In den letzten Jahren sind Polyurethanprodukte immer beliebter geworden, wie beispielsweise die Kühlhauspaneele der Firma Harbin Dong'an Building Sheets in China, die aus Polyurethanmaterialien hergestellt werden.
Polyurethan lässt sich im Allgemeinen in Duroplaste und Thermoplaste unterteilen und kann zu Polyurethan-Kunststoffen (hauptsächlich Schaumkunststoffen), Polyurethanfasern (Spandex) und Polyurethan-Elastomeren verarbeitet werden. Die meisten Polyurethan-Materialien zählen zu den Duroplasten, wie beispielsweise weiche, harte und halbfeste Polyurethanschäume.
Das Recycling von Polyurethan erfolgt häufig mittels physikalischer Recyclingverfahren, da diese Methode relativ effektiv und wirtschaftlich ist. Im Einzelnen lassen sich drei Recyclingmethoden unterscheiden:
Dieses Verfahren ist die am weitesten verbreitete Recyclingtechnologie. Der weiche Polyurethanschaum wird mit einer Mühle in wenige Zentimeter große Stücke zerkleinert, und der reaktive Polyurethanklebstoff wird in den Mischer gesprüht. Der verwendete Klebstoff ist in der Regel eine Polyurethanschaum-Kombination oder ein NCO-terminiertes Präpolymer auf Basis von Polyphenylenpolyisocyanat (PAPI). Bei der Verwendung von PAPI-basierten Klebstoffen zum Kleben und Formen kann auch Dampfmischung eingesetzt werden. Beim Verkleben von Polyurethanabfällen werden 90 % Polyurethanabfälle und 10 % Klebstoff vermischt, gleichmäßig vermengt oder Farbstoffe hinzugefügt und die Mischung anschließend unter Druck gesetzt.
Die Formgebungstechnologie zeichnet sich nicht nur durch hohe Flexibilität aus, sondern ermöglicht auch eine große Variabilität der mechanischen Eigenschaften des Endprodukts. Die erfolgreichste Recyclingmethode für Polyurethanprodukte ist die Herstellung von recyceltem Polyurethanschaum durch Verkleben von Schaumstoffabfällen wie Weichschaumresten. Dieser wird hauptsächlich für Teppichrücken, Sportmatten, Schalldämmmaterialien und andere Produkte verwendet. Weichschaumpartikel und Klebstoffe lassen sich bei bestimmten Temperaturen und Drücken zu Produkten wie Fußraummatten für Autos formen. Durch höhere Drücke und Temperaturen können harte Bauteile wie Pumpengehäuse hergestellt werden.
Auch Polyurethan-Hartschaum und Polyurethan-Elastomere aus dem Reaktionsspritzgussverfahren (RIM) lassen sich mit demselben Verfahren recyceln. Dabei werden Abfallpartikel mit Isocyanat-Präpolymeren vermischt und unter Heißpressbedingungen weiterverarbeitet, beispielsweise zur Herstellung von Rohrschellen für Rohrleitungsheizungssysteme. | 2、Heißpressformung Duroplastische Polyurethan-Weichschäume und RIM-Polyurethanprodukte weisen im Temperaturbereich von 100–200 °C bestimmte thermische Erweichungs- und Plastizitätseigenschaften auf. Unter hoher Temperatur und hohem Druck können Polyurethanabfälle ohne Klebstoffe miteinander verbunden werden. Um eine gleichmäßigere Form der Recyclingprodukte zu erzielen, ist es häufig erforderlich, die Abfälle zu zerkleinern und anschließend durch Erhitzen und Pressen in Form zu bringen.
Die Formgebungsbedingungen hängen von der Art des Polyurethan-Abfalls und des Recyclingprodukts ab. So kann beispielsweise Polyurethan-Weichschaumabfall mehrere Minuten lang bei einem Druck von 1–30 MPa und einer Temperatur von 100–220 °C heißgepresst werden, um Stoßdämpfer, Kotflügel und andere Bauteile herzustellen.
Dieses Verfahren wurde erfolgreich für das Recycling von RIM-Polyurethan-Automobilbauteilen angewendet. So können beispielsweise Türverkleidungen und Instrumententafeln aus ca. 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 beigemischt. Dies führt nicht nur zur Rückgewinnung von Polyurethan-Abfällen, sondern senkt auch effektiv die Produktkosten. Der Anteil an Bruchpulver in kaltvernetztem, flexiblem Polyurethanschaum auf MDI-Basis ist auf 15 % begrenzt, während in heißvernetztem Schaum auf TDI-Basis maximal 25 % Bruchpulver zugesetzt werden dürfen.
Ein Verfahren besteht darin, vorzerkleinerte Schaumstoffabfälle in weiches Schaumstoff-Polyetherpolyol zu geben und es dann in einer geeigneten Mühle nass zu vermahlen, um eine "recycelte Polyol"-Mischung mit feinen Partikeln für die Herstellung von Weichschaum zu erhalten.
Abfälle aus RIM-Polyurethan können zu Pulver zerkleinert, mit Rohstoffen vermischt und anschließend zu RIM-Elastomeren verarbeitet werden. Nach dem Zerkleinern von Abfällen aus Polyurethan-Hartschaum und Polyisocyanurat-(PIR)-Schaum kann dem Gemisch auch 5 % Recyclingmaterial beigemischt werden, um Hartschaum herzustellen. |
In den letzten Jahren hat sich ein neues chemisches Rückgewinnungsverfahren herausgebildet.
Das Team der University of Illinois unter der Leitung von Professor Steven Zimmerman hat eine Methode zur Zersetzung von Polyurethanabfällen und deren Umwandlung in andere nützliche Produkte entwickelt.
Der Doktorand Ephraim Morado hofft, Polymere mithilfe chemischer Verfahren wiederzuverwerten und so das Problem der Polyurethanabfälle zu lösen. Polyurethan ist jedoch extrem stabil und besteht aus zwei schwer abbaubaren Komponenten: Isocyanaten und Polyolen.
Polyole sind der Schlüssel zum Problem, da sie aus Erdöl gewonnen werden und schwer abbaubar sind. Um diese Schwierigkeit zu umgehen, verwendete das Forschungsteam Acetal, eine leichter abbaubare und wasserlösliche chemische Einheit. Die Abbauprodukte, die durch Auflösen von Polymeren mit Trichloressigsäure und Dichlormethan bei Raumtemperatur entstehen, können zur Herstellung neuer Materialien genutzt werden. Als Machbarkeitsnachweis kann Morado Elastomere, die in der Verpackungs- und Automobilindustrie weit verbreitet sind, 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 denselben Prozess mithilfe milder Lösungsmittel wie Essig zur Zersetzung zu erreichen.
In der Zukunft wird das Harbin Dong'an-GebäudeBlatts UnternehmenWir werden die Innovationen der Branche aufmerksam verfolgen und weiterhin in Technologie und Umweltschutztechnologien investieren, um die Polyurethanplatten von Dong'an kontinuierlich umweltfreundlicher und gesünder zu gestalten. Wir sind überzeugt, dass zukünftig noch weitere neue Umweltschutztechnologien entwickelt werden.
Veröffentlichungsdatum: 09.11.2023