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FOAM2FOAM：通過化學(xué)回收實(shí)現(xiàn)聚氨酯泡沫的循環(huán)經(jīng)濟(jì)”是由科學(xué)，創(chuàng)新和大學(xué)部根據(jù)RetosColaboración(協(xié)作挑戰(zhàn))計(jì)劃資助的一個(gè)項(xiàng)目，該計(jì)劃是針對社會(huì)挑戰(zhàn)的國家研究計(jì)劃的一部分。
該項(xiàng)目的目標(biāo)是通過可行的化學(xué)回收過程，在聚氨酯(PU)生命周期中實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)概念，以獲得可用于制造新型聚氨酯部件的高質(zhì)量產(chǎn)品(綠色多元醇)。
該項(xiàng)目在國家層面進(jìn)行，涉及三家公司(Titan Recycling，Arcesso Dynamics和AMBElectrónicade
Brescia)和兩個(gè)技術(shù)中心(Gaiker和AIMPLAS)。它于2018年7月啟動(dòng)，預(yù)計(jì)于2021年7月結(jié)束。
聚氨酯廢料有多種來源，因?yàn)橛捎谄湫问椒倍?，目前是用途最廣泛的聚合物之一，其形式包括剛性或柔性輕質(zhì)泡沫，到堅(jiān)韌的彈性體。由于聚氨酯的用途廣泛，聚氨酯廢物產(chǎn)生于許多不同的行業(yè)，包括建筑和拆除、報(bào)廢車輛、電氣和電子設(shè)備。
該項(xiàng)目的重點(diǎn)是三個(gè)主要廢物流：冰箱隔熱層使用后的聚氨酯廢物流，來自家具行業(yè)的廢物(床墊中的柔性聚氨酯泡沫)以及用于塑料零件的工業(yè)后或制造過程(廢料，有缺陷的零件等)廢物流。
目前，聚氨酯廢料進(jìn)行機(jī)械回收，將其還原成顆?；蚍勰?，然后用作其他產(chǎn)品的填料或添加劑。這種處理會(huì)產(chǎn)生低價(jià)值的材料。正因?yàn)槿绱?，目前的回收率非常低，只?0%左右，而大部分最終都被填埋了。因此，本項(xiàng)目旨在通過糖酵解來檢驗(yàn)化學(xué)循環(huán)的可行性，糖酵解包括在特定的受控反應(yīng)條件下，通過化學(xué)試劑(包括溶劑，通常在催化劑存在下)破壞聚合物鏈進(jìn)行化學(xué)解聚。該工藝用于獲得新的、高質(zhì)量的多元醇，可再次用于制造聚氨酯。根據(jù)所獲得的多元醇，可以制造不同種類的零件(剛性、柔性或泡沫)。
聚氨酯化學(xué)回收的挑戰(zhàn)與創(chuàng)新
十多年來，聚氨酯廢棄物回收利用新技術(shù)的開發(fā)不斷取得進(jìn)展。近年來，由于垃圾填埋場關(guān)閉、原材料價(jià)格高企、法律越來越嚴(yán)格、社會(huì)對可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的認(rèn)識增強(qiáng)等原因，這一問題已成為一個(gè)更加緊迫和優(yōu)先的問題。許多倡議尋求對工業(yè)中的钚廢物實(shí)施化學(xué)回收處理;然而，這些倡議是針對清潔廢物制定的，因?yàn)樗鼈冎饕性诤蠊I(yè)廢物上，例如制造過程中產(chǎn)生的廢料。然而，大多數(shù)消費(fèi)后廢物(并且可能是危險(xiǎn)廢物)被其他化合物污染，或與隨后的處理和再利用過程不相容，從而限制了通過溶劑分解處理的此類廢物的量。
獲得綠色多元醇(生態(tài)多元醇)和綠色聚氨酯(生態(tài)聚氨酯)涉及將當(dāng)前的低值回收(下循環(huán))轉(zhuǎn)換為高價(jià)值回收(上循環(huán))。
當(dāng)前，聚氨酯的化學(xué)回收尚不普及，并且在經(jīng)濟(jì)上不可行，尤其是在年處理能力超過8000噸的工廠中。為了解決這個(gè)問題，F(xiàn)OAM2FOAM項(xiàng)目的目標(biāo)是建設(shè)一個(gè)年產(chǎn)能為2000噸的模塊化工廠，并將多個(gè)模塊鏈接在一起。
項(xiàng)目的工作計(jì)劃和現(xiàn)狀
該項(xiàng)目于2018年7月開始，總工期為36個(gè)月。因此，它已經(jīng)進(jìn)行了將近兩年。為了實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的里程碑，它分為七個(gè)階段：
1. 聚氨酯廢物的收集，分類和處理。
2.實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的研究：實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)器中的催化糖酵解
3.回收的多元醇的純度和質(zhì)量。
4.擴(kuò)大規(guī)模(1：5、1：50、1：100)和試驗(yàn)工廠設(shè)計(jì)。
5.建設(shè)溶劑分解聚氨酯廢料的中試工廠。
6.從回收的多元醇中生產(chǎn)新的聚氨酯零件。
7.監(jiān)測和分析過程的可持續(xù)性。
第2階段已經(jīng)完成，包括為每個(gè)廢物流選擇糖酵解的最佳條件(溶劑、催化劑、溫度和時(shí)間)。第3階段包括對回收的多元醇進(jìn)行分類并確定最佳純化工藝，目前已接近尾聲。最佳配方正在設(shè)計(jì)之中，以將這些回收的綠色多元醇引入當(dāng)前的聚氨酯配方中。
同時(shí)，第4階段的工作也在進(jìn)行，包括進(jìn)行放大評估(1:5、1:50、1:100)和設(shè)計(jì)中試裝置。事實(shí)上，聚氨酯廢物溶劑化中試工廠的建設(shè)將在2020年年底前完成，明年，用綠色多元醇生產(chǎn)新聚氨酯產(chǎn)品的工作有望得到驗(yàn)證。這些產(chǎn)品將主要用于隔熱領(lǐng)域。
通過本項(xiàng)目，循環(huán)經(jīng)濟(jì)概念將被納入聚氨酯生命周期，以期通過糖酵解過程實(shí)現(xiàn)零垃圾填埋經(jīng)濟(jì)，從而有可能獲得新的、高質(zhì)量的產(chǎn)品(綠色多元醇)，用作制造新的聚氨酯部件的原材料。這類項(xiàng)目至關(guān)重要，因?yàn)轭A(yù)計(jì)在未來十年，聚氨酯消費(fèi)量將上升;需求將由亞洲、太平洋、東歐和南美等新興市場推動(dòng)。因此，開發(fā)新的回收方案以獲得高附加值的產(chǎn)品是促進(jìn)從線性模式向循環(huán)模式過渡的關(guān)鍵。
AIMPLAS正在參與這一項(xiàng)目，并就這一主題開展研究，以履行其對環(huán)境可持續(xù)性的承諾。因此，該行業(yè)的公司將能夠?qū)⒀h(huán)經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)納入其商業(yè)模式，并將影響到它們的立法變化轉(zhuǎn)變?yōu)樘岣咝屎陀芰σ约皽p少環(huán)境影響的機(jī)會(huì)。在這方面，AIMPLAS還在生物降解材料和產(chǎn)品、生物質(zhì)和二氧化碳的使用等領(lǐng)域開展研究。
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