Reciclado de materias primas del poliuretano

El reciclado de este tipo de materias primas cubre dos rutas tecnológicas diferentes: quimiólisis y procedimientos petroquímicos.

La ruta química utiliza sobre todo la hidrólisis, aminolisis o un enfoque de glicólisis para romper la composición de resina del conjunto térmico. El craqueo se realiza principalmente por medios químicos y, por lo tanto, esta ruta tecnológica también se llama quimiólisis.

Otra tecnología de craqueo utiliza temperaturas más altas con diferentes tipos de composición gaseosa. La pirólisis evita el oxígeno, la gasificación opera con bajo contenido de oxígeno y la hidrogenación con un ambiente de hidrógeno. Las tres tecnologías también pueden ser definidas como típicos modos petroquímicos de ruptura de la matriz del poliuretano.

Tecnología

La quimiólisis de PU se desarrolló más tarde, en su mayoría por productores de materias primas de PU: BASF, Bayer, Dow Chemical, ELASTOGRAN y Huntsman, cuando la legislación obligó a los proveedores de materias primas a participar en el ciclo de reciclaje. El craqueo petroquímico de espuma de poliuretano se realiza durante los siguientes 10 años de funcionamiento y en muchas de las grandes plantas de residuos plásticos mixtos. Los ejemplos incluyen operaciones a gran escala de gasificación (SVZ, Schwarze Pumpe) y de hidrogenación (Ruhroel AG, Bottrop, Alemania).

Descripción

El agrietamiento de la matriz conjunto termo, en su mayoría mezclas de espumas flexibles o rígidas, produce un poliol que puede ser reintroducido en el ciclo de la materia prima del poliuretano, para construir paneles sándwich, por ejemplo.

Estos nuevos polioles no son un sustituto directo de polioles vírgenes, y las fórmulas para espuma de poliuretano reciclado tienen que pasar por un cambio de formulación en lugar adecuado, una planta especial y líneas de fabricación de espuma a escala real.

Estado de la tecnología

Durante los años de desarrollo de la quimiólisis, todos los fabricantes de materiales primas tuvieron una planta piloto de pequeño tamaño y poca capacidad (1 t / h), utilizadas para demostrar la viabilidad de la tecnología de la quimiólisis en una escala lo suficientemente grande como para construir posteriormente una planta de tamaño real con un rendimiento de 50 kt / año. Una planta de ese tamaño económico mínimo nunca se llevó a cabo, sobre todo debido a la falta de buen material de PU con calidad homogénea, así como el suministro contractual de alimentación a largo plazo.

PU Específicos

En este tipo de tratamiento, las moléculas se descomponen en bloques de construcción más pequeñas, que después se puede volver a montar en polímeros adecuados para uso en aplicaciones de calidad, similar a aquellos para los que se emplearon los componentes originales.

Tecnologías importantes

La glucólisis consiste en hacer reaccionar la espuma PU con dioles a una temperatura elevada (200 ° C) provocando una escisión de enlaces covalentes. Los poliuretanos sólidos de peso molecular alto, reticulados, se descomponen a un peso molecular más bajo, y se transforman en un producto líquido.

La glucólisis monofásica es la tecnología más utilizada. La hidrólisis y aminólisis no pasaron la etapa piloto. Existen plantas de pequeña escala comercial de quimiólisis; Italia (suelas de zapatos), Austria (espuma elastomérica) y Alemania (RIM, SS), Reino Unido (losas flexibles).

El reciclado de este tipo de materias primas cubre dos rutas tecnológicas diferentes: quimiólisis y procedimientos petroquímicos

La relevancia de la industria petroquímica para el reciclado de materia prima se ha visto muy disminuida debido a la falta de stock de PU para reciclaje. Otras técnicas de reciclado más rentables, tales como el uso de plásticos en los altos hornos de hierro para sustituir el carbón o fuel pesado se practican actualmente en Austria a gran escala.

Características

La mayor parte de la espuma de PU potencialmente reciclable tiene una composición que permite el reciclaje de materia prima para producir polioles u otros productos químicos intermedios. La química de la espuma flexible y rígida es bastante diferente; en consecuencia, en la mayoría de los casos se usan líneas de alimentación separadas. La degradación del PU no limita la alimentación, pero contaminantes del PU tales como un alto contenido de agua, o polímeros de tipo PU inerte interferirán en la quimiólisis. Otros polímeros de condensación como PET o PA no lo harán.

Mercado y costo

La presión legislativa de la directiva de final de vida de los vehículos y de los deshechos de aparatos electros y electrónicos, desembocó en un proceso de desarrollo fuerte por parte de los principales proveedores de materias primas de PU.

Todavía existen pequeñas plantas piloto a escala para recuperar los residuos post-industriales para líneas de producción de colchones, suelas de zapatos y RIM. El hecho de que las plantas de quimiólisis a mayor escala no fueran construidas demuestra la falta de rentabilidad en ese momento.

Los fabricantes de automoción estaban a favor de desarrollar esta tecnología de reciclaje de PU específica, pero la falta de sinergias, la flexibilidad del proceso, el costo y la logística de otros plásticos impidió que el mayor desarrollo de la quimiólisis.

Las rutas petroquímicas aceptan una mezcla de alimentación mucho más amplia, y ofrece una mejor sinergia con los plásticos que se utilizan en los automóviles. Demuestra esto la prueba que a gran escala se llevó a cabo en diferentes países como Alemania y Suecia utilizando una corriente de refinado residuos de partes del automóvil (ASR).

Ecología

Muchos análisis ecológicos ​​LCA sí mostraron que las técnicas de quimiólisis y petroquímicas eran buenas para el reciclado de PU, siempre que la logística de alimentación de estas pantas con materia prima se optimizara.

Productos

El reciclaje de espuma flexible de PU através de la quimiólisis produce un poliol, que se utiliza principalmente para la producción de espuma rígida de PU.

Conclusiones

Se han desarrollado varios tipos de procesos de quimiólisis para los diferentes tipos de espuma. La glucólisis monofásica se aplica actualmente industrialmente. En el caso de las espumas flexibles, produce polioles que pueden sustituir hasta un 90% de los polioles vírgenes de espumas semirrígidas, con lo que el contenido reciclado de espumas "viejas" en las "nuevas" alcanza el 30%. Pero se ha demostrado también que el éxito técnico no conduce a una realidad comercial económicamente viable.

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