聚氨酯座椅的化学回收取得大突破，陶氏、巴斯夫、科思创等都在布局
聚氨酯座椅的化学回收取得大突破，陶氏、巴斯夫、科思创等都在布局
聚氨酯座椅的化学回收技术取得了重大突破。11月27日，陶氏、捷豹路虎、安道拓宣布，行业首次将其应用到新汽车座椅中，目前该产品含有20%的再生多元醇，未来还将继续提高比例。
图源：DOW
据悉，该废料首先来于捷豹路虎的二手车的聚氨酯座椅泡沫，经过陶氏 MobilityScience™ 材料创新后被重新加工成座椅泡沫，再由安道拓整合到座椅中。目前捷豹路虎正在其汽车座椅中全面使用这种材料，明年初在预生产车辆中大规模测试其使用情况。
据披露的数据来看，这种座椅在保持高性能的同时，二氧化碳当量排放量将减少一半，每个座椅可减少超过44公斤的二氧化碳排放，相当于可为近三千部智能手机充电。
从座椅泡沫到座椅泡沫，这个技术牛在哪？专塑视界带您来盘点一下。
开发废旧聚氨酯塑料的再生资源化技术势在必行
聚氨酯（PU）塑料，作为全球第六大常用聚合物，在建筑、医疗、航空航天和家居等多个行业中发挥着重要作用。由于其卓越的绝缘性、保温性和隔热性等特点，聚氨酯的商业应用范围和产能规模不断扩大。然而，聚氨酯材料的回收处理面临着重大挑战。
原因在于，聚氨酯材料具有三维网状高度交联结构，且配方灵活、高疏水性，难以溶解或熔化等特性，导致这类产品的“寿命”通常可达50~60年，增加了该类塑料的生物降解和高值再生利用的难度。
随着电器电子产品、机动车、家具等产品的更新换代速度加快，相应的废弃物数量也在迅速增加。在这些废弃物中，废制冷设备、报废机动车和废家具的拆解过程，以及聚氨酯等发泡材料的生产过程中产生的不合格产品，都导致了大量废聚氨酯等发泡材料的产生。以聚氨酯硬泡为例，其绝大部分是从拆解电冰箱中产生的，重量约占电冰箱整体重量的16%左右，年产废旧聚氨酯塑料可达10万吨。
面对这一挑战，废旧聚氨酯塑料的再生资源化技术开发变得势在必行。这不仅关系到环境保护，也是实现可持续发展的关键一步。
聚氨酯泡沫的化学循环，热火朝天
聚氨酯泡沫的化学循环技术近年来取得了显著进展。
聚氨酯泡沫由于存在氨酯键、脲键等，可通过醇解、胺解及水解，将其断裂分解成多元醇及芳香族多元胺、二氧化碳等，经过进一步分离提纯即可得到用于再聚合的高质量多元醇。
据了解，陶氏化学曾经推出一种胺解法化学回收工艺。该工艺包括两个步骤：用烷基醇胺和催化剂把废旧聚氨酯分解成高浓度分散状氨酯、脲、胺和多元醇；然后进行烷基化反应，去除回收物中的芳香族胺后，得到性能好、色泽较浅的多元醇。该法可回收多种聚氨酯泡沫，回收多元醇可用于多种聚氨酯材料。该公司还采用化学回收工艺从反应注射成型*（RIM）的制件获得回收多元醇，重新用于增强RIM制件中，用量可高达30%。
2024年，多家企业在聚氨酯化学回收领域展示了他们的实力和新动作。
截至目前，涉及聚氨酯化学回收的企业还包括巴斯夫、科思创、德国蓝浦（Rampf）、三井化学、美国Edge Global Innovation等。
巴斯夫（BASF）
巴斯夫在聚氨酯化学回收领域拥有强大的技术实力和广泛的应用案例。他们推出了“设计回收”聚氨酯发泡技术，这项技术可以简化聚氨酯泡沫回收过程，实现规模化回收，并将回收材料重新引入“设计回收”发泡配方。
图源：巴斯夫
CHINAPLAS 2024 国际橡塑展首日，巴斯夫与全球领先汽车供应商奥托立夫中国签订合作备忘录：奥托立夫中国出品的方向盘将采用巴斯夫“设计回收”聚氨酯发泡解决方案。除了汽车方向盘，巴斯夫还针对汽车、家具和鞋类产品开发了“设计回收”聚氨酯发泡解决方案，包括汽车座椅和沙发等应用。
科思创（Covestro）
科思创正在积极开发聚碳酸酯化学回收工艺，并投资布局了酶分解、智能热解等多类回收工艺。2024年5月，科思创与法国公司Ecomaison联手回收聚氨酯泡沫回收原材料。在床垫切割厂按泡沫类型仔细分类后，结合机械和化学技术，尽可能有效地回收分拣后的聚氨酯泡沫。
德国蓝浦（Rampf）
德国蓝浦自1992年以来就致力于聚氨酯的化学回收，使用糖酵解（包括甘油解、酸解和氨解）技术处理聚氨酯废料，如床垫、地毯、家具、汽车座椅等聚氨酯泡沫碎片，以及来自饮料瓶、织物和纤维的后消费PET，将其加工成高质量的回收多元醇。2024年6月，德国蓝浦集团宣布，利用其化学升级回收技术，将未经分拣的聚氨酯生产废料制造气凝胶。该项目名为“PolymAEROcycle”。技术上通过糖酵解工艺从混合的聚氨酯废料中产生回收的多元醇，再合成聚氨酯基凝胶，然后对湿凝胶进行超临界干燥，得到气凝胶。
三井化学
2024年9月，日本三井化学宣布一项新技术，该技术可对MR™聚氨酯眼镜片材料生产和加工过程中产生的碎屑和废镜片进行化学回收，以便将其重新用于制造MR™眼镜片材料。
美国Edge Global Innovation
2024年9月，美国Edge Global Innovation开发了一种将聚氨酯床垫泡沫转化为聚合物颗粒的工艺，可用于生产各种模塑产品，包括鞋底、手机壳或各种工业用途的橡胶垫圈。这些颗粒可以由高达75%的再生床垫泡沫组成。
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聚氨酯座椅的化学回收对行业发展的意义
早在2024年7月，陶氏MobilityScience™团队就提出了回收聚氨酯座椅泡沫的RENUVA™回收计划，但之前是从报废床垫中通过化学回收来得到多元醇。与标准多元醇生产工艺相比，可减少 54% 的碳排放。
与床垫泡沫不同，汽车座椅泡沫的回收难度要大很多。主要原因在于，汽车在设计时很少考虑在报废后拆卸和分离材料的难易程度，让报废汽车利于拆解和材料循环。
去年7月13日，欧盟委员会通过了关于报废车辆(End-of-Life Vehicles，ELV)的法规提案 。新提案围绕汽车产品全生命周期的环境责任、经济责任、社会责任，对汽车的可回收设计、再生材料含量等内容提出了细化要求。该提案提出新车应包含至少25%的再生塑料（PCR），其中25%来自回收的报废汽车ELV，即新车中6.25%的塑料源自报废汽车。
这意味着，提案要求新车的设计方式需要有利于在其生命周期结束后的回收和再利用，且汽车生产商必须确保车辆在生命周期结束时得到适当的处理。
根据欧盟统计，目前一辆汽车中，塑料占汽车总重量的11%~16%不等。经过修订后，法规将于 2025年7月实施。2028年，制造商必须制定循环策略，2031年，上市车辆必须使用 25% 的再生塑料。
要达到这个标准却不容易。汽车生产商可能需要使用更多的标准化组件，减少使用难以回收的材料，以及开发新的回收技术。此外，制造商还需要确保他们的供应链能够提供足够的来自报废汽车的再生塑料，以满足新车生产中至少6.25%的源自汽车的再生塑料要求。
在这个背景下，捷豹路虎与陶氏及安道拓合作，成功攻克了废旧聚氨酯座椅泡沫闭环回收的技术难题，首次实现了将其重新融入到新汽车座椅的生产流程中。这一创新举措标志着废旧聚氨酯材料循环利用领域的重大进展，意义非凡。
总结
化学回收是目前最有发展前景的方法之一，在经过这些年的发展后，涌现出许多不同方法，包括水解、胺解、加氢裂解、热解、碱解、醇解等。这些技术的发展不仅减少了环境污染，降低了能源消耗，还推动了技术创新，提高了资源的循环利用率，并为汽车行业提供了实现可持续发展的新路径。随着技术的进步和法规的推动，预计未来聚氨酯化学回收将取得更多的突破。