Zlepšení recyklovatelnosti polyether TPU je důležitým tématem současného oboru materiálových věd a ochrany životního prostředí. Vzhledem k tomu, že TPU má dobré fyzikální vlastnosti a široké možnosti použití, ale jeho recyklace je poměrně komplikovaná, má zlepšení jeho recyklovatelnosti velký význam pro snížení zátěže životního prostředí a snížení produkce odpadů.
Recyklovatelnost polyetherového TPU úzce souvisí s jeho chemickou strukturou. Polyether TPU se obvykle skládá z měkkého segmentu (polyether) a tvrdého segmentu (isokyanát) a jeho polymerní struktura určuje jeho termoplasticitu a elasticitu. Optimalizací jeho chemické struktury lze zlepšit manipulaci s ním a jeho opětovné použití během procesu recyklace.
Některé isokyanátové skupiny lze za specifických podmínek recyklace snadněji rozložit, což snižuje obtížnost recyklace odpadu. Navržením polyetherového TPU, výběrem isokyanátových skupin s nižšími teplotami tání nebo skupin, které lze rozložit při nižších teplotách, lze usnadnit rozklad nebo opětovné zpracování během procesu recyklace.
Například lze vybrat izokyanáty na biologické bázi, které jsou náchylnější k hydrolýze a dalším reakcím během recyklace, čímž se zlepší recyklovatelnost.
Návrhem snadno oddělitelných měkkých segmentů (polyether) a tvrdých segmentů (polyester, polyamid atd.) lze během recyklace oddělit TPU od měkkých a tvrdých segmentů, čímž se zlepší míra využití materiálu během procesu recyklace.
Například při rozumném navržení délky molekulárního řetězce polyetherového TPU se rozhraní mezi měkkým segmentem a tvrdým segmentem snadno rozbije, což je užitečné pro separační efekt během pyrolýzy nebo regenerace rozpouštědla.
Recyklovatelnost polyetherového TPU nesouvisí pouze s jeho designovou strukturou, ale také úzce souvisí s vlastnostmi jeho surovin. Rozumným výběrem surovin lze účinně zlepšit jeho recyklovatelnost.
Použití vysoce čistých polyetherových a izokyanátových materiálů a omezení používání jiných nekompatibilních přísad může snížit dopad nečistot během procesu recyklace a zvýšit recyklovatelnost materiálů.
Například používání obnovitelných zdrojů (jako je biopolyether) jako surovin může být šetrnější k životnímu prostředí a snáze se znovu používá během procesu recyklace.
Některé přísady (jako jsou antioxidanty, změkčovadla, stabilizátory atd.) se často přidávají do polyetherového TPU pro zlepšení jeho výkonu, ale některé přísady mohou ovlivnit proces recyklace. Použití zelených a neškodných přísad nebo výběr snadno rozložitelných přísad může pomoci snížit obtížnost recyklace.
Ke snížení škodlivých látek v materiálu a usnadnění následné recyklace lze použít například netoxická, odbouratelná změkčovadla nebo aditiva odolná vůči UV záření.
Používejte polyetherové suroviny s biologickou odbouratelností, aby mohly být po likvidaci snáze rozloženy na neškodné látky. Přestože termoplasticita a odolnost samotného polyetherového TPU jsou jeho přednostmi, kombinace biologicky odbouratelných materiálů na bázi polyetheru může snížit dlouhodobou zátěž životního prostředí při následném procesu recyklace.
Například použití určitých polyetherpolyolů s dobrou biologickou odbouratelností může po výrobě a likvidaci rychle degradovat, čímž se sníží znečištění životního prostředí.
Výrobní proces polyetherového TPU má přímý vliv na recyklovatelnost. Zlepšením výrobního procesu lze zefektivnit proces recyklace polyetherového TPU.
V procesu syntézy polyetheru TPU je řízena emise škodlivých chemikálií, je omezeno použití síťovacích reakcí a nerozpustných rozpouštědel a je zabráněno problémům s recyklací způsobenými chemickým znečištěním.
Optimalizace výrobního procesu, jako je použití rozpouštědlové metody nebo nízkoteplotní reakční metody, usnadňuje recyklaci polyetherového TPU po likvidaci.
Během procesu zpracování lze optimalizovat tepelnou stabilitu a tekutost TPU tak, aby si materiál i po vícenásobné recyklaci zachoval vynikající výkon. Snížením vlivu teploty a tlaku na vlastnosti materiálu si materiál může lépe zachovat svou recyklační schopnost během zpracování.
Například použitím jediného procesu zpracování termoplastů, řízením parametrů zpracování, jako je teplota a tlak, lze polyether TPU snadněji znovu zpracovat během pozdější recyklace.
Prostřednictvím rozumného designu a výběru materiálů lze výrazně zlepšit recyklovatelnost polyetherového TPU. Se zlepšením povědomí o životním prostředí a pokrokem v technologii recyklace se recyklace polyetherového TPU stane stále důležitějším směrem pro rozvoj vědy o materiálech a průmyslu.
