聚氨酯泡沫是全球最重要的塑料產(chǎn)品之一，可用于多個(gè)領(lǐng)域，但廢棄物回收是聚氨酯行業(yè)當(dāng)前面臨的重大挑戰(zhàn)。對(duì)此，由歐盟資助的PUReSmart項(xiàng)目集結(jié)來自6個(gè)國(guó)家的9個(gè)合作伙伴，尋找解決這一問題的創(chuàng)新方法和技術(shù)路徑。
目前，該項(xiàng)目已順利結(jié)束，其提出的聚氨酯軟泡廢棄物回收再利用解決方案，顯著提升了回收效率和回收效果，有望徹底改變傳統(tǒng)的床墊生產(chǎn)和回收體系。
智能分類技術(shù)助力廢棄物分揀
盡管聚氨酯行業(yè)非常關(guān)注廢棄物回收問題，但就在幾年前，廢棄床墊的處置還沒有很好的解決方案，大約有60%最終被填埋，其余40%被焚燒處理。在各方的共同努力下，特別是歐盟PUReSmart將智能機(jī)械回收技術(shù)和開發(fā)的化學(xué)分解技術(shù)相結(jié)合，成功開發(fā)出一種廢棄聚氨酯化學(xué)分解的創(chuàng)新工藝，可以實(shí)現(xiàn)聚氨酯軟泡的完全回收。這項(xiàng)技術(shù)更有利于推動(dòng)聚氨酯行業(yè)的碳減排，促使行業(yè)發(fā)展與其環(huán)境目標(biāo)保持一致。
據(jù)悉，歐盟“地平線2020”研究和創(chuàng)新計(jì)劃為PUReSmart項(xiàng)目提供了四年600萬(wàn)歐元的資助。該項(xiàng)目的目標(biāo)是回收利用超過90%的聚氨酯廢棄物，將其轉(zhuǎn)換為新產(chǎn)品和可利用產(chǎn)品。
4年前，當(dāng)PUReSmart著手尋找將聚氨酯的生產(chǎn)—應(yīng)用—廢棄的傳統(tǒng)模式轉(zhuǎn)變循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的方法時(shí)，該項(xiàng)目從一開始就提出了切實(shí)可行的思路：聚氨酯回收應(yīng)從有利于后續(xù)化學(xué)分解的固體機(jī)械分類過程開始。隨后，PUReSmart致力于開發(fā)智能分類技術(shù)，將各種聚氨酯軟泡鑒別分揀為各類不用原料類型的材料，并將其分解為基本的化學(xué)成分。
實(shí)踐證明，這一思路行之有效。Redwave公司首先提出了利用近紅外傳感器來檢測(cè)分類聚氨酯廢棄物的解決方案，以更好地重新利用聚氨酯軟泡。近紅外反射光譜已經(jīng)應(yīng)用在檢測(cè)分類PET、PE等各種熱塑性塑料領(lǐng)域，如今首次被用于分揀聚氨酯泡沫。
據(jù)了解，Redwave公司的研發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)為聚氨酯廢料分揀開發(fā)了可靠的解決方案，包括分揀聚氨酯軟泡廢棄物的各個(gè)環(huán)節(jié)。Redwave公司的分揀設(shè)備可以識(shí)別和分類20~30種不同類型的聚氨酯，如MDI基聚氨酯泡沫、傳統(tǒng)聚氨酯泡沫、高回彈卷紙泡沫，以及含有阻燃劑等添加劑的聚氨酯軟泡等。當(dāng)前，相關(guān)企業(yè)還在對(duì)廢棄聚氨酯材料分揀系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，讓下游的化學(xué)分解過程更為簡(jiǎn)便。
后續(xù)化學(xué)分解技術(shù)研發(fā)加快推進(jìn)
在明確優(yōu)化前期廢棄物鑒別分揀的思路的同時(shí)，PUReSmart也在加快推動(dòng)后續(xù)化學(xué)分解的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化試驗(yàn)。最近幾個(gè)月，PUReSmart聯(lián)盟的成員公司Recticel Engineered Foams已經(jīng)進(jìn)行了各種實(shí)驗(yàn)，通過從科思創(chuàng)德國(guó)勒沃庫(kù)森試驗(yàn)工廠獲得的回收多元醇和異氰酸酯來重新生產(chǎn)聚氨酯泡沫。
與其他回收聚氨酯軟泡的化學(xué)過程不同，該工藝不使用化石原料生產(chǎn)的多元醇，只需要在預(yù)先分類出來的廢棄泡沫原料中加入乙二醇和一種添加劑。在化學(xué)分解過程中，廢棄軟泡可以分解為高純度和高產(chǎn)率的多元醇和甲苯二胺(TDA，TDI的前體)。經(jīng)過再次加工，這些分解產(chǎn)生的聚氨酯原料，可以根據(jù)需要重新用來生產(chǎn)新的聚氨酯軟泡。
科思創(chuàng)“試水”聚氨酯軟泡可持續(xù)循環(huán)
科思創(chuàng)從2019年開始嘗試推動(dòng)該項(xiàng)工作，在2021年在德國(guó)勒沃庫(kù)森啟動(dòng)試點(diǎn)工廠，并在實(shí)驗(yàn)室中取得了積極成果。實(shí)驗(yàn)證明，床墊聚氨酯軟泡的兩種主要原材料可以通過化學(xué)手段進(jìn)行回收，并達(dá)到很高的質(zhì)量和純度。目前，他們已經(jīng)用可完全回收生產(chǎn)的多元醇和 TDI 分別生產(chǎn)出了新的軟質(zhì)泡沫樣品。如果試驗(yàn)順利，該公司計(jì)劃建設(shè)更大的回收利用設(shè)施，對(duì)技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。
這一創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了聚氨酯軟泡的可持續(xù)循環(huán)，并減少了二氧化碳的排放量?？扑紕?chuàng)與Recticel公司對(duì)取得的成果感到高興。Recticel研發(fā)總監(jiān)Bart Haelterman表示:“我們成功開發(fā)了化學(xué)回收這些產(chǎn)品的技術(shù)，將聚氨酯轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量的回收材料。這是聚氨酯泡沫首次真正實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。”
在PUReSmart項(xiàng)目的創(chuàng)新基礎(chǔ)上，科思創(chuàng)正與廢棄物管理行業(yè)企業(yè)合作，推動(dòng)軟泡回收的產(chǎn)業(yè)化?？扑紕?chuàng)高性能材料銷售主管Christine Mendoza-Frohn表示:“我們的目標(biāo)是將廢棄物轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的原材料，并與合作伙伴一道，將循環(huán)經(jīng)濟(jì)的原則融入公司價(jià)值鏈。因此，公司將創(chuàng)新的回收利用作為優(yōu)先事項(xiàng)?？扑紕?chuàng)將聚氨酯軟泡廢棄物的創(chuàng)新回收過程命名為Evocycle CQ，持續(xù)推動(dòng)聚氨酯床墊泡沫的化學(xué)分解，并且彰顯了我們進(jìn)一步投資這項(xiàng)技術(shù)的意愿?！?
科思創(chuàng)表示，CQ代表“循環(huán)智能”，是一種更智能的方法，用于更可持續(xù)的材料和解決方案?？蛻艨梢酝ㄟ^產(chǎn)品名稱中的CQ標(biāo)簽，輕松區(qū)分基于替代原料的產(chǎn)品和基于化石原料的產(chǎn)品?？扑紕?chuàng)希望，通過將廢棄物轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的資源，減少使用化石燃料，并顯著降低碳排放，推動(dòng)聚氨酯床墊行業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。
目前要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，還有不少問題需要解決，特別是在擴(kuò)大規(guī)模方面，而且廢棄軟泡床墊供給的高效率和經(jīng)濟(jì)性至關(guān)重要。首先要收集大量的廢棄軟泡床墊，其次是將其分解為各個(gè)組件，如彈簧、紡織物和泡沫等，并根據(jù)泡沫的純度和密度進(jìn)行預(yù)先分類。這就需要聚氨酯企業(yè)加強(qiáng)與商業(yè)伙伴的緊密合作。目前，科思創(chuàng)已經(jīng)與Interzero和Ecomaison(原Eco-mobilier)等在這方面展開合作。
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