聚氨酯的回收利用处理

生产聚氨酯泡沫塑料的工厂每年都会产生大量的边角料、模具溢出物和废品。 还有聚氨酯弹性体的废品。 聚氨酯各应用领域的废弃物，如报废汽车中的旧聚氨酯泡沫、弹性体等也需要回收利用。

聚氨酯材料绝大部分是热固性的二手钢结构回收，如软质、硬质和半硬质聚氨酯泡沫塑料，以及用于制造汽车零部件的反应注射成型（RIM）聚氨酯弹性体等。它们不能像热塑性聚氨酯那样熔融和造粒，其他热塑性塑料，并少量混合到新材料中，必须使用其他方法。

填埋是处理垃圾的无奈方式。 占地又费钱。 由于聚氨酯是含氮聚合物，如果焚烧回收热能，必须严格控制燃烧条件，必须有吸收有毒气体的系统，以减少有毒气体对环境的污染。 废旧塑料的回收利用，不仅可以减少环境污染，还可以降低新产品的生产成本，具有良好的社会效益和经济效益。

聚氨酯废料的回收利用可分为物理法和化学法。 下面简单介绍一下聚氨酯废料的回收利用技术。

1、聚氨酯的物理回收法

1. 粘合成型

这种方法是将聚氨酯泡沫通过粉碎机粉碎成数厘米的碎片，喷上活性聚氨酯粘合剂，混合均匀，然后加热加压成型。 使用的粘合剂通常是聚氨酯泡沫组合物或基于多苯基多亚甲基多异氰酸酯（PAPI）的NCO封端预聚物。 在使用PAPI基胶粘剂进行粘接成型时，也可以通入蒸汽进行混合。

聚氨酯制品最成功的回收利用方法是利用软泡边角料等废旧泡沫，通过粘合生产再生聚氨酯泡沫，主要用作地毯背衬、运动垫、隔音材料等产品。 在一定的温度和压力下，软质泡沫颗粒和粘合剂可成型为汽车底垫等产品； 在更高的压力和温度下，可以成型泵壳等硬质零件。

硬质聚氨酯泡沫、反应注射成型（RIM）聚氨酯弹性体等也可以用同样的方法回收。 废料颗粒与异氰酸酯预聚物混合并热成型，例如用于制造管道加热系统的管道支架。

在日本，一些企业将回收的RIM材料颗粒与橡胶屑按25:75的质量比混合，用作运动跑道、网球场和高尔夫球场铺装材料的粒状原料。 在欧洲，硬质泡沫颗粒与 PAPI 混合制成聚氨酯颗粒板。 用聚氨酯泡沫废料制成的板材与刨花板一样坚固，适用于水上设备。

2.热成型

热固性聚氨酯软泡和RIM聚氨酯制品在100~220℃的温度范围内具有一定的热软化和塑性。 泡沫废料在如此高的温度下被加热和加压，以至于它们可以在根本不使用粘合剂的情况下相互粘合。 为了得到均匀的回收产品，一般将泡沫废料粉碎后再加热加压。 成型条件取决于废聚氨酯和回收产品的类型。 例如，聚氨酯软泡沫废料在1~30MPa的压力和100~220℃的温度范围内热压数分钟，可制成减震器、挡泥板等。

RIM 和 RRIM 废料或回收零件也可以在破碎后进行热压。 这样，聚氨酯保险杠和挡泥板的废料就可以回收利用。 20世纪90年代初，苏杰二手钢构开发了废旧RIM产品的回收工艺。 其操作过程是将废弃物破碎成小块并预热，然后在温度为180~185℃的压力机中以35MPa或以上的压力进行压制。 热压成型。 该工艺的特点是可以100%利用废料，无需添加粘合剂等添加剂。 再生产品的抗拉强度和伸长率分别是新产品的75%和30%~50%，可用于汽车电池外壳、保护盖、盖板等部件。

3.用作填料

聚氨酯软泡可以通过低温破碎或研磨工艺制成细小颗粒，将这种颗粒的分散体加入到多元醇中制成聚氨酯泡沫或其他产品，不仅回收了废旧聚氨酯材料，还有效降低了产品成本. MDI基冷固化软质聚氨酯泡沫塑料中碎粉含量限制在15%，而TDI基热固化泡沫塑料中最多可加入25%的碎粉。

一种工艺是将预先切碎的废泡沫废料加入到软质聚醚多元醇中，然后在合适的磨机中进行湿磨，形成含有细颗粒的“再生多元醇”混合物，用于制造软质泡沫塑料。

废RIM聚氨酯可粉碎成粉末，混入原料，制成RIM弹性体。 也可以利用废聚氨酯硬质泡沫塑料和聚异氰脲酸酯（PIR）泡沫废料，在破碎后的复合材料中加入例如5%的再生料制成硬质泡沫塑料。 日本的一些制造商使用废聚氨酯硬质泡沫塑料作为砂浆的轻骨料。

2、聚氨酯的化学回收

化学回收法是将聚氨酯泡沫塑料通过醇解、氨解、水解或热解分解成聚氨酯原料或其他化工原料的方法。 聚氨酯泡沫具有氨基甲酸酯键、脲键等。 在醇解、氨解和碱水解过程中，聚氨酯分子中的氨基甲酸酯键和脲键断裂，分解为多元醇、芳香族多胺、二氧化碳等，此类回收方法已有很多专利和实例报道。

1.二元醇解

最常见的乙醇解法是从废聚氨酯中回收多元醇的重要方法。 在小分子二醇（如乙二醇、丙二醇、二甘醇）和催化剂（叔胺、醇胺或有机金属化合物）存在下，聚氨酯（泡沫、弹性体、RIM制品等）在一定温度下进行醇解约200℃，反应数小时，得到再生多元醇。 回收的多元醇可以与新鲜的多元醇混合来制造聚氨酯材料。

2. 氨解

聚氨酯泡沫塑料易分解为伯胺和仲胺类化合物，分解机理类似于酯交换反应。 聚氨酯或聚氨酯脲的分解产生含有羟基和氨基的低分子量化合物。 该反应的特点是氨基的反应活性高，氨解在150℃以下的较低温度下很容易进行。

陶氏塑料曾推出氨解化学回收工艺。 该工艺包括两步：利用链烷醇胺和催化剂将废聚氨酯分解成高浓度分散的氨基甲酸酯、尿素、胺和多元醇； 再进行烷基化反应，脱除回收产物中的芳香胺，得到性能良好、颜色较浅的多元醇。 该方法可回收多种聚氨酯泡沫，回收的多元醇可用于多种聚氨酯材料。 该公司还使用化学回收工艺从 RRIM 零件中获得回收多元醇，这些多元醇最多可在强化 RIM 零件中重复使用 30%。

3.其他化学回收方法

德国Reqra 公司针对聚氨酯制鞋废料的回收利用推广了一种低成本的聚氨酯废料回收技术。 这种回收技术首先将废弃物粉碎成10mm大小的颗粒，在反应器中用分散剂加热液化，最后回收得到液体多元醇。

3、聚氨酯热能回收及填埋处理

1、直接燃烧

从聚氨酯废料中回收能源是一种更环保、更具经济价值的技术。 美国聚氨​​酯回收委员会正在进行一项实验，在固体垃圾焚烧炉中加入20%的废聚氨酯软泡沫。 结果表明，剩余灰分和排放物仍在规定的环保要求范围内，加入废泡沫后释放的热能大大节省了化石燃料的消耗。 在欧洲的瑞典、瑞士、德国和丹麦等国家，利用聚氨酯废弃物焚烧过程中回收的能量提供电力和取暖热的技术也正在试验中。

PU泡沫可单独研磨成粉末，也可与其他废塑料一起研磨成粉末，代替细碳粉在炉内燃烧回收热能。 通过精细粉碎聚氨酯肥料可以提高燃烧效率。

2. 热解成燃料

在无氧、高温、高压和催化剂存在的条件下，软质聚氨酯泡沫塑料和弹性体可以热分解，得到天然气和石油产品。 所得裂解油中含有一些多元醇，提纯后可作为原料使用，但一般用作燃料油。 这种方法适用于回收与其他塑料混合的废料。 然而，含氮聚合物如聚氨酯泡沫的分解可能使催化剂降解。 这种方法还没有达到实用水平。

由于聚氨酯是一种含氮聚合物，无论采用哪种燃烧能量回收方式，都必须采用最佳的燃烧条件，以减少氮氧化物和胺类的生成。 熔炉需要适当的废气处理。

3.填埋处理和可生物降解聚氨酯

目前二手钢结构回收，相当数量的聚氨酯泡沫废弃物被填埋。 有些泡沫是不能回收的，比如用作苗床的聚氨酯泡沫是不能回收的。 和其他塑料一样，如果材料在自然环境中始终稳定，随着时间的推移，它会越来越多地积累，给环境带来压力。 为了将填埋场处理的聚氨酯废弃物使用后在自然条件下进行分解，人们开始研制可生物降解的聚氨酯树脂。 例如，可生物降解的化合物如糖、纤维素、木质素或聚己内酯被引入到聚氨酯分子中。