پلی یورتان ها (PUs ) در بسیاری از محصولات مانند: تشک ها، عایق ها، کفش ها و مصالح ساختمانی استفاده می شوند. فرسودگی و جایگزینی این محصولات ضایعات زیادی تولید می کند. چند روش برای بازیافت ضایعات PU وجود دارد، اما این تکنیک‌ها منجر به محصولاتی با ارزش کمتر می‌گردند. اکنون، محققان راهی برای بازیافت PU به دست آوردند که منجر به تولید اقلامی معادل یا حتی با ارزش بالاتر میگردد. PU را نمی توان به سادگی با گرم کردن بازیافت کرد، زیرا از شبکه های پلیمری تشکیل شده است که توسط پیوندهای شیمیایی قوی به هم متصل می شوند که هنگام گرم شدن جریان نمی یابند. برخی از گروه های تحقیقاتی انواع جدیدی از PU را با پیوندهای عرضی ساخته اند که می توانند در پاسخ به یک محرک، شکسته و اصلاح شوند و امکان بازیافت آن را فراهم کنند. اما این رویکرد صنعت را ملزم به تجاری سازی مواد اولیه جدید کرده و به موضوع زباله های متعارف باقی مانده در محل های دفن زباله نمی پردازد. همچنین، این روش‌ها بر روی فوم‌ها، شکلی که بیشتر PU در محصولات استفاده می‌شود، آزمایش نشده‌اند. یک گروه تحقیقاتی دیگر راهی برای بازیافت پلی استر معمولی یا PU اصلاح شده با خیساندن آن در محلول کاتالیزوری ابداع کردند که به مواد امکان می دهد دوباره به محصولات مشابه یا با ارزش بالاتر تبدیل شوند.
گروهی از محققان دانشگاه نورث وسترن شیکاگو روش بازیافت جدیدی را برای فوم های پلی یورتان، یکی از رایج ترین انواع پلاستیک، که از کاتالیزورهای غیرسمی استفاده می کند، ابداع کرده اند. روش سنتی بازیافت پلاستیک پلیمری شامل ذوب پلاستیک و ریخته‌گری است. اما پلاستیک‌های بادوام‌تر مانند فوم پلی یورتانی استفاده شده به عنوان اسپری عایق، در فضای داخلی خودرو و انواع پوشاک به دلیل ساختار شبکه‌ای خود ذوب نمی‌شوند. این فرآیند شامل واکنش های شیمیایی است که به طور همزمان پلی یورتان را پس از گرم شدن در حضور یک کاتالیزور مبتنی بر زیرکونیوم و یک عامل فوم زا، بازفرآوری می کنند. فوم بازیافتی دوام و یکپارچگی ساختاری و شیمیایی خود را حفظ می کند. وقتی پلاستیک‌ها با چرخه حیات دایره‌ای تولید می‌شوند، به بخش مهمی از اقتصاد آینده تبدیل می‌گردند. انواع پلیمرهایی که به این رویکرد کاتالیزوری نیاز دارند، ترموست یا پلیمرهای متقاطع نامیده می شوند. ترموست ها به دلیل دوام و پایداری برترشان مهم هستند، اما این ویژگی ها به قیمت بازیافت ناپذیری تمام می شود. روش‌های جدید بازیافت ترموست باعث کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش استفاده از دفن زباله می‌شود. این “چرخه عمر دایره ای” به موادی اطلاق می شود که به جای اینکه یک بار مورد استفاده قرار گیرند و دور ریخته شوند یا از بین بروند، با حداقل کاهش کیفیت و ارزش، دوباره پردازش یا تولید می گردند. Dichtel و تیمش روشی را برای بازیافت و شکل دادن مجدد محصولات فوم پلی یورتان موجود با استفاده از یک کاتالیزور مبتنی بر زیرکونیوم در مواد پس از ترکیب شدن به قطعات کوچکتر توسعه دادند. برای انجام این کار، تیم، کار را با آسیاب کردن فوم یا فیلم PU و مخلوط کردن ذرات در محلول کاتالیزور شروع کردند. پس از خشک شدن، ذرات تحت فشار قالب گیری شدند تا لایه های جدیدی تشکیل شود. فیلم‌های قالب‌گیری فشرده محصولات باکیفیت را تشکیل می‌دادند، اما فوم، با این روش، مواد ترک خورده و ناهمگن تولید می‌کرد. محققان این مشکل را با توسعه یک فرآیند اکستروژن دو پیچ که اختلاط و حذف هوا در فوم های بازیافتی را در مقایسه با روش قالب گیری فشرده بهبود می بخشد، حل کردند. آن ها می گویند این روش جدید می تواند برای بازیافت مداوم مقادیر زیادی از زباله های پلی اتیلن که در حال حاضر در محل دفن شده یا به تازگی تولید شده اند استفاده شود. آن ها قبلاً برای این فرآیند به کاتالیزورهای مبتنی بر قلع متکی بودند، اما این کاتالیزورها برای بررسی بیشتر سمی هستند. هنگامی که پلی یورتان گرم می شود، کاتالیزور زیرکونیوم پیوندهای خود را مجدداً مرتب می کند و اجازه می دهد تا مواد تغییر شکل دهند. در همان زمان، ماده ای به نام عامل فوم زا، حباب های گاز جدیدی تولید می کند که در داخل پلاستیک به دام می افتند. به این ترتیب، فوم پلی یورتان قدیمی که معمولاً فقط یک بار استفاده می شود، به یک فوم جدید و تغییر شکل یافته تبدیل می گردد. این کشف بر اساس تحقیقات قبلی Dichtel است که راهی را برای بازیافت فوم پلی یورتان به پلاستیک جامد ایجاد کرد.
بدون دیدگاه