در اروپا، پلی یورتان حدود ۷ درصد از مصرف پلیمر را تشکیل می دهد. مصرف جهانی PU در سال ۲۰۲۵، ۸۰ میلیارد دلار برآورد شده که حدود ۲۷٪ آن در اروپا به عنوان فوم PU و سایر محصولات مصرف شده است. در سراسر جهان، PU رتبه ۶ در تولید پلیمر را دارد. مجموع تولید آن در سال ۲۰۲۰ به ۳۵ میلیون تن رسید. انتظار می رود مصرف PU به دلیل تطبیق پذیری آن نسبت به برنامه های کاربردی جدید، افزایش یابد. تقاضای رو به رشد برای مواد سبک وزن و با کارایی بالا، به طور قابل توجهی، توجه تحقیقات را در فوم PU با استفاده از تکنیک‌های فوم‌سازی مرسوم و اصلاح‌شده افزایش می‌دهد. PU عمدتاً با واکنش پلی ایزوسیانات ها با ترکیبات هیدروکسیل چند منظوره تولید می گردد. شامل سگمنت‌های نرم و سگمنت‌های سخت بوده و خواص آن را می‌توان برای کاربردهای خاص با تغییر ماهیت شیمیایی و نسبت سگمنت نرم و سخت تنظیم کرد. PU یک خانواده پلیمری جذاب بوده و در طیف گسترده ای از ساختارهای ماکرومولکولی موجود است.
PU ها به دلیل داشتن پیوندهای یورتان بسیار مقاوم و قوی اغلب در کاربردهای طولانی مدت استفاده می گردند. با این حال، کاربرد گسترده PU باعث حضور مداوم آن به عنوان مسیر زباله جامد در محیط، معمولاً به عنوان محصولات مصرفی و صنعتی دور ریخته شده، می شود. از مجموع ۷۰ نمونه جمع آوری شده در یک ساحل بریتانیا، ۳۹ قطعه از محصولات پلاستیکی فوم PU را پیدا کردند.
تولید جهانی مواد فوم پلیمری به دلیل خواص مفید آن ها مانند: وزن سبک، عایق حرارتی بالا، استحکام خوب و مقاومت بالا، در حال رشد است. جامعه، مقادیر روزافزونی از زباله های پلی یورتان ایجاد می کند. بخش عمده ای از این زباله ها را می توان بازیافت کرد، تا برای استفاده بیشتر مورد استفاده قرار گیرد. صنعت PU متعهد به کمک و ایفای نقش خود در این فرآیند است. بازیافت و بازیابی فوم PU طیف وسیعی از فرآیندهای مکانیکی، فیزیکی، شیمیایی و ترموشیمیایی را پوشش می‌دهد. علاوه بر گزینه های پردازش مکانیکی و شیمیایی مستند، عملیات حرارتی-شیمیایی یا به عنوان دفع نهایی (سوزاندن) یا در جهت بازیابی مواد اولیه مهم هستند که منجر به تولید محصولات متفاوت با توجه به شرایط حرارتی تصفیه می شود. این بررسی روی این فرآیندهای حرارتی-شیمیایی و حرارتی متمرکز است. تا آنجایی که به تجزیه در اثر حرارت مربوط می شود، TDI و بیشتر پلی ال ها قابل بازیابی هستند. بالاترین بازده بازیابی TDI و پلی ال ها در دماهای پایین (۱۵۰-۲۰۰درجه سانتی گراد) رخ می دهد. با این حال، واضح است که مواد اولیه خالص تولید نخواهد شد.
پلی یورتان در مسیر زباله:
بازیافت و بازیابی (از جمله بازیافت انرژی) در اروپای غربی مورد توجه قرار گرفته است. مقداری ضایعات پلی یورتان(~ ۳٪) نیز به آمریکای شمالی صادر می شود. ضایعات فوم PU فلکسیبل فرآوری شده بیشتر از صندلی های خودرو است. اگرچه دفن زباله و سوزاندن هنوز به طور گسترده به عنوان روش دفع برای تمام مواد پسماند PU استفاده می گردد، بازیافت فیزیکی، شیمیایی و ترموشیمیایی با کاربردهای صنعتی در مقیاس بزرگ که در حال حاضر در حال بهره برداری هستند، توجه فزاینده ای به دست آورده است. عمدتاً پس از متراکم کردن ضایعات PU تا تراکم حدود ۵۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب، آلودگی خاک و آب های زیرزمینی با وجود تجزیه پذیری طبیعی پایین PU، نگرانی عمده ای است. برخی از باکتری ها، قارچ ها و به ویژه آنزیم های استراز، همچنین اوره آز و پاپائین نیز می توانند پیوندهای استری زنجیره را بشکنند. تخریب باکتریایی PU بسیار محدود است، اگرچه گونه‌های باسیلوس و سودوموناس منجر به تخریب زیستی PU می‌گردند. تخریب بیولوژیکی به شدت تحت تأثیر کریستال های PU، وسعت واحدهای تکرار شونده، ساختار PU و اتصال متقابل قرار می گیرد. اخیراً نشان داده شده است که سویه های باکتریایی Delftia acidovorans TB-35 و Staphylococcus epidermidis به ترتیب مسئول تخریب میکروبی پیوندهای پلی استر و پلی اتر هستند.
نگرانی عمده در مورد دفع، به دلیل وجود عوامل فوم زای کلر و فلوئور در فوم های عایق PU قدیمی است. از آنجایی که مسیرهای تصفیه فوم PU همیشه شامل یک مرحله آسیاب اولیه بوده، گازهای فوم زای به دام افتاده پس از عملیات مکانیکی آزاد می شوند. CFC-11 یک ترکیب جدی تخریب کننده لایه اوزون است. ترکیبات غیر هالوژنه مانند: پنتان، سیکلوپنتان یا CO2 به طور فزاینده ای استفاده می گردند. از این رو مهم است که این CFCهای خطرناک در طول آسیاب، به دام افتاده و از بین بروند. اگر فوم PU دفن شود، غلظت گاز CFC-11 بین ۲۰-۲۲۰ میلی گرم بر متر مکعب در محل دفن زباله ایجاد کرده، که منجر به خوردگی بالقوه در ژنراتورهای موتور گازی می گردد. انتشار CFC-11 با این حال کند بوده و ۱۰٪ در عرض چند هفته گزارش شده است. عوامل فوم زای کلرو فلوئورو جدیدتر، دارای نفوذ بالاتری در فوم PU بوده و با سرعت بیشتری آزاد می شوند. با این حال، اگر ذرات PU خرد شده درشت باشند، انتشار آن ها به شدت کاهش می یابد.
اهداف تحقیق حاضر:
بازیافت و بازیابی فوم PU طیفی از فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و حرارتی را پوشش می‌دهد، که توسط آن‌ها می‌توان ضایعات PU را به ذرات ریز خرد کرد و به واحدهای هیدروکربنی اساسی تبدیل کرده یا به مونومرهای سازنده برای استفاده مجدد تبدیل کرد. روش‌های تصفیه حرارتی-شیمیایی امکان تبدیل ضایعات PU را به مونومرهای با ارزش (تیرولیز) یا گاز سنتز (گاز شدن) می‌دهند. دفع نهایی ضایعات PU مستلزم سوزاندن است.
بدون دیدگاه