Zlepšenie recyklovateľnosti polyéter TPU je dôležitou témou v súčasnej oblasti materiálovej vedy a ochrany životného prostredia. Keďže TPU má dobré fyzikálne vlastnosti a široké možnosti použitia, ale jeho recyklácia je pomerne komplikovaná, zlepšenie jeho recyklovateľnosti má veľký význam pre znižovanie záťaže životného prostredia a znižovanie tvorby odpadov.
Recyklovateľnosť polyéterového TPU úzko súvisí s jeho chemickou štruktúrou. Polyéter TPU sa zvyčajne skladá z mäkkého segmentu (polyéter) a tvrdého segmentu (izokyanát) a jeho polymérna štruktúra určuje jeho termoplasticitu a elasticitu. Optimalizáciou jeho chemickej štruktúry možno zlepšiť manipuláciu s ním a jeho opätovné použitie počas procesu recyklácie.
Niektoré izokyanátové skupiny sa dajú ľahšie rozložiť za špecifických podmienok recyklácie, čím sa znižuje náročnosť recyklácie odpadu. Navrhnutím polyéterového TPU možno výberom izokyanátových skupín s nižšími teplotami topenia alebo takých, ktoré sa môžu rozložiť pri nižších teplotách, uľahčiť rozklad alebo opätovné spracovanie počas procesu recyklácie.
Napríklad možno vybrať izokyanáty na biologickej báze, ktoré sú náchylnejšie na hydrolýzu a iné reakcie počas recyklácie, čím sa zlepšuje recyklovateľnosť.
Navrhnutím ľahko oddeliteľných mäkkých segmentov (polyéter) a tvrdých segmentov (polyester, polyamid atď.) je možné TPU oddeliť od mäkkých a tvrdých segmentov počas recyklácie, čím sa zlepší miera využitia materiálu počas procesu recyklácie.
Napríklad rozumným navrhovaním dĺžky molekulového reťazca polyéterového TPU sa rozhranie medzi mäkkým segmentom a tvrdým segmentom ľahko zlomí, čo je užitočné pre separačný efekt počas pyrolýzy alebo regenerácie rozpúšťadla.
Recyklovateľnosť polyéterového TPU nesúvisí len s jeho dizajnovou štruktúrou, ale úzko súvisí aj s vlastnosťami jeho surovín. Rozumný výber surovín môže efektívne zlepšiť jeho recyklovateľnosť.
Použitie vysoko čistých polyéterových a izokyanátových materiálov a zníženie používania iných nekompatibilných prísad môže znížiť vplyv nečistôt počas procesu recyklácie a zvýšiť recyklovateľnosť materiálov.
Napríklad používanie obnoviteľných zdrojov (ako je biopolyéter) ako surovín môže byť ekologickejšie a jednoduchšie na opätovné použitie počas procesu recyklácie.
Niektoré prísady (ako sú antioxidanty, zmäkčovadlá, stabilizátory atď.) sa často pridávajú do polyéterového TPU na zlepšenie jeho výkonu, ale niektoré prísady môžu ovplyvniť proces recyklácie. Používanie zelených a neškodných prísad alebo výber ľahko rozložiteľných prísad môže pomôcť znížiť náročnosť recyklácie.
Na zníženie škodlivých látok v materiáli a uľahčenie následnej recyklácie možno použiť napríklad netoxické, odbúrateľné zmäkčovadlá alebo aditíva odolné voči UV žiareniu.
Používať polyéterové suroviny s biologickou odbúrateľnosťou, aby sa po likvidácii dali ľahšie rozložiť na neškodné látky. Aj keď samotná termoplasticita a odolnosť polyéterového TPU sú jeho prednosťami, kombinácia biodegradovateľných materiálov na báze polyéteru môže znížiť dlhodobú záťaž pre životné prostredie pri následnom procese recyklácie.
Napríklad použitie určitých polyéterpolyolov s dobrou biologickou odbúrateľnosťou môže po výrobe a likvidácii rýchlo degradovať, čím sa zníži znečistenie životného prostredia.
Výrobný proces polyéterového TPU má priamy vplyv na recyklovateľnosť. Zlepšením výrobného procesu možno zefektívniť proces recyklácie polyéterového TPU.
V procese syntézy polyéterového TPU sa reguluje emisia škodlivých chemikálií, znižuje sa používanie sieťovacích reakcií a nerozpustných rozpúšťadiel a vyhýba sa problémom s recykláciou spôsobenými chemickým znečistením.
Optimalizácia výrobného procesu, ako je použitie metódy rozpúšťadla alebo metódy nízkoteplotnej reakcie, uľahčuje recykláciu polyéterového TPU po likvidácii.
Počas procesu spracovania je možné optimalizovať tepelnú stabilitu a tekutosť TPU tak, aby si materiál mohol zachovať vynikajúci výkon aj po viacnásobnej recyklácii. Znížením vplyvu teploty a tlaku na vlastnosti materiálu si materiál môže lepšie zachovať svoju recyklačnú schopnosť počas spracovania.
Napríklad použitím jediného procesu spracovania termoplastov, riadením parametrov spracovania, ako je teplota a tlak, možno polyéter TPU ľahšie spracovať počas neskoršej recyklácie.
Prostredníctvom rozumného dizajnu a výberu materiálu možno výrazne zlepšiť recyklovateľnosť polyéterového TPU. So zlepšením environmentálneho povedomia a pokrokom v technológii recyklácie sa recyklácia polyéterového TPU stane čoraz dôležitejším smerom pre rozvoj materiálovej vedy a priemyslu.
