في السنوات الأخيرة، أصبحت منتجات البولي يوريثين ذات شعبية متزايدة، مثل ألواح التخزين البارد التي تنتجها شركة Harbin Dong'an Building Sheets في الصين، والتي يتم تصنيعها من مواد البولي يوريثين.
بشكل عام، يمكن تقسيم البولي يوريثان إلى لدن بالحرارة ولدن بالحرارة، ويمكن تحويله إلى بلاستيك بولي يوريثان (البلاستيك الرغوي بشكل أساسي)، وألياف البولي يوريثان (سباندكس)، ومطاطات البولي يوريثان. تسمى معظم مواد البولي يوريثان بالحرارة، مثل رغاوي البولي يوريثان الناعمة والصلبة وشبه الصلبة.
غالبًا ما تعتمد إعادة تدوير البولي يوريثين طرق إعادة التدوير الفيزيائية، حيث أن هذه الطريقة فعالة واقتصادية نسبيًا. وعلى وجه التحديد، يمكن تقسيمها إلى ثلاث طرق لإعادة التدوير:
هذه الطريقة هي تقنية إعادة التدوير الأكثر استخدامًا. يتم سحق رغوة البولي يوريثان الناعمة إلى قطع يبلغ طولها عدة سنتيمترات بواسطة مطحنة، ويتم رش مادة لاصقة البولي يوريثان التفاعلية في الخلاط. المادة اللاصقة المستخدمة بشكل عام عبارة عن مزيج من رغوة البولي يوريثان أو بوليمر مسبق منتهي بـ NCO يعتمد على بولي فينيل بولي ميثيلين بولي إيزوسيانات (PAPI). عند استخدام المواد اللاصقة القائمة على PAPI للربط والقولبة، يمكن أيضًا تقديم الخلط بالبخار. في عملية ربط نفايات البولي يوريثين، أضف 90% من نفايات البولي يوريثين و10% مادة لاصقة، واخلطها بالتساوي، أو أضف بعض الأصباغ، ثم اضغط على الخليط.
لا تتمتع تقنية تشكيل الروابط بمرونة كبيرة فحسب، بل تتميز أيضًا بتنوع كبير في الخواص الميكانيكية للمنتج النهائي. إن أنجح طريقة لإعادة تدوير منتجات البولي يوريثان هي إنتاج رغوة البولي يوريثان المعاد تدويرها عن طريق ربط رغوة النفايات مثل بقايا الرغوة الناعمة، والتي تستخدم بشكل رئيسي كبطانة للسجاد، والحصيرة الرياضية، ومواد عزل الصوت وغيرها من المنتجات. يمكن تشكيل جزيئات الرغوة الناعمة والمواد اللاصقة في منتجات مثل الوسادات السفلية للسيارة عند درجة حرارة وضغط معينين؛ باستخدام الضغط العالي ودرجة الحرارة، يمكن تشكيل المكونات الصلبة مثل أغلفة المضخات.
يمكن أيضًا إعادة تدوير رغوة البولي يوريثان الصلبة ومادة البولي يوريثان المرنة ذات حقن التفاعل (RIM) بنفس الطريقة. خلط جزيئات النفايات مع بوليمرات الأيزوسيانات المسبقة للتشكيل بالضغط الساخن، مثل تصنيع حاملات الأنابيب لأنظمة تسخين خطوط الأنابيب. | 2、صب الضغط الساخن تتميز منتجات البولي يوريثان الناعمة المتصلدة بالحرارة ومنتجات البولي يوريثان RIM بخصائص معينة للتليين الحراري واللدونة في نطاق درجة حرارة يتراوح بين 100-200 درجة مئوية. تحت درجة الحرارة والضغط العاليين، يمكن ربط نفايات البولي يوريثين ببعضها البعض دون استخدام مواد لاصقة. من أجل جعل المنتجات المعاد تدويرها أكثر تجانسًا، غالبًا ما يكون من الضروري سحق النفايات ثم تسخينها وضغطها لتشكيلها.
تعتمد شروط التشكيل على نوع نفايات البولي يوريثين والمنتج المعاد تدويره. على سبيل المثال، يمكن ضغط نفايات رغوة البولي يوريثان الناعمة على الساخن لعدة دقائق عند ضغط يتراوح بين 1-30 ميجا باسكال ونطاق درجة حرارة يتراوح بين 100-220 درجة مئوية لإنتاج ممتصات الصدمات وواقيات الطين ومكونات أخرى.
تم تطبيق هذه الطريقة بنجاح على إعادة تدوير مكونات السيارات المصنوعة من مادة البولي يوريثين من نوع RIM. على سبيل المثال، يمكن تصنيع ألواح أبواب السيارة وألواح أجهزة القياس بما يقرب من 6% من مسحوق البولي يوريثين RIM و15% من الألياف الزجاجية. | 3、يستخدم كحشو يمكن تحويل رغوة البولي يوريثان الناعمة إلى جزيئات دقيقة عن طريق عملية التكسير أو الطحن ذات درجات الحرارة المنخفضة، ويتم إضافة تشتت هذه الجزيئات إلى البوليولات لتصنيع رغوة البولي يوريثان أو غيرها من المنتجات، والتي لا تسترد مواد البولي يوريثان المهدرة فحسب، بل تقلل أيضًا بشكل فعال تكلفة المنتج. يقتصر محتوى المسحوق المكسور في رغوة البولي يوريثان المرنة المعالجة على البارد المعتمدة على MDI على 15%، ويمكن إضافة 25% من المسحوق المكسور في الرغوة المعالجة بالحرارة المعتمدة على TDI على الأكثر.
تتمثل إحدى العمليات في إضافة مخلفات الرغوة المقطعة مسبقًا إلى رغوة بولي إيثر بوليول الناعمة، ثم طحنها بشكل رطب في مطحنة مناسبة لتكوين خليط "بوليول معاد تدويره" يحتوي على جزيئات دقيقة لتصنيع الرغوة الناعمة.
يمكن سحق نفايات البولي يوريثين RIM إلى مسحوق، وخلطها مع المواد الخام، ومن ثم تصنيعها إلى مواد مطاطية RIM. بعد سحق نفايات رغوة البولي يوريثان الصلبة ونفايات رغوة البولي إيزوسيانورات (PIR)، يمكن استخدامها أيضًا لإضافة 5% من المواد المعاد تدويرها في المزيج لإنتاج الرغوة الصلبة. |
في السنوات الأخيرة، ظهرت طريقة جديدة لاستعادة المواد الكيميائية
قام فريق جامعة إلينوي بقيادة البروفيسور ستيفن زيمرمان بتطوير طريقة لتحلل نفايات البولي يوريثان وتحويلها إلى منتجات مفيدة أخرى.
يأمل طالب الدراسات العليا إفرايم مورادو في إعادة استخدام البوليمرات من خلال الطرق الكيميائية لحل مشكلة نفايات البولي يوريثان. ومع ذلك، يتمتع البولي يوريثين بثبات عالٍ للغاية وهو مصنوع من مكونين يصعب تحللهما: الإيزوسيانات والبوليولات.
والبوليولات هي مفتاح المشكلة، حيث يتم استخلاصها من النفط ولا تتحلل بسهولة. ولتجنب هذه الصعوبة، استخدم فريق البحث وحدة كيميائية أكثر قابلية للتحلل والذوبان في الماء وهي الأسيتال. يمكن استخدام منتجات التحلل المتكونة عن طريق إذابة البوليمرات مع حمض ثلاثي كلورو أسيتيك وثنائي كلورو ميثان في درجة حرارة الغرفة لإنتاج مواد جديدة. وكدليل على صحة المفهوم، تستطيع شركة Morado تحويل المطاط الصناعي المستخدم على نطاق واسع في التعبئة والتغليف وقطع غيار السيارات إلى مواد لاصقة.
ومع ذلك، فإن أكبر عيب في طريقة إعادة التدوير الجديدة هذه هو تكلفة وسمية المواد الخام المستخدمة في التفاعل. ولذلك، يحاول الباحثون حاليًا إيجاد طريقة أفضل وأرخص لتحقيق نفس العملية باستخدام مذيبات خفيفة مثل الخل للتحلل.
في المستقبل، مبنى هاربين دونجانملزمةs شركةكما ستتابع عن كثب ابتكارات الصناعة وستواصل الاستثمار في التكنولوجيا وتكنولوجيا حماية البيئة، والابتكار المستمر لجعل ألواح البولي يوريثين من Dong'an أكثر صديقة للبيئة وصحية. ونعتقد أيضًا أنه سيكون هناك المزيد من تقنيات حماية البيئة الجديدة التي ستولد في المستقبل.
وقت النشر: 09 نوفمبر 2023