我們經常聽到有關塑料袋、瓶子和其他一次性使用的塑料的問題,但對聚氨酯(PU)泡沫卻不太了解,它被用于床墊、鞋和軟墊家具等應用。一個聚氨酯供應商,獨立地以及與美國和歐洲的合作伙伴一起工作,旨在幫助創建一個循環的供應鏈,使這種材料可以永久地回收。
工程聚合物公司和聚合物供應商科思創正在開發一種它稱之為 "智能化學分解 "的工藝,這是一種將聚氨酯分解成其原始構件的化學方法。因為這種聚合物不能通過熔化來分解,該工藝比傳統的熱工藝更適合處理這種復雜的材料。 因此,科思創公司的技術現在處于試驗階段,它利用催化劑和工藝優化(如優化溫度和壓力)來分解這種材料,而不額外使用熱量。
Redwave和科思創的客戶Recticel開發了一種輔助機制來進一步優化回收。該機制是分揀技術,可以實時區分和分揀生產線上的不同聚氨酯材料。
科思創公司聚氨酯業務宣傳和可持續發展工作的執行領導Richard Skorpenske解釋說"原理上是說,我們利用化學分解來分解分子,并通過智能分揀等數字技術進行優化。通過智能分揀,結合我們正在努力微調的化學分解,我們可以實現非常清潔的材料輸入,進一步支持我們的回收和原材料回收目標。” 該公司的內部目標是在2025年前實現完全的循環,以及減少50%的溫室氣體排放(基線年為2005年)。
Skorpenske設想,這些技術進步將解決復雜的問題。
"聚氨酯產品的傳統挑戰是,它們是一種混合的成分,根據泡沫類型的不同成分不同。通過化學分解將材料分解成基本構件,然后再對泡沫類型進行分類,使我們有更好的機會獲得更精細的蒸汽。 你最終會得到兩個獨立的原材料,以制造新的和更好的最終產品。"
分揀是通過紅外線、光學傳感器或其他先進的檢測技術完成的。對傳感器捕獲的信息進行分析,以促進機器學習,從而使機器能夠確定使用什么傳感器來分揀給定的聚氨酯材料。
科思創認為該技術是實現最終完全循環的途徑。
Skorpenske說:"與過去的工業革命不同,過去的工業革命需要幾十年甚至更長的時間來發展,我們現在有先進的工具來幫助加速這一轉變,實現過去不可能實現的。
科思創公司目前正在德國進行一項大型試點,利用其專有的化學分解技術,不依賴化石燃料,將報廢的聚氨酯泡沫變成建筑材料。
"我們的目標是對聚氨酯進行化學回收,以回收建筑材料、多元醇和甲苯二胺,這是一個必不可少的步驟。 而這將使我們能夠達到更高的負荷水平,以便能夠使用更多的回收材料。"Skorpenske說。
目前,科思創公司正在驗證其實驗室結果并努力優化工藝,同時在模擬工業環境中開發產品。雖然還需要幾年時間,但未來的目標是實現工業化和規模化,以便能夠銷售回收的原材料。
除了自己的試點,該公司正在向PUReSmart提供技術專長,這是一個歐盟財團,旨在尋找分解這些聚合物的方法,使它們可以用于不同的應用。
同樣致力于進一步分解聚氨酯的Recticel公司是PUReSmart的牽頭人,并從科思創公司購買模塊。
"目前,使聚氨酯完全循環是不可能的,只能部分循環。通過PUReSmart方法,它將是完全可回收和完全循環的。Recticel可持續創新與健康、安全和環境合規部經理Bart Haelterman說:"[科思創]的技術將是回收這種材料的關鍵,使其可以反復完全回收。
Skorpenske說,科思創公司的技術在一段時間內不會被商業化;這一里程碑式的進展大約需要5到10年時間。
"這是一個漫長的學習過程,要找出最佳化解的細節,并使之達到商業規模的經濟效益。 我們正在探索很多變量,包括化學品的反應、溫度和壓力。而且我們正在繼續研究可用于進一步優化結果的催化劑。"
伙伴關系將是很重要的。除了在歐洲與PUReSmart合作外,科思創在美國與床墊回收委員會合作,試圖為聚氨酯泡沫廢料確定新的商業模式和最終用途市場。
Skorpenske說:"作為一個主要的聚氨酯供應商,我們認為,通過我們的工作和與行業內其他人的合作,我們可以為解決圍繞這種材料的問題做出貢獻,以幫助創造一個更加循環的經濟。”