In den letzten Jahren sind Polyurethanprodukte immer beliebter geworden, wie beispielsweise die aus Polyurethanmaterialien hergestellten Kühlhausplatten von Harbin Dong'an Building Sheets in China.
Polyurethan wird im Allgemeinen in duroplastische und thermoplastische Materialien unterteilt und zu Polyurethan-Kunststoffen (hauptsächlich Schaumstoffen), Polyurethan-Fasern (Spandex) und Polyurethan-Elastomeren verarbeitet. Die meisten Polyurethan-Materialien werden als duroplastisch bezeichnet, beispielsweise weiche, harte und halbstarre Polyurethan-Schäume.
Beim Recycling von Polyurethan werden häufig physikalische Recyclingmethoden eingesetzt, da diese relativ effektiv und wirtschaftlich sind. Konkret kann man zwischen drei Recyclingmethoden unterscheiden:
Dieses Verfahren ist die am weitesten verbreitete Recyclingtechnologie. Der weiche Polyurethanschaum wird mit einer Mühle in mehrere Zentimeter große Stücke zerkleinert und der reaktive Polyurethanklebstoff im Mischer aufgesprüht. Als Klebstoff wird in der Regel eine Polyurethanschaum-Kombination oder ein NCO-terminiertes Präpolymer auf Basis von Polyphenylpolymethylenpolyisocyanat (PAPI) verwendet. Bei der Verwendung von PAPI-basierten Klebstoffen zum Kleben und Formen kann auch Dampfgemisch verwendet werden. Beim Verkleben von Polyurethan-Abfällen werden 90 % Polyurethan-Abfall und 10 % Klebstoff zugegeben, gleichmäßig vermischt oder Farbstoffe hinzugefügt und die Mischung anschließend unter Druck gesetzt.
Die Klebeformtechnologie bietet nicht nur große Flexibilität, sondern auch eine große Variabilität der mechanischen Eigenschaften des Endprodukts. Die erfolgreichste Recyclingmethode für Polyurethanprodukte ist die Herstellung von recyceltem Polyurethanschaum durch das Verkleben von Schaumstoffresten, wie z. B. Weichschaumresten, die hauptsächlich als Teppichrücken, Sportmatten, Schalldämmmaterial und andere Produkte verwendet werden. Weiche Schaumpartikel und Klebstoffe können bei bestimmten Temperaturen und Drücken zu Produkten wie Autobodenpolstern geformt werden; durch höheren Druck und höhere Temperaturen können harte Komponenten wie Pumpengehäuse ausgeformt werden.
Auch Polyurethan-Hartschaum und Polyurethan-Elastomer aus dem Reaktionsspritzguss (RIM) können mit der gleichen Methode recycelt werden. Mischen von Abfallpartikeln mit Isocyanat-Präpolymeren für die Heißpressformung, beispielsweise zur Herstellung von Rohrhalterungen für Rohrleitungsheizungssysteme. | 2、Heißpressformen Duroplastischer Polyurethan-Weichschaum und RIM-Polyurethan-Produkte weisen im Temperaturbereich von 100–200 °C bestimmte thermische Erweichungs- und Plastizitätseigenschaften auf. Unter hohen Temperaturen und hohem Druck können Polyurethan-Abfälle ohne Klebstoffe miteinander verbunden werden. Um die Recyclingprodukte gleichmäßiger zu gestalten, ist es oft notwendig, die Abfälle zu zerkleinern und anschließend zu erhitzen und in Form zu pressen.
Die Formgebungsbedingungen hängen von der Art des Polyurethan-Abfalls und dem Recyclingprodukt ab. Beispielsweise können Polyurethan-Weichschaumabfälle mehrere Minuten lang bei einem Druck von 1–30 MPa und einer Temperatur von 100–220 °C heißgepresst werden, um Stoßdämpfer, Kotflügel und andere Komponenten herzustellen.
Dieses Verfahren wurde erfolgreich für das Recycling von Polyurethan-Automobilkomponenten vom Typ RIM eingesetzt. Beispielsweise können Autotürverkleidungen und Instrumententafeln mit etwa 6 % RIM-Polyurethanpulver und 15 % Glasfaser hergestellt werden. | 3、Wird als Füllstoff verwendet Der Polyurethan-Weichschaum kann durch Zerkleinern oder Mahlen bei niedrigen Temperaturen in feine Partikel zerlegt werden. Die Dispersion dieser Partikel wird Polyolen zur Herstellung von Polyurethanschaum oder anderen Produkten zugesetzt. Dadurch werden nicht nur Polyurethan-Abfälle zurückgewonnen, sondern auch die Produktkosten effektiv gesenkt. Der Gehalt an gebrochenem Pulver in kaltgehärtetem Polyurethan-Weichschaum auf MDI-Basis ist auf 15 % begrenzt, und in heißgehärtetem Polyurethan-Schaum auf TDI-Basis dürfen maximal 25 % gebrochenes Pulver zugesetzt werden.
Ein Verfahren besteht darin, vorzerkleinerten Abfallschaumstoff in Weichschaum-Polyetherpolyol zu geben und ihn dann in einer geeigneten Mühle nass zu mahlen, um eine „Recycling-Polyol“-Mischung mit feinen Partikeln für die Herstellung von Weichschaumstoff zu erhalten.
RIM-Polyurethan-Abfälle können zu Pulver zerkleinert, mit Rohstoffen vermischt und anschließend zu RIM-Elastomeren verarbeitet werden. Nach der Zerkleinerung von Polyurethan-Hartschaum und Polyisocyanurat-(PIR)-Schaum können 5 % Recyclingmaterial zugemischt und so Hartschaum hergestellt werden. |
In den letzten Jahren ist eine neue Methode zur chemischen Rückgewinnung entstanden
Das Team der University of Illinois unter der Leitung von Professor Steven Zimmerman hat eine Methode entwickelt, um Polyurethan-Abfälle zu zersetzen und in andere nützliche Produkte umzuwandeln.
Doktorand Ephraim Morado hofft, Polymere mithilfe chemischer Methoden wiederzuverwenden und so das Problem der Polyurethan-Abfälle zu lösen. Polyurethan ist jedoch extrem stabil und besteht aus zwei schwer abbaubaren Komponenten: Isocyanaten und Polyolen.
Polyole sind der Schlüssel zur Lösung des Problems, da sie aus Erdöl gewonnen werden und schwer abbaubar sind. Um dieses Problem zu umgehen, verwendete das Forschungsteam die leichter abbaubare und wasserlösliche chemische Einheit Acetal. Die Abbauprodukte, die beim Lösen von Polymeren mit Trichloressigsäure und Dichlormethan bei Raumtemperatur entstehen, können zur Herstellung neuer Materialien genutzt werden. Als Machbarkeitsnachweis kann Morado Elastomere, die häufig in Verpackungen und Automobilteilen verwendet werden, in Klebstoffe umwandeln.
Der größte Nachteil dieser neuen Recyclingmethode sind jedoch die Kosten und die Toxizität der für die Reaktion verwendeten Rohstoffe. Daher suchen Forscher derzeit nach einer besseren und kostengünstigeren Methode, um den gleichen Prozess durch den Einsatz milder Lösungsmittel wie Essig zum Abbau zu erreichen.
In Zukunft wird das Harbin Dong'an GebäudeBlatts UnternehmenWir werden die Innovationen der Branche aufmerksam verfolgen und weiterhin in Technologie und Umweltschutz investieren, um die Polyurethanplatten von Dong'an umweltfreundlicher und gesünder zu machen. Wir sind überzeugt, dass auch in Zukunft weitere neue Umweltschutztechnologien entstehen werden.
Beitragszeit: 09.11.2023