| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Kortlægning af affaldsprodukter med indhold af polyurethan

5 Teknologier til genanvendelse og anden nyttiggørelse

5.1 Kortlægning af teknologier
5.2 Muligheder i praksis
     5.2.1 Rebonding af fleksibelt skum
     5.2.2 Anvendelse af granulat af fleksibelt skum
     5.2.3 Klæbepresning af plader
     5.2.4 Anvendelse af granulat af stift skum som 'olie-absorbere' og til
     'mørtel'
     5.2.5 Anvendelse af formalet fleksibelt og stift skum sammen med nye
     råvarer
     5.2.6 Kompressionsstøbning af elastomer integralskum
     5.2.7 Kemolyse
     5.2.8 Feedstock recycling
     5.2.9 Energigenvinding i forbrændingsanlæg
5.3 Anvendte genanvendelsesteknologier og anden nyttiggørelse af polyurethanproduktionsspild i Danmark
5.4 Referencer og andre kilder

5.1 Kortlægning af teknologier

Kortlægningen af teknologier til genanvendelse og nyttiggørelse af polyurethanaffald er baseret på dels et litteraturstudium, hvor fact sheets fra ISOPA, European Diisocyanate & Polyol Producers Association, har været den primære kilde og dels på de gennemførte interviews med virksomhederne.

5.2 Muligheder i praksis

Den langt overvejende del af de polyurethanprodukter, der fremstilles i Danmark, er enten stift eller fleksibelt celleplast. En mindre del fremstilles som massive elastomere produkter, hvoraf en begrænset mængde er fremstillet af termoplastiske polyurethaner. Bortset fra disse termoplastiske polyurethaner er alle andre polyurethanprodukter termohærdende materialer, hvilket betyder, at de har en tværbundet struktur. Dette betyder igen, at materialerne ikke kan omsmeltes som langt de fleste andre plastmaterialer.

Dette forhold betyder imidlertid ikke at fx. produktionsspild fra virksomhederne ikke kan genanvendes, men for visse af polyurethanprodukterne begrænser det mulighederne betydeligt.

Produktionsspild fra fremstilling af emner af fleksibelt polyurethanskum ved udskæring fra store blokke har været genanvendt i mange år til nye produkter ved såkaldt rebonding, hvilket vil sige sammenbinding af granuleret materiale under tryk. Hærdningen af binderen foregår som regel ved tilførsel af damp.

I de senere år har en række metoder til nyttiggørelse af produktionsspild fra fremstilling af stift polyurethanskum været afprøvet og nogle metoder finder i dag kommerciel anvendelse i flere lande i Vesteuropa.

Granuleret stift skum kan ved hjælp af en binder sammenbindes under højt tryk til plader. Alternativt kan granulat anvendes direkte som 'olie absorbere' eller indgå som en fraktion ved fremstilling af 'isolerende mørtel'. Fint formalet pulver kan indblandes sammen med nye råvarer til fremstilling af nye polyurethanmaterialer.

Elastomer integralskum kan på grund af sin specielle netværksopbygning genanvendes uden tilsætning af en binder ved kompressionsstøbning under højt tryk og temperatur.

Ved kemolyse kan alle polyurethaner depolymeriseres. Efter yderligere behandling genvindes der forskellige polyoler, som kan anvendes sammen med nye råvarer til fremstilling af nye polyurethanprodukter. Kemolyse, specielt glykolyse, foregår i dag kommercielt i en række vesteuropæiske lande, herunder Danmark

Endelig pågår en række forsøg med såkaldt feedstock recycling af blandede plastfraktioner, hvori polyurethanaffald indgår. Eksempler herpå er pilotanlæg i Storbritannien og Tyskland.

Anden væsentlig nyttiggørelse finder sted i form af energigenvinding fra såvel produktionsspild som udtjente produkter, som det fremgår af Tabel 14.

Tabel 14 Anslåede mængder af genanvendt eller nyttiggjort polyurethanaffald i Vesteuropa 2000 (1)

5.2.1 Rebonding af fleksibelt skum

Bonded foam eller rebond har været fremstillet stort set siden man begyndte at fremstille fleksibelt polyurethanskum i begyndelsen af 1950'erne. Processen er meget enkel og produkterne kan tilpasses en række forskellige formål. Først og fremmest anvendes bonded foam til polstringsmaterialer lige som nyt materiale. Derudover fremstilles bonded foam i et densitetsspektrum fra 60-300 kg/m³ til bl.a. vibrations- og lyddæmpning, tæppeunderlag, emballage og sportsmåtter (2, 3).

Processen til fremstilling af bonded foam består af følgende trin:

• Indsamling og sortering af afskær
• Granulering
• Påføring af binder
• Kompression til ønsket densitet og form
• Aktivering af binderen
• Hærdning af binderen
• Eventuel udskæring til ønsket facon

Processen kan enten være batchvis eller kontinuert, Specielt hvor der behandles store mængder til fremstilling af tæppeunderlag, anvendes den kontinuerte proces.

5.2.2 Anvendelse af granulat af fleksibelt skum

En del granulat af fleksibelt skum anvendes direkte til polstring af hynder. Produkterne varierer fra havehynder til møbelpuder, hvor der til sidstnævnte oftest foregår en sortering af granulatet og eventuelt blanding med fjer for at opnå højere siddekomfort.

5.2.3 Klæbepresning af plader

Produktionsspild fra produktion af stift skum eller separeret stift skum fra fx udtjente kølemøbler kan granuleres og efterfølgende sammenbindes i princippet lige som rebonded fleksibelt skum. Imidlertid anvendes betydeligt højere tryk for at opnå et homogent produkt og der anvendes høj formtemperatur i stedet for damp til hærdningen (4).

Mens binderen til fremstilling af rebonded foam oftest er en prepolymer baseret på toluendiisocyanat, TDI, og polyol, er binderen til klæbepresning af stift skum baseret på polymer methylendiphenyldiisocyanat, PMDI (4,5).

Produkterne fremstilles oftest i pladefacon i lighed med spånplader, men har væsentlig bedre fugtmodstandsevne end mange træbaserede plader, hvorfor 'genbrugspladerne' oftest anvendes i vådrum og lignende, hvor denne egenskab er efterspurgt.

Tabel 15 Typiske procesforhold og materialeegenskaber af klæbepressede emner af stift polyurethanskum (4)

5.2.4 Anvendelse af granulat af stift skum som 'olie-absorbere' og til 'mørtel'

Formalet eller granuleret stift polyurethanskum fra produktionsspild eller udtjente produkter har længe været kendt for gode olieabsorberende egenskaber eller mere generelt, absorbere af mange forskellige væsker, der er spildt (6, 7). Således markedsføres polyurethangranulat i flere europæiske lande som 'olie-bindere'.

Polyurethangranulat med op til 1 cm i diameter anvendes ligeledes til fremstilling af 'isolerende mørtel' med cement som binder. Der kan anvendes op til 90% polyurethangranulat i 'mørtelen', der hovedsagelig finder anvendelse til isolering af gulve (6).

5.2.5 Anvendelse af formalet fleksibelt og stift skum sammen med nye råvarer

Produktionsspild og separeret skum fra udtjente produkter af både fleksibelt og stift skum kan formales til en kornstørrelse på omkring 0,05-0,2 mm og tilsættes polyolstrømmen til fremstilling af nyt polyurethanmateriale. I de forsøg, der har været foretaget, er der anvendt mellem 10-15% pulver. Den største ulempe ved denne metode til genanvendelse er, at der kræves specielt indblandings- og doseringsudstyr, da viskositeten af polyolen bliver dramatisk forøget. Derimod er produkternes mekaniske egenskaber ikke væsentligt forringede (8).

5.2.6 Kompressionsstøbning af elastomer integralskum

Elastomer integralskum, som finder sin største anvendelse som polstring inden for automobilsektoren, kan genanvendes ved kompressionsstøbning. Processen består af formaling til fine partikler, 0,5-3 mm, efterfulgt af presning under højt tryk og temperatur.

Der anvendes ved denne proces ikke tilsætning af binder, idet elastomer integralskum er opbygget af bløde og hårde domæner. Ved den pågældende procestemperatur 'smelter' de hårde domæner, idet de er termisk reversible, mens de tværbundne bløde domæner forhindrer ægte smeltning. De bløde segmenter danner imidlertid en matrice, der tillader en orientering og rekonfigurering af de 'smeltede' hårde domæner. Ved afkøling genkrystalliserer de hårde domæner og stabiliserer den nye geometri (9).

Produktegenskaberne er kun lettere forringet i forhold til produkter fremstillet af virgint materiale. Processen har været anvendt kommercielt for BMW i Europa og Chrysler i USA, men anvendes ikke kommercielt i øjeblikket (10).

Tabel 16 Typiske procesforhold og materialeegenskaber af kompressionsstøbt elastomert materiale (10)

5.2.7 Kemolyse

Ved de forskellig former for kemolyse foregår der en depolymerisering af materialet til mindre molekyler. Ved enkelt-fase glykolyse vindes således polyol og di- eller polyaminer, der er depolymeriseringsproduktet fra den oprindeligt anvendte di- eller polyisocyanat. Ved passende behandling kan di- eller polyaminer viderereageres til en aminopolyoler. Den derved fremstillede 'genanvendelsespolyol' kan sammen med virgin polyol anvendes til fremstilling af nyt polyurethan (11,12).

Split-fase glykolyse er udviklet op til pilot skala for MDI-baseret fleksibelt skum. Glykolyseproduktet separeres i to faser:

• Topfraktionen er en fleksibel polyol, som efter oprensning kan anvendes alene til at fremstille nyt fleksibelt skum
• Bundfraktionen reageres med propylenoxid, hvorved der vindes en polyol til fremstilling af stift skum (11).

5.2.8 Feedstock recycling

Hvor polyurethanaffald forligger i en blandet plastfraktion giver det ikke mening at anvende kemolyse. I stedet kan den blandede fraktion anvendes til såkaldt feedstock recycling. Eksempler herpå er pyrolyse og syngasproduktion, men der foregår i Vesteuropa også forsøg med andre metoder (13).

Ved pyrolyse opvarmes den blandede plastfraktion i en inert atmosfære hvorved molekylerne bliver nedbrudt til bl.a. kulbrinter i flydende fase og gasfase. Disse produkter kan efterfølgende indgå i en række petrokemiske processer til et bredt spektrum af forskellige produkter.

Fremstilling af syntetisk gas, syngas, er en to-trins proces, hvor den blandede fraktion opvarmes sammen med luft eller ilt. Derved vindes en gas bestående af kulmonoxid og brint. Denne gas kan anvendes fx til fremstilling af metanol, ammoniak eller oxo-alkoholer.

5.2.9 Energigenvinding i forbrændingsanlæg

En væsentlig del af polyurethanaffaldet nyttiggøres ved energigenvinding i forbrændingsanlæg.

I Vesteuropa er Schweiz, Sverige, Tyskland og Danmark gode eksempler på lande med høje miljøstandarder, hvor denne teknik praktiseres til fremstilling af elektricitet og varme. Den mest effektive energigenvinding opnås hvor forbrændingsanlæggene er forbundet med fjernvarmesystemer til forsyning af varmt vand til forbrugerne eller damp til procesindustrien (14, 15).

I Danmark anvender Aalborg Portland plastaffald, herunder polyurethanaffald, i forbindelse med cementproduktionen, idet plastaffaldet er interessant på grund af sin høje brændværdi (16).

5.3 Anvendte genanvendelsesteknologier og anden nyttiggørelse af polyurethanproduktionsspild i Danmark

Ifølge kortlægningen anslås det, at der fremstilles godt 43.000 t/år polyurethanprodukter i Danmark (2003). Produktionspildet varierer meget afhængig af hvilke produkter, det drejer sig om. Kortlægningen viser, at det samlede produktionsspild anslås at udgøre godt 6.200 t/år (~14%).

En stor del heraf genanvendes, idet en stor del af produktionsspildet fra fremstilling af emner af fleksibelt polyurethanskum med fordel genanvendes til rebonded foam eller efter granulering til fremstilling af møbel- og havehynder.

Det anslås, at der samlet genanvendes omkring 3.800 t/år ^[11], heraf en mindre del til fremstilling af 'genbrugspolyol' ved glykolyse til fremstilling af nyt stift skum (9). Den resterende mængde polyurethanproduktionsspild nyttiggøres primært i forbrændingsanlæg.

Tabel 17 Anslåede mængder af genanvendt eller nyttiggjort polyurethanaffald i Vesteuropa og Danmark

Mængden af polyurethanaffald fra udtjente produkter fra de 3 hovedgrupper, biler, fjernvarmerør og køle- og fryseskabe, anslås til godt 5.200 tons om året. I øjeblikket genanvendes dette polyurethanaffald ikke, men det undersøges hvorledes polyurethanaffald fra specielt udtjente køle- og fryseskabe kan genanvendes.

5.4 Referencer og andre kilder

1. Isopa Fact Sheet: Recycling and Recovering Polyurethanes, Options in Practice, June 2001
2. Isopa Fact Sheet: Recycling and Recovering Polyurethanes, Rebonded Flexible Foam, June 2001
3. Interview med Polytex Skumplastfabrik A/S, april 2004
4. Isopa Fact Sheet: Recycling and Recovering Polyurethanes, Adhesive pressing and Particle Bonding, June 2001
5. Becker/Braun: Kunststoff Handbuch (7) Polyurethane, Carl Hanser Verlag München Wien (1983), p. 604 ff.
6. Isopa Fact Sheet: Recycling and Recovering Polyurethanes, Re-use of Particles, June 2001
7. Interview med Freonfri Prærørsgenbrug ApS, april 2004
8. Isopa Fact Sheet: Recycling and Recovering Polyurethanes, Regrind/Powdering, June 2001
9. W. Rasshofer, U. Liman and J. Wagner, Proceedings of Polyurethanes World Congress; 1991, Nice, p. 636ff.: Material Recycling of RIM-Polyurethanes
10. Isopa Fact Sheet: Recycling and Recovering Polyurethanes, Compression Moulding, June 2001
11. Isopa Fact Sheet: Recycling and Recovering Polyurethanes, Chemolysis, June 2001
12. Interview med Løgstør Rør A/S, maj 2004
13. Isopa Fact Sheet: Recycling and Recovering Polyurethanes, Feedstock Recycling, June 2001
14. Isopa Fact Sheet: Recycling and Recovering Polyurethanes, Energy Recovery from Flexible Foam, June 2001
15. Isopa Fact Sheet: Recycling and Recovering Polyurethanes, Recovery of Rigid Polyurethane Foam from Demolition Waste, June 2001
16. PUR-sektionens årsmøde og temadag, april 2002

[10] 50-60.000 t i Europa, mens 60-70.000 t eksporteres til Nordamerika

[11] En stor del af produktionsaffaldet fra produktion af emner af fleksibelt polyurethanskum eksporteres til Nordamerika

[12] Polyurethanproduktionsspild

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 Maj 2005, © Miljøstyrelsen.