家具巨头宜家（IKEA）是床垫和其他产品中PU泡沫的主要使用者，目前正在转向使用可再生和再生材料。到年，这个全球集团希望成为“积极应对气候问题”并且“再生资源”的公司。宜家RangeandSupply部门可持续发展经理在1月份AMI的PolymerFoam虚拟峰会上表示。
该集团年的《可持续发展报告》表示，它正在与荷兰的回收公司RetourMatras合作，进行回收多元醇的最后阶段测试。这有可能每年从焚化或垃圾掩埋中回收万个床垫。
宜家产品在年使用了,吨泡沫;床垫的销售额约为万，沙发的销售额超过万。泡沫占舒适应用中使用材料的52％。
宜家的泡沫议程中有三个主要目标：减少和替代传统泡沫；增加对可再生和再生原料的使用；及改善报废产品的拆卸，以实现更好的消费后回收。
随着化学回收的加入，聚氨酯泡沫的回收正在加速发展。
生产中通常都会对废料进行机械回收，尤其是生产软质泡沫块时，这类产品的生产过程会产生边角料，这些边角料会被切成碎块，重新粘合并重新使用于诸如地毯垫、运动垫和隔音材料等产品中。
消费后废物（主要是床垫）的回收已经在一定水平上进行了十多年，但是现在看来，化学回收也许能提供替代方案来解决这些所有的大量废料的去向问题。
聚氨酯，主要是硬质或软质泡沫形式，可用于多种产品，包括鞋底、家具缓冲垫、各种隔热和隔音材料，以及巨型风力发电机的叶片。年消费量约为万吨。在其首次使用寿命结束时，大部分都是以填埋的方式处理，因为它的体积很大（即使它可以被压缩），由此带来的问题比固体塑料的还多。一家大型聚氨酯公司估计，将近一半的报废（EOL）聚氨酯（PUR）被填埋，33％被焚烧。这些固体废物最终进入城市废物流，平均占城市总量的重量占比为2.75％，但体积占比高达25％。
改造热固性塑料
在年初，比利时聚氨酯专家Recticel宣布了为期四年的PUReSmart项目，该项目得到了欧盟Horizon研究与创新计划的万欧元资金支持。
Recticel说，PUReSmart合作联盟聚集了来自六个不同国家的九个合作伙伴，寻求能让聚氨酯从当前的线性周期过渡到循环生命周期模式的方法。PUReSmart项目将探索新的方法和技术，以克服回收热固性材料并将PUR转变为真正的可循环使用材料的挑战。
PUReSmart的目标是回收超过90％的报废PU，将其转化为新产品和已知产品的原材料。该项目财团计划开发“智能”分选技术，以将多种PU材料分离为专用原料。这些原料将被分解成它们的基本成分，作为现有PU产品的来源，并作为新设计的聚合物的原材料，它集热固性塑料的耐用性与热塑性塑料的可循环性的优势为一体。
PUReSmart财团由行业参与者和专门的研究合作伙伴组成。成员有：总部位于德国的科思创，科思创是多元醇和异氰酸酯生产的全球领导者；BT-WolfgangBinder（奥地利），持有Redwave商标，在基于传感器的报废材料智能分拣方面提供专业知识；WeylChemInnoTec（德国），一家合同开发和定制合成公司，为PUR开发新的架构；Ecoinnovazione（意大利），生命周期可持续性评估领域的研究和咨询公司；根特大学（比利时），被描述为“在开发必须适应聚氨酯化学性质的可回收材料新分子方面取得突破的核心”；鲁汶大学（比利时），在催化专业知识上具有悠久的历史；卡斯蒂利亚大学–拉曼恰大学（西班牙），已经在回收热固性聚氨酯方面拥有丰富经验，并且具有扩大化学工艺的能力；法国的艾明（Ayming）将提供项目管理支持。
合作伙伴表示，PUReSmart将“开发共价自适应的聚氨酯（CAPU），其基于快速可逆化学键（能在某些条件下生成可逆的交联聚合物网络）。正在探索的路线有三种，最佳路线的选择将取决于其技术和经济可行性。由于新的PUR进行工业开发需要时间，在做到完全回收之前，这些新产品仍需要经历整个生命周期。因此，PUReSmart还旨在处理当前的PU材料。第一步，合作伙伴致力于对报废PUR的材料进行分类，以回收用于这些产品的原材料（或其前体）。开发检测方法以表征和区分不同的PU泡沫。一旦有可能，将采用分类方法来收集到尽可能纯净的不同家族的材料。”
之后将这些分类的PUR家族进行化学分解。PUReSmart项目的最终目标是从市场上现有的PUR产品中回收原材料，并将这些原材料用于生产新一代可回收的热固性聚氨酯。
该项目合作伙伴在去年下半年发表的一份中期报告中说，首批CAPU弹性体已从根特大学获得，正在接受进一步评估，另一方面开发创新分选方法的工作也“已提前完成。在由科思创（Covestro）和Recticel支持的Redwave的领导下，找到了能区分不同的PU泡沫家族（对这些泡沫家族进行了重组）的检测方法，从而实现经济可行但高质量的化学分解过程。”
目前，聚氨酯的化学分解主要由鲁汶大学（KULeuven），科思创，Recticel和卡斯蒂利亚-拉曼恰大学（Castilla-LaMancha）进行。科思创一直在研究从实验室规模扩大到半工业规模的可行性，以期能够处理更多数量的泡沫并最终产生可回收的多元醇和可回收的胺馏分。这最终将使再生产品能够进行泡沫试验。
由该项目产生了两项与智能化学分解过程有关的专利申请，其中一项是科思创的，另一项是Recticel的。
合作伙伴指出，多元醇馏分的回收受到“原材料以不可持续的方式使用的影响（即应用于软质泡沫产品时，必须使用过多的溶剂，并且回收的产品只能以低比例与全新多元醇共同使用）。
PUReSmart项目正在致力于不仅完全回收多元醇，而且还完全回收异氰酸酯前体（胺）的工艺，这有望成为世界上第一个回收异氰酸酯的工艺。”
从泡沫到泡沫
自年以来，西班牙独立的塑料研究组织Aimplas一直在参与Foam2Foam项目，该项目的目的也是通过化学回收（在这里为催化醇解）从聚氨酯废料中获取原材料。这个西班牙*府资助的项目涉及三家公司（TitanRecycling，ArcessoDynamics和AMBElectrónicadeBrescia）和两个技术中心（Gaiker和Aimplas）。它于年7月启动，预计于年7月结束。
该组织正在研究的废物流有三种：消费后的冰箱PUR绝缘泡沫，旧床垫中的柔性泡沫以及工业废料。
诺拉·拉迪斯·米扎（NoraLardiés-Miazza）在Aimplas的化学回收小组工作。她说：“在Foam2Foam项目中，目标是检查预消费聚氨酯泡沫的醇解可行性，方法包括在特定的受控反应条件下，用化学试剂（包括一种溶剂，通常还有存在催化剂）来破坏聚合物链进行化学分解。
“由于目前聚氨酯的化学回收利用还不广泛，在经济上也不可行，尤其是在年处理能力超过8吨的工厂中。在Foam2Foam项目中，正在建设的模块化工厂的产能为2,吨每年，多个模块被链接在一起。对于消费后的软质PU泡沫，用合适的化学回收方式生产高价值产品面临的主要挑战是泡沫的成分未知且不均匀。溶剂分解之前必须进行分析和彻底分离，消费后软质泡沫材料的预处理（收集、拆卸、研磨、清洁等）对废泡沫处理有很大的影响。基于此，不同的大公司、中小型企业、不同地区的地方当局和研究机构在UrbanRec项目框架内为消费后软质聚氨酯泡沫废料开发了一个闭环概念。
欧盟资助的UrbanRec项目于年底结束，研究对象是大体积废物的预防、收集、分类、分离、压碎以及对获得的物料或产品流进行特殊处理。来自七个欧盟国家的项目合作伙伴代表了完整的大宗废物价值链。
图：Rampf开发的多元醇化学回收工厂。在欧洲的两个最大的多功能工厂中，使用溶剂分解法（醇解、酸解和多元醇法）由PU废料或PET/PSA生产定制的多元醇。通过RampfEcoSolutions或另一家PU系统工厂进行回收后，所得的多元醇将重新整合到客户的生产过程中。
Aimplas说，盖克（Gaiker）工厂溶剂分解试验工厂的建设应在6月底之前完成。一位代表说：“如果结果令人满意，它们将尽快投入工厂生产。”醇解技术和设备由盖克自己开发。
UrbanRec项目的成员之一是德国Permasens的RampfEcoSolutions，它已经开发出可从诸如床垫和家具衬饰之类的塑料废物中获得高价值的回收多元醇的化学方法。
Rampf集团未来与可持续发展负责人弗兰克·杜尔森（FrankDürsen）表示，使用醇解和酸解从大块废料中获得的回收多元醇已经成功用于制造高质量的粘合剂、泡沫、绝缘材料和溶剂。
RAMPFEcoSolutions是开发用于制造高质量替代多元醇的化学解决方案的专家，已经拥有两个大型设施，能从PUR残渣中生产多元醇。它表示，得到的多元醇已被整合回客户的生产过程中。
该公司还开发了一种化学工艺，能从各种聚酯（包括PLA和PHB）和各种其他生物基原料制备所谓的“替代多元醇”。
Rampf集团在Pirmasens设有化学回收PUR软质泡沫的化学回收装置，该装置自年开始运营。再回溯到年，它为汽车客户建造了一家回收PU软泡沫的小型工厂。Rampf现在正在积极销售该技术和及其必须的化学专业知识。同时，与德国工厂建设公司KeilAnlagenbau一起，它还设计和建造了定制工厂，用于将几乎所有的PUR和PET废物原料转化为高质量的多元醇。一位代表说：“我们已经为世界各地的客户出售了三座工厂，这些工厂利用生产或消费后的废料生产多元醇。”
图：聚氨酯泡沫是陶氏Renuva循环经济计划的重点
“过去市场非常动荡，回收产品的使用通常很大程度上取决于诸如油价之类的因素。同时，对此我们从根本上进行了重新思考：一方面是由于法规要求和社会发展，另一方面是因为产品的质量已显著提高。过去热固性聚氨酯被认为是不可回收的，使用我们的技术，这一阻碍回收过程的缺点将不复存在。”
再生多元醇
一些将化学回收作为商业上可行的提议的项目是由聚氨酯原料生产商自己推动的。例如，去年陶氏（DowPolyurethanes）公布了其可持续发展战略，该公司表示，该战略重点强调了他们相信聚氨酯应继续成为未来材料的选项之一。
在欧洲和EMEAI地区的国家中，陶氏化学正在推进Renuva的“循环经济”计划，其目标是与价值链上的合作伙伴合作进行化学法回收报废PU产品。陶氏于去年5月底推出了Renuva计划。陶氏表示，通过其旗舰床垫回收计划，它将帮助创造回收所得材料的市场，并展示”使用-回收-再利用“这一循环成为闭环的可能性。
迄今为止，法国一直是推进该项目的关键地区。包括从用过的床垫中回收PUR、对材料进行化学回收（组合使用醇解和酸解法）以及供应给工业规模的生产工厂（目前处于施工的最后阶段）以生产用于软质或硬质泡沫的新多元醇。陶氏化学预计在今年晚些时候开始生产化学回收多元醇。
陶氏在该项目中的合作伙伴是Eco-mobilier，OrrionChemicals和Vita集团。Eco-mobilier是法国床垫和家具EPR组织，负责回收PUR泡沫（Eco-mobilier自年以来一直在收集用过的床垫，截止年，收集总量已达到66,吨）；OrrionChemicalsOrgaform负责法国Semoy工厂的安装和运营，在该工厂将材料循环变为新的多元醇。反应器单元和工艺专有技术来自工艺和全套安装提供商H＆SAnlagentechnik。
Vita集团，欧洲领先的软质聚氨酯泡沫解决方案提供商，将在其位于法国Crancey的ICOA工厂中使用该项目的多元醇生产新型泡沫。新的设备目前正在安装和调试中，预计将在今年上半年开始生产。
Vita集团表示，它已经使用创新技术来粉碎泡沫副产品多年，并且粉碎材料被作为德国和立陶宛工厂中特定PUR泡沫的原料。一位代表说，该集团还收集并再生了其在欧洲范围内的所有边角料，用以生产各种形式的％新产品。同时该集团表示有能力使用Renuva多元醇将是他们的下一步目标。
“我们使用多种不同的多元醇来生产具有广泛特性和舒适特性的泡沫。Renuva的化学性质不同于现有的多元醇，Vita正在对其配方和制造工艺进行精确的测试，以确保其能够生产出高质量的泡沫以及所需的密度和硬度。“最初的客户兴趣来自床上用品市场，但是由于我们的客户有可能增加其在循环经济中的地位，我们收到了多个来自技术和工业客户的咨询。”Vita代表说。
Vita的舒适部总经理吉尔伯特·戴维斯（GilbertDavids）表示：“我们已经看到欧洲各地的客户对Renuva技术产生了浓厚的兴趣，为响应这一需求，我们希望将此能力扩展到其他一些选定的地点。”
陶氏表示它将探索Renuva多元醇的其他应用。它看到了在诸如建筑保温材料等产品中的潜在应用，而软质泡沫塑料中的多元醇可能最终被用于新的床垫中。
“我们坚信，聚氨酯在循环经济和减少我们对环境的影响中可以发挥重要作用，”陶氏聚氨酯全球营销与可持续发展总监马塞尔?莫勒（MarcelMoeller）说。他说，欧洲每年扔掉大约0万张床垫。
“我们正在直面处理废弃床垫的挑战”，陶氏欧洲、中东、非洲和印度总裁奈尔·卡尔（NeilCarr）说：“多年来，我们一直在积极审查报废材料的废物收集、拆卸和回收的集中管理系统。法国通过创建EPR计划树立了榜样，Eco-mobilier在床垫和家具废物收集方面处于领先地位。”
机械回收的限制
这项新的发展是在陶氏与H＆SAnlagentechnik于年宣布的现有合作的基础上建立的。H＆S开发了自己的技术和反应器装置，用于将软质和硬质PU泡沫残留物（从生产到消费后）化学转化为新的多元醇。H＆S说：“跟以前的回收方法相比，H＆S技术生产的多元醇具有良好的反应性，并且不含有害的芳香胺（亚甲基和甲苯二胺），芳香胺是不可接受的，尤其床上用品和室内装饰泡沫中。”
硬质和软质类型的聚氨酯泡沫制造商对（化学）回收技术表现出了极大的兴趣。对于软质泡沫，这是因为以前回收使用的方法（例如回弹泡沫用于地毯底衬和运动垫）在经济上不再具有吸引力。对于硬质泡沫，机械回收硬质泡沫（如变成粉末作为粉状填料加入生产）也受到了限制，因为诸如大型隔热板制造商之类的工厂会产生大量的硬质废料，粉状填料的需求量不足以全部吸收机械回收废料得到的材料。当然，多元醇价格的上涨在这里也起了作用。”
图：巴斯夫针对旧床垫的化学回收过程进行中试
H＆S已在该领域成功实现了多个项目，包括在为波兰Ikano处理软质泡沫生产后残余物的首批工业反应器系统，最早于年投入运行，年产能为吨。还有一个系统在将半硬质汽车PU泡沫转化为多元醇的一家中国工厂运行，该工厂于年开始生产，已供货给一家大型汽车供应商，生产顶篷、行李箱和其他组件。
该公司还交付了各种反应器，用于在全球范围内基于PET和其他原材料合成芳香族和脂类聚酯多元醇。产品和销售经理米拉·斯科科娃（MilaSkokova）在1月下旬表示，另一个“重要的”消费后PU泡沫回收项目正在筹备中。有关该项目的更多细节将于今年晚些时候宣布。
H＆S反应器系统的产能是根据客户需求进行单独设计的。回收系统的产能每年高达3,吨。对于聚酯多元醇系统，每年可高达15,吨。
斯科科娃说：“该工艺的特点是生产率高达96％。从一吨PUR泡沫中可以生产出约2.2吨的回收多元醇。我们使用多元醇或乙二醇（取决于技术）来溶解PUR。通常通过H＆S技术回收的多元醇由可以替代多达30-40％的原始多元醇，而不会影响最终产品的质量，具体取决于实际应用场合。回收的多元醇的制造成本大大低于原始多元醇的市场价格，这使得此类项目的实现在商业上非常具有吸引力。”
巴斯夫也开发了一种用于旧床垫的化学回收工艺。去年它表示正在德国东部的Schwarzheide工厂开始了中试，目标同样是创造用于生产新床垫的原材料。
“目标是回收得到的原材料与未回收/全新原材料在质量上具有可比性，”欧洲异氰酸酯业务管理部尚卡拉·基拉潘达尔（ShankaraKeelapandal）说。
巴斯夫去年6月表示，第一批回收材料将在今年晚些时候交付给项目合作伙伴，以共同开发试点项目。基拉潘达尔当时说：“该项目在技术上很复杂，但是减少废物量和节省资源的潜力使这一切都变得值得。”
“我们的目标是回收的原材料与未回收/全新原材料在质量上具有可比性，并具有最高的可回收性”，公司代表说：“该项目进展顺利，包括在Schwarzheide进行的中试。”目前没有进一步的详细信息。
巴斯夫说，如今大多数床垫平均使用寿命不超过10年，“由此浪费了资源并产生了大量废物，同时需要宝贵的原材料（首先是原油）来制造新的软质泡沫床垫。因此，针对床垫的循环经济解决方案既可以减少浪费，又可以节省化石资源。”
本文编译自AMI“塑料回收世界”杂志
排版：LilyBan
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