Cercetătorii au descoperit o modalitate mai inteligentă pentru reciclarea poliuretanului

Cercetătorii de la Universitatea Aarhus au găsit o metodă mai bună pentru reciclarea poliuretanului din articole precum saltelele. Aceasta este o veste bună pentru industria aflata în continuă dezvoltare, care își propune să recupereze chimic componentele originale ale materialului, ceea ce face ca produsele lor să fie mai ieftine și mai bune.

Poliuretanul (PUR) este un material plastic omniprezent, utilizat în numeroase domenii, de la saltele și izolații pentru frigidere și clădiri, până la pantofi, mașini, avioane, palete de turbine eoliene și cabluri. Acesta ar putea fi considerat un „material minune” dacă nu ar avea un impact negativ semnificativ asupra mediului și climei. Majoritatea produselor din PUR eliminate ajung să fie incinerate sau depozitate în gropile de gunoi, contribuind la poluare.

Această problemă este agravată de faptul că principalele componente ale poliuretanului sunt extrase în principal din petrol fosil, iar cantitățile utilizate sunt impresionante. În anul 2022, piața globală de PUR a atins aproape 26 de milioane de tone, iar până în anul 2030 se preconizează o creștere la 31,3 milioane de tone, din care aproximativ 60% sunt spume poliuretanice de diferite tipuri.^[sursa]

Reciclarea poliuretanului: depolimerizarea și separarea într-o singură etapă

În ciuda provocărilor, o industrie mică, dar în creștere, a început să descompună chimic (depolimerizeze) PUR în componentele sale principale, poliol și izocianat, pentru a le reutiliza în noi produse. Cu toate acestea, metodele actuale sunt costisitoare și nu pot concura încă cu producția din materiale virgine. Separarea și purificarea substanțelor dorite este un proces dificil.

Aici intervine echipa de cercetare de la Universitatea Aarhus cu o soluție inovatoare. Ei au îmbunătățit procesul existent de descompunere a spumei PUR cu acid (acidoliză) printr-o tehnică care permite separarea eficientă a celor două componente principale dintr-o singură etapă. Aceștia încălzesc spuma poliuretanică flexibilă la 220°C într-un reactor cu acid succinic, apoi folosesc un filtru pentru a separa materialele.

Poliolul obținut este de o calitate comparabilă cu cel virgin, fiind astfel adecvat pentru utilizarea în noi produse poliuretanice. În plus, partea solidă a amestecului este transformată într-un diamin printr-un proces simplu de hidroliză, utilizat ulterior pentru producerea de izocianați și, implicit, de poliuretan.

Prin această metodă, cercetătorii pot recupera până la 82% din greutatea materialului original din spuma poliuretanică flexibilă, sub formă de diamine și polioli separați. Aceste rezultate remarcabile au fost publicate recent în revista Green Chemistry.^[sursa]

Un potențial enorm pentru industrie

„Metoda este ușor de extins”, subliniază Steffan Kvist Kristensen, profesor asistent la Centrul Interdisciplinar de Nanostiință (iNANO) de la Universitatea Aarhus, care vede un potențial uriaș pentru reciclarea deșeurilor de spumă PUR în fabricile care o utilizează ca materie primă.

Cu toate acestea, gestionarea deșeurilor de PUR provenite de la consumatori necesită dezvoltări suplimentare. Producătorii din industria poliuretanică folosesc fiecare formule unice pentru a obține proprietăți specifice, ceea ce adaugă complexitate procesului de reciclare.

Înainte ca o economie circulară reală să fie realizată în reciclarea poliuretanului, trebuie să fie depășite multiple provocări, inclusiv sortarea și logistica deșeurilor, precum și clasificarea tipurilor de PUR.

Depolimerizarea este doar un pas în acest proces complex. Cercetătorii de la Aarhus au testat, de asemenea, combinația dintre acidoliză și hidroliză pe spuma PUR regenerată și pe spuma PUR rigidă. Deși procesul funcționează, realizarea unei economii circulare pentru spuma PUR rigidă, utilizată în principal pentru izolații, rămâne un obiectiv mai dificil de atins.

În prezent, cercetătorii testează noua tehnologie pe alte tipuri de materiale poliuretanice, pentru a explora posibilitățile de reciclare. În plus, oamenii de ştiinţă analizează modul în care acidul dicarboxilic utilizat în proces poate fi reutilizat. Un alt pas esențial este testarea materialelor reciclate pentru a crea noi produse, demonstrând astfel că această tehnologie poate contribui efectiv la construirea unei economii circulare.