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)。對此，由歐盟資助的PUReSmart項(xiàng)目集結(jié)來自6個(gè)國家的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)德國勒沃庫森試驗(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年在德國勒沃庫森啟動(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。
