مصرف بی رویه مواد پلیمری باعث آلودگی زمین شده و زندگی را برای بشریت غیرممکن میکند. اثرات زیست محیطی ضایعات فومهای پلییورتان (PUF) در آینده قابلتوجهتر خواهد بود و باید از دفن ضایعات و سوزاندن آنها اجتناب شود. دانشمندان و محققان صنعتی توجه زیادی به بازیافت شیمیایی PUFها، مانند سایر پلیمرها، با پیروی از اصل تجزیه زنجیرهای داشتهاند. هیدرولیز، آمینولیز، گلیکولیز، اسیدولیز و روشهایی از این قبیل از جمله روشهای کلیدی بازیافت شیمیایی فومهای پلییورتان هستند.
هیدرولیز فوم پلییورتان براساس واکنش شیمیایی ضایعات فوم با بخارآب و هیدروکسید فلزات قلیایی بعنوان کاتالیزور در دماهای بالا (۲۵۰ تا ۳۵۰ درجه سانتیگراد) تحت فشارهای بالا رخ میدهد (شکل۱).
این فرآیند شیمیایی آمین، الکل و کربن دیاکسید تولید میکند. هیدرولیز فوم پلییورتان دارای واکنشهای جانبی زیادی است که مسئول تولید محصولات جانبی ناخواستهای مانند ۴,۴’-دیآمینودیفنیلمتان (MDA)، ۴,۲- تولوئن دیآمین و ۶,۲- تولوئن دیآمین هستند؛ بیشتر این مواد شیمیایی جزء مادههای بسیار سمی محسوب میشوند.
واکنش الکولیز فوم پلییورتان با استفاده از مجموعهای از الکلها و هیدروکسیدهای فلزی مانند هیدروکسیدهای سدیم یا هیدروکسیدهای پتاسیم در دمای بالا و فشار بالا انجام میشود. واکنش الکولیز فرآیندی مشابه واکنشهای هیدرولیز است. این فرآیند که واکنشدهندههای اصلی، یعنی پلیالها و محصولات یورتانی را تولید میکند، برای تجزیه فوم پلییورتان و تبدیل آن به گاز، روغن و محصولات جامد، به محیط بدون اکسیژن و دمای بالا نیاز دارد.
نوع دیگری از واکنشهای شیمیایی که توسط بسیاری از محققان در بازیافت ضایعات انجام شده است، اسیدولیز فوم پلییورتان است. واکنشهای اسیدولیز توسط انواع مختلف اسیدهای معدنی و آلی انجام میشود. گروه یورتان موجود در فوم پلییورتان با استفاده از اسیدهای معدنی تجزیه می شود و نمکهای آمین جایگزینشده و پلیال جایگزینشده را طبق طرح واکنش شکل ۲ تشکیل می دهد.
علاوه بر این، واکنشهای اسیدولیز همچنین در دماهای نسبتاً پایین (۶۰ درجه سانتی گراد) و فشار اتمسفر برای مدت زمان کوتاه انجام میشوند. این فرآیند منجر به تولید مجموعهای از محصولات مانند آمیدها، پلیالها، نمکهای آمینی و الیگواورهها میشود.
مطالعه بیشتر: الاستومرهای ریخته گری شده پلی یورتان
منبع
[۱] D. Simón, A. Borreguero, A. De Lucas, and J. Rodríguez, “Recycling of polyurethanes from laboratory to industry, a journey towards the sustainability,” Waste Management, vol. 76, pp. 147-171, 2018.
[۲] S. A. Madbouly, “Novel recycling processes for thermoset polyurethane foams,” Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry, p. 100835, 2023.
بدون دیدگاه