في السنوات الأخيرة، أصبحت منتجات البولي يوريثين تحظى بشعبية متزايدة، مثل ألواح التخزين البارد التي تنتجها شركة Harbin Dong'an Building Sheets في الصين، والتي مصنوعة من مواد البولي يوريثين.
بشكل عام، يُمكن تقسيم البولي يوريثان إلى مواد صلبة بالحرارة ومواد لدنة بالحرارة، ويمكن تصنيعه من بلاستيك البولي يوريثان (وخاصةً الرغوة)، وألياف البولي يوريثان (الإسباندكس)، وإيلاستومرات البولي يوريثان. تُسمى معظم مواد البولي يوريثان بالصلبة بالحرارة، مثل رغاوي البولي يوريثان اللينة والصلبة وشبه الصلبة.
غالبًا ما تُعتمد إعادة تدوير البولي يوريثان على طرق إعادة التدوير الفيزيائية، نظرًا لفعاليتها ووفرتها الاقتصادية نسبيًا. ويمكن تقسيمها تحديدًا إلى ثلاث طرق إعادة تدوير:
هذه الطريقة هي أكثر تقنيات إعادة التدوير شيوعًا. تُسحق رغوة البولي يوريثان اللينة إلى قطع صغيرة الحجم باستخدام مطحنة، ثم يُرشّ لاصق البولي يوريثان التفاعلي في الخلاط. اللاصق المستخدم عادةً هو مزيج من رغوة البولي يوريثان أو بوليمر أولي مُنهى بـ NCO، مصنوع من بولي فينيل بولي ميثيلين بولي إيزوسيانات (PAPI). عند استخدام مواد لاصقة مصنوعة من PAPI للربط والقولبة، يمكن أيضًا استخدام الخلط بالبخار. أثناء عملية ربط نفايات البولي يوريثان، يُضاف 90% من نفايات البولي يوريثان و10% من اللاصق، ويُخلط المزيج بالتساوي، أو تُضاف بعض الأصباغ، ثم يُضغط الخليط.
تتميز تقنية تشكيل الترابط بمرونة عالية وتنوع كبير في الخواص الميكانيكية للمنتج النهائي. وتُعد أنجح طرق إعادة تدوير منتجات البولي يوريثان هي إنتاج رغوة البولي يوريثان المُعاد تدويرها عن طريق ربط بقايا الرغوة اللينة، والتي تُستخدم بشكل رئيسي في حشوات السجاد، والحصائر الرياضية، ومواد عزل الصوت، وغيرها من المنتجات. ويمكن تشكيل جزيئات الرغوة اللينة والمواد اللاصقة في منتجات مثل وسائد أسفل السيارات عند درجة حرارة وضغط معينين؛ وباستخدام ضغط ودرجة حرارة أعلى، يمكن تشكيل مكونات صلبة مثل أغطية المضخات.
يمكن أيضًا إعادة تدوير رغوة البولي يوريثان الصلبة وإيلاستومر البولي يوريثان المُصنَّع بتقنية حقن التفاعل (RIM) بنفس الطريقة. يُخلط جسيمات النفايات مع بوليمرات الإيزوسيانات الأولية للتشكيل بالضغط الساخن، كما هو الحال في تصنيع حوامل الأنابيب لأنظمة تسخين الأنابيب. | 2،صب الضغط الساخن تتميز رغوة البولي يوريثان اللينة بالحرارة ومنتجات البولي يوريثان RIM بخصائص تليين حراري ومرونة معينة في نطاق درجات حرارة يتراوح بين 100 و200 درجة مئوية. في ظل درجات الحرارة والضغط العاليين، يمكن لصق نفايات البولي يوريثان ببعضها البعض دون استخدام مواد لاصقة. ولجعل المنتجات المعاد تدويرها أكثر تجانسًا، غالبًا ما يلزم سحق النفايات ثم تسخينها وكبسها لتشكيلها.
تعتمد شروط التشكيل على نوع نفايات البولي يوريثان والمنتج المُعاد تدويره. على سبيل المثال، يُمكن ضغط نفايات رغوة البولي يوريثان الناعمة بالضغط الساخن لعدة دقائق عند ضغط يتراوح بين 1 و30 ميجا باسكال ودرجة حرارة تتراوح بين 100 و220 درجة مئوية لإنتاج ممتصات الصدمات وواقيات الطين ومكونات أخرى.
طُبّقت هذه الطريقة بنجاح في إعادة تدوير مكونات السيارات المصنوعة من البولي يوريثان من نوع RIM. على سبيل المثال، يُمكن تصنيع ألواح أبواب السيارات ولوحات العدادات باستخدام حوالي 6% من مسحوق البولي يوريثان من نوع RIM و15% من الألياف الزجاجية. | 3،يستخدم كحشو يمكن تحويل رغوة البولي يوريثان الناعمة إلى جزيئات دقيقة عن طريق التكسير أو الطحن في درجات حرارة منخفضة، ويُضاف تشتت هذه الجزيئات إلى البوليولات لتصنيع رغوة البولي يوريثان أو غيرها من المنتجات، مما لا يقتصر على استعادة مواد البولي يوريثان المستهلكة فحسب، بل يُقلل أيضًا من تكلفة المنتج بشكل فعال. يقتصر محتوى المسحوق المكسور في رغوة البولي يوريثان المرنة المعالجة على البارد والمصنوعة من MDI على 15%، ويمكن إضافة 25% كحد أقصى من المسحوق المكسور في رغوة TDI المعالجة على الساخن.
تتمثل إحدى العمليات في إضافة نفايات الرغوة المفرومة مسبقًا إلى رغوة بولي إيثر بوليول الناعمة، ثم طحنها في مطحنة مناسبة لتشكيل خليط "بوليول معاد تدويره" يحتوي على جزيئات دقيقة لتصنيع الرغوة الناعمة.
يمكن سحق نفايات البولي يوريثان RIM إلى مسحوق، وخلطها مع المواد الخام، ثم تصنيعها إلى إلاستومرات RIM. بعد سحق نفايات رغوة البولي يوريثان الصلبة ورغوة البولي إيزوسيانورات (PIR)، يمكن أيضًا إضافة 5% من المواد المعاد تدويرها إلى الخليط لإنتاج رغوة صلبة. |
في السنوات الأخيرة، ظهرت طريقة جديدة للاسترداد الكيميائي
نجح فريق من جامعة إلينوي بقيادة البروفيسور ستيفن زيمرمان في تطوير طريقة لتحلل نفايات البولي يوريثين وتحويلها إلى منتجات مفيدة أخرى.
يأمل طالب الدراسات العليا إفرايم مورادو في إعادة استخدام البوليمرات بطرق كيميائية لحل مشكلة نفايات البولي يوريثان. يتميز البولي يوريثان بثبات عالٍ للغاية، وهو مصنوع من مكونين يصعب تحللهما: الإيزوسيانات والبوليولات.
تُعدّ البوليولات مفتاحَ المشكلة، إذ تُستخرج من البترول ولا تتحلل بسهولة. ولتجنب هذه الصعوبة، اعتمد فريق البحث وحدةً كيميائيةً أسهل تحللًا وقابلةً للذوبان في الماء، وهي الأسيتال. ويمكن استخدام نواتج التحلل الناتجة عن إذابة البوليمرات بحمض ثلاثي كلورو أسيتيك وثنائي كلورو الميثان في درجة حرارة الغرفة لإنتاج مواد جديدة. وكدليلٍ على نجاح هذه الفكرة، تستطيع شركة مورادو تحويل الإيلاستومرات المستخدمة على نطاق واسع في التغليف 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. لذلك، يسعى الباحثون حاليًا إلى إيجاد طريقة أفضل وأقل تكلفة لتحقيق نفس العملية باستخدام مذيبات خفيفة مثل الخل للتحلل.
في المستقبل، مبنى هاربين دونغآنملزمةs شركةسنتابع عن كثب ابتكارات الصناعة، ونواصل الاستثمار في التكنولوجيا وتقنيات حماية البيئة، ونبتكر باستمرار لجعل ألواح البولي يوريثان من دونغآن أكثر ملاءمة للبيئة وأكثر صحة. ونؤمن أيضًا بظهور المزيد من تقنيات حماية البيئة الجديدة في المستقبل.
وقت النشر: 9 نوفمبر 2023