年产能为2000吨的模块化工厂,并将多个模块链接在一起。

项目的工作计划和现状

该项目于2018年7月开始,总工期为36个月。因此,它已经进行了将近两年。为了实现项目的里程碑,它分为七个阶段:

1. 聚氨酯废物的收集,分类和处理。

2.实验室规模的研究:实验室反应器中的催化糖酵解

3.回收的多元醇的纯度和质量。

4.扩大规模(1:5、1:50、1:100)和试验工厂设计。

5.建设溶剂分解聚氨酯废料的中试工厂。

6.从回收的多元醇中生产新的聚氨酯零件。

7.监测和分析过程的可持续性。

第2阶段已经完成,包括为每个废物流选择糖酵解的最佳条件(溶剂、催化剂、温度和时间)。第3阶段包括对回收的多元醇进行分类并确定最佳纯化工艺,目前已接近尾声。最佳配方正在设计之中,以将这些回收的绿色多元醇引入当前的聚氨酯配方中。

同时,第4阶段的工作也在进行,包括进行放大评估(1:5、1:50、1:100)和设计中试装置。事实上,聚氨酯废物溶剂化中试工厂的建设将在2020年年底前完成,明年,用绿色多元醇生产新聚氨酯产品的工作有望得到验证。这些产品将主要用于隔热领域。

通过本项目,循环经济概念将被纳入聚氨酯生命周期,以期通过糖酵解过程实现零垃圾填埋经济,从而有可能获得新的、高质量的产品(绿色多元醇),用作制造新的聚氨酯部件的原材料。这类项目至关重要,因为预计在未来十年,聚氨酯消费量将上升;需求将由亚洲、太平洋、东欧和南美等新兴市场推动。因此,开发新的回收方案以获得高附加值的产品是促进从线性模式向循环模式过渡的关键。

AIMPLAS正在参与这一项目,并就这一主题开展研究,以履行其对环境可持续性的承诺。因此,该行业的公司将能够将循环经济标准纳入其商业模式,并将影响到它们的立法变化转变为提高效率和盈利能力以及减少环境影响的机会。在这方面,AIMPLAS还在生物降解材料和产品、生物质和二氧化碳的使用等领域开展研究。

编辑:姚晓平
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