폴리우레탄의 재활용 및 회수
출처: https://www.isopa.org/media/2605/chemical-and-feedstock-recycling.pdf
1. 서론: 재료 재활용
폴리우레탄(PU)을 위한 다양한 맞춤형 재활용 프로세스가 있습니다. 빠르게 성장하는 기술 중 하나는 “입자 결합”입니다. 재활용 제품에서 많은 양은 양의 폐기물을 사용하며, 많은 경우 약 90%입니다.
입자 결합에 의한 재활용은 경질우레탄폼과 같은 다른 폴리우레탄뿐만 아니라 연질 폼에서도 적용될 수 있습니다. 사실 모든 우레탄폼 재질의 입자가 사용될 수 있습니다. 이 유형의 재활용은 종종 “접착 압착” 또는 “입자 복합 가공”이라고 합니다. 우레탄폼의 고품질 재료 재활용은 EoL 폴리우레탄폼 내에서 새로 첨가된 이소시아네이트와 기존의 OH 그룹 사이의 화학 반응으로만 이루어질 수 있습니다. PTDI 또는 PMDI 유형의 새로이 첨가된 중합체 이소시아네이트와 함께 EoL 폴리우레탄으로부터 작은 폴리우레탄 입자를 결합시키는 데 이용 가능한 충분한 수의 OH 그룹이 있습니다.
2. 기술
3가지 유형의 재료 재활용 기술은 재 접착, 접착 압축 및 압축 성형이 여기에 설명되어 있습니다.
1) 종류
재 접착 연질 발포 공정 폼은 다음 단계로 구성됩니다. 수집 및 분류, 분쇄, 접착 바인더로 코팅, 원하는 밀도 및 형상으로 압축, 접착 바인더 활성화, 접착 바인더 경화 및 재 접착된 발포 부품으로의 전환을 포함합니다. 합판 공정과 다르지 않은 접착제 압착 재활용 경로는 경질 폼 또는 엘라스토머 소재와 같은 폴리우레탄에만 적용할 수 있을 뿐만 아니라 폐 섬유, 종이 및 탄성 고무 스크랩과 같은 소비 후 플라스틱 쓰레기에도 적용할 수 있음이 입증되었습니다.
접착제 압착의 핵심은 10% 중량 수준으로 작용되는 주요 폴리우레탄 원료 중 하나인 강력한 결합제, 중합 디이소시아네이트(PMDI)입니다. 입자 복합 가공은 약 30% ~70% 중량의 추가적인 수준 범위에서 전용
폴리우레탄시스템을 사용합니다. 이것은 접착 프레스 공정과 필러 기술 사이에서 “틈을 메우는” 것입니다.
2) 기술 현황
많은 다른 유형의 재 접착 장비가 수집의 품질, 처리량, 배치 또는 연속 작동 및 성형품에 따라 시장에 나와 있습니다. 압축 성형 기술은 RRIM(Reinforced Reaction Injection Molding) 및 RIM 폴리우레탄 과립으로 부터 고성능 재생 제품을 생산할 수 있습니다.
3) 폴리우레탄폼 특징
압축 성형 부품은 내부 응력이 없으며, 원래 소재와 비교하여 개선된 내열성, 처짐 값 및 비틀림 계수를 나타냅니다. 압축 성형 공정에서 RIM 폴리우레탄의 우수한 유동성은 복잡한 형상의 제품 및 고품질 평면 부품의 생산이 가능합니다. 허용되는 에너지 효율은 짧은 처리 주기를 통해 달성할 수 있습니다. 압축 성형 부품에는 거의 100% 재활용 재료가 포함되어 있습니다.
4) 중요한 기술
최근에는 연질 폼을 분쇄하여 매우 미세한 분말을 생산할 수 있어 새로운 폼에 필러로 첨가되기 위해 상업적으로 상품화되었습니다. 이 기술은 아직 초기 성장 단계에 있습니다. 기술 또는 장비를 공급하는 업체에서는 필러가 최대 15%까지 새로운 폼에 통합될 수 있다고 주장합니다.
RIM 및 강화된 RIM 폴리우레탄은 미세한 입자로 분쇄되고 고압 및 열에 노출되어 자동차 응용 분야에 이상적인 소재를 생성합니다. 분쇄 기술과 압축 성형공정은 개별 용도에 맞게 정확하게 관리해야합니다. 신장율이나 충격 저항은 약간 감소할 수 있으며, 최적의 시간, 압력 및 온도는 원래 폴리우레탄의 특성을 보존할 수 있습니다. 압축 성형 공정에서 미세하게 분쇄된 폴리우레탄 분말을 사용하면 최대 100%의 특성 회복이 가능합니다.
5) 입력 특성
재활용 계획은 폴리우레탄 가공으로 제조된 트림과 스크랩 처리된 차량에서 회수된 폴리우레탄과 같이 두 가지 분야에 중점을 두고 있습니다.
6) 시장 및 비용
압축 성형 기술이 폴리우레탄을 위해서 개발되었지만, 광범위한 폐기물을 수용할 수 있는 능력은 상업적 생존 능력을 지원하는 데 도움이 됩니다. 이 기술을 사용하는 또 다른 원인은 일부 자동차 회사가 폐차에 대한 입법 압력으로 재활용되는 물질이 많은 부품을 사용하고자하는 것입니다. 현재 처리 용량은 연간 1만 톤을 초과합니다.
7) 생태학
자동차 및 폐가전 폼에는 영구 유기오염물질(POP)로 분류되는 난연 제품이 포함될 수 있습니다. 유엔 환경 계획(UNEP)서에는 폐기 날짜까지 특정 조건하에서 영구 유기오염물질(POP) 함유 물질의 재활용을 허용합니다. 이러한 영구 유기오염물질(POP) 화합물의 파괴에 대한 제외는 EU POP 법령 850/2004로 변경되었습니다.
8) 제한
또한 중요한 문제는 재활용 및 인간 및 건강 위험에 노출되는 경제적 가치입니다. 전기/전자에 적용된 플라스틱의 경우 EU 시장에서 재료 재활용이 시행되지만, 대부분의 국가 환경담당부서에서 지원하지 않을 수 있습니다. 재활용된 폴리우레탄폼은 폴리올과 이소시아네이트와 같은 주요 원료에서 생산된 것과 동일한 물리적 강도를 갖지 않기 때문에 물리적 대체율에 의해 대부분 재료 재활용의 한계에 도달합니다.
9) 생산
자재 재활용의 가장 큰 제품은 다시 접착된 폼입니다. 상대적으로 높은 밀도와 탁월한 복원력은 진동음 감쇄, 바닥재, 스포츠 매트, 쿠션재, 포장재 및 카펫 밑받침을 포함하는 분야에 적합합니다. 재접착의 품질은 사용되는 폼의 종류 및 등급, 분쇄된 폼 조각의 입자 크기 및 균일성, 최종 제품의 요구 밀도, 바인더의 품질 및 바인더와 폼의 비율과 같은 여러 가지 요인에 따라 달라집니다.
자동차 부품으로 만들어진 보드는 다양한 특성을 가질 수 있습니다. 연질의 일체형 표면 부품으로 만든 제품은 고무와 같은 매트를 형성하지만. RIM 부품은 탄성 보드를 만들고 헤드라이너는 딱딱하지만, 자체 지지 보드를 만드는 데 사용할 수 있습니다.
10) 결론
유럽 북미의 연질 스크랩 폼 조합은 유럽에서 성공적이고 지속 가능하며, 연질 폴리우레탄 재활용 산업의 주요 요소입니다. 유럽의 스크랩을 위한 대형 내부 시장은 존재하지 않습니다.
[폴리우레탄폼 분쇄]