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8/20/2019 reciclaje_asientos

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RECICLAJE: ESPUMA DE POLIURETANO

Realizado por: C. Magdalena


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ÍNDICE

Introducción...............................................................................................................................3

Reciclado mecánico.................................................................................................................3Reciclado químico....................................................................................................................9

Incineración............................................................................................................................ 13

Referencias: Isopa Recycling Technical Papers.


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Introducción

En la actualidad debido a la gran cantidad de residuos existentes el reciclado

resulta necesario y de gran importancia. El 7 % de los residuos totales son plásticos pero

debido a su volumen ocupan un 20 % del total de los mismos. Dentro de los residuos plásticos un 5 % de los mismos pertenece al poliuretano. Por esta razón, las técnicas de

reciclado de poliuretano han evolucionado de forma importante.Dependiendo del tipo de espuma de poliuretano (propiedades y aplicación) y de

factores de tipo económico, logístico, ecológico,... podemos hablar de tres tipos detécnicas de reciclado a emplear:

Ø reciclado mecánico,

Ø reciclado químico y

Ø recuperación de energía mediante incineración.

La viabilidad de cada técnica depende del tipo de poliuretano, del uso posterior yde su coste. Si los materiales a reutilizar están contaminados se deben incinerarnecesariamente.

Reciclado mecánico

El reciclado mecánico por sí solo no es suficiente en muchos casos, se necesita también

reciclado químico e incineración.

Los métodos que se pueden englobar en este apartado son:

1. Adhesive pressing (proceso, procedencia propiedades y aplicaciones).

2. Moldeo por compresión (proceso, propiedades y aplicaciones).3. Espuma flexible enlazada (proceso, propiedades y aplicaciones).4. Pulverización (proceso, propiedades y aplicaciones).

1. Adhesive pressing

Esta técnica no solo se aplica a los poliuretanos sino también a otros residuoscomo, por ejemplo, papel, goma. El porcentaje de contenido de residuo en el producto

final es muy elevado (en muchos casos llega hasta un 90 %) y el proceso consiste encuatro pasos principales:

PROCESO

v Granulación de la espuma depoliuretano.

v Adición de 5-10 % de MDI.v Formación del nuevo material a

altas temperaturas (100-200 ºC) y

presiones entre 30-200 bares.

v Corte y pulido de la pieza

Granulación Adición

MDI

Presión

Pulido

Trozos dePUR


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Procedencia, el poliuretano utilizado en esta técnica puede proceder de:

Ø moldeado mediante la técnica RIM (reaction injection mouled) o RRIM

(reinforced reaction injection mouled),

Ø espuma empleada en los parachoques (energy-absorbing),Ø espuma termo formable,

Ø PUR integrable (volantes),Ø PUR empleado en las moquetas de los coches (insonorización),

Ø espuma semi-rígida empleada en paneles de instrumentación, refrigeradores, paneles de puerta, ...

Propiedades, los paneles de espuma rígida fabricados con este tipo de método poseen excelente propiedades mecánicas:

Densidad (kg/m3) 250 - 850

Compresión 5% (MPa) 1.5 - 7Conductividad térmica (W/m K) aprox. 0.06

Temperatura de trabajo (ºC) -50 - +130

Inchamiento en agua, 24 h, 20ºC(%)

+0.6

Aplicaciones, el material resultante de esta técnica se emplea en:

Ø restauración de edificios antiguos (en el caso del PUR que proviene en origen deautomóvil),

Ø

muebles para embarcaciones (ya que no les afecta el agua),Ø alfombrado de gimnasios (debido a su elasticidad)Ø muebles de cocina, este último en fase de investigación.

Greiner Schaumstofftechnik y Hennecke Polyurethan Anlagentechnik han desarrolladouna tecnología basada en el adhesive pressing, denominada RemoTec (Rebond

Moulding Technology) donde han definido el tamaño y cantidad de trozos de PUR ainyectar en un molde. El proceso está totalmente automatizado por lo que el resultado es

una pieza moldeada sin rebabas.

El alto grado de automatización del proceso (costes de personal mínimos) y bajos costesdel material a emplear hacen de RemoTec un proceso de producción viable.


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2. Moldeo por compresión

Proceso, mediante esta técnica el poliuretano es molido en partículas muy finas y

sometido a presiones y temperaturas altas con objeto de generar un material de

características ideales para aplicaciones automovilísticas. Tanto el molido como lacompresión deben ser altamente controlados para cada tipo de aplicación.

Tamaño de partícula 0.5- 3 mm

Tiempo de precalentamiento 1 -12 min.

Temperatura de precalentamiento

140 - 150 ºC

Temperatura de molde 180 - 195 ºC

Tiempo de residencia en el

molde

1- 4 min.

Presión en el molde > 350 bar

Propiedades, las propiedades originales del poliuretano pueden ser mantenidasempleando unos valores de tiempo, presión y temperatura óptimos.

Propiedades Original M. Compr.

Densidad (kg/m3) 1260 1260

Tracción (kPa) 26 25

Elongación (%) 130 120

Debido a la escasa variación en la característica de elongación, estos materiales

son adecuados para múltiples aplicaciones (moldeado mediante técnica RIM).

Las ventajas que presenta esta técnica son:

Ø el material resultante está exento de tensiones internas, presenta una mejorresistencia al calor y sag factor,

Ø el material contiene 100 % de material reciclado.


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3. Espuma flexible enlazada

La espuma enlazada es un producto moldeado hecho de espuma de poliuretano

flexible triturada que se mantiene adherida gracias a un enlazador.

La relativa alta densidad y excelente resiliencia conseguida con esta técnica lahace adecuada para aplicaciones como apoya codos, apoyacabezas, insonorizantes,

alfombrado así como muebles de oficina. Hasta 20.000 Tm. de este material esempleado en Europa y constantemente nuevas aplicaciones son descubiertas.

En la trituración de la espuma se obtienen trozos de aproximadamente 1 cm. Laactivación y curado se realiza por vapor.

Propiedades, las propiedades de las piezas obtenidas vienen determinada por

varios factores:

Ø tipo y densidad de la espuma usada,

Ø tamaño y uniformidad de la partícula,Ø densidad final a obtener,

Ø tipo de enlazador,Ø relación enlazador/ espuma.

Densidad (kg/m3) 60-200

Tracción (kPa) 40-150

Elongación (%) 40-90

C.L.D. 50% 15-150

4. Pulverización

Esta tecnología es extremadamente versátil en un amplio rango de aplicacionesdel poliuretano. Consiste en la transformación de la espuma en polvo fino que es

mezclado con el poliol y usado para la fabricación de nuevos productos de poliuretano.

PROCESO

v Recogida de la espuma.v Trituración.v Recubrimiento del PUR con el enlazador.

vColocación en el molde.

v Compresión hasta conseguir la densidaddeseada.

v Activación del enlazador.v Curado del enlazador.v Producción del material.

v Secado.


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Proceso:

El tamaño final de partícula óptimo es 50-200 micras y es alcanzado gracias a 2

cilindros que giran en sentido contrario.

Propiedades y aplicaciones, esta técnica se emplea para el reciclado de asientosde PUR observándose que los nuevos asientos, (15-20% de material reciclado),

presentan excelentes características y dependiendo del tipo de espuma las propiedades

físicas están afectadas en mayor o menor medida.

Propiedades: asiento Original Reciclado

Peso (g) 1260 1260

I.L.D. (N) 360 360C. Set 50% (%) 5.6 7.0

Tracción (kPa) 152 144

Elongación (%) 132 103

Se está estudiando la posibilidad de incorporar mayores proporciones de

material reciclado conservando las características de la espuma.

El desarrollo comercial de esta tecnología en áreas como espuma de bloque ymoldeada se anticipa a un futuro cercano, mientras que se exploran otras aplicaciones

potenciales.


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Metzeler Schaum GmbH, Bayer AG y Hennecke Polyurethan-Anlagentechnik han

sido los primeros en desarrollar un sistema a escala industrial (GrindFlex technology),el cual permite incorporar de forma homogénea partículas sólidas de espuma (polvo) en

la estructura final del bloque.


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Reciclado químico

Este tipo de reciclado no se utiliza en grandes proporciones hoy en día. Las

diferentes técnicas que están incluidas dentro del reciclado químico se basan en la

aplicación de diversos procesos químicos y térmicos que rompen los materiales poliméricos en fracciones de bajo peso molecular.

Las técnicas más empleadas son:

1. hidrólisis,2. aminólisis,3. glicólisis,

4. pirólisis,5. hidrogenación y

6. gasificación.

Siendo estas tres últimas de carácter termoquímico.

La hidrólisis, glicólisis y aminólisis emplean agua, alcoholes y aminas,respectivamente para romper el polímero y así obtener poliol y diaminas aromáticas

(producto de hidrólisis del diisocianato). De estas últimas se regenera el diisocianatoque junto al poliol son empleados en la fabricación de poliuretano de calidad.

AminólisisHidrólisis

Glicólisismono

fase

arias

fases

Mezcla

Separación

Purificación

Producto

refinado

Producto

crudo


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En la hidrólisis el polioléter y diaminas son obtenidas por aplicación de vapor a

altas presiones; después de las operaciones de separación, purificación y conversión delas diaminas en isocianato. Ambos materias (polioléter e isocianato) son utilizados en la

fabricación de PUR flexible. Compañías como Ford y General Motors han concentrado

todos sus esfuerzos en el desarrollo de este tipo de proceso.

La glicólisis (alcohólisis) es un proceso en el cual se utilizan glicoles paraconvertir el polímero en un líquido a una temperatura de 200ºC y a presión atmosférica.

El proceso consiste en romper el polímero reemplazando las moléculas de poliol porglicol. Esto produce una mezcla de poliol original, un poliol nitrogenado, diisocianato y

glicol sobrante de la reacción que debe ser tratada para separación y purificación.Los polioles obtenidos en la glicólisis de espuma flexible pueden ser reutilizados

en la fabricación de espuma semi-rígida sustituyendo el 40 % de poliol virgen sin una

pérdida de propiedades significativa. Para reutilizar el poliol en espuma de PUR flexiblese necesitan polioles de bajo número de grupos hidroxilo. Esto se consigue con

pequeñas cantidades de glicol.

Cuando se utiliza la técnica de aminólisis se obtiene poliol y urea disustituída.Productos como dibutilamina, etanolamina, etc. son empleados como agentesdespolimerizantes.

En la pirólisis, hidrogenación y gasificación se transforma la espuma de

poliuretano en fracciones de hidrocarburos de bajo peso molecular.


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La hidrogenación consiste en el tratamiento de residuos con hidrogeno a

temperaturas y presiones elevadas.

En la gasificación se produce la oxidación parcial de los hidrocarburos para producir una mezcla de monóxido de carbono, gas e hidrógeno.


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Incineración

Esta técnica es ecológica, económica y factible desde el punto de vista técnico.

La incineración es la forma más efectiva de reducir los materiales orgánicos quede otra forma irían a para a un vertedero. Sin embargo, tiene el problema de que en la

misma se genera C02 perjudicial para el medio ambiente ya que es el responsable delefecto invernadero. De todas formas, si la energía generada se emplea se evita el

consumo de combustibles fósiles ayudando así a la conservación de los recursosnaturales sin aumento adicional de las emisiones de C02 al medio. Esto es de granimportancia para la consecución del "desarrollo sostenible".

Los residuos generados en la incineración son inertes con gran resistencia aelución cuando son almacenados en vertederos controlados e incluso se pueden utilizarcomo material de construcción. La energía recuperada es equivalente a la obtenida con

carbón y de hecho, la incineración de muchos poliuretanos conlleva unas emisiones

inferiores a las del carbón propiamente dicho.Otra ventaja de este método es el hecho de que ningún plástico puede ser

reciclado indefinidamente debido al progresivo deterioro que tiene lugar en losrepetidos procesos de reciclado.

Por consiguiente, la incineración es un método efectivo y en muchas ocasiones elmás apropiado ya que elimina materiales tóxicos. Además, la tecnología ha avanzado a

pasos agigantados asegurando emisiones controladas.Sin embargo, según el principio NBMY (not in my back yard = no en mi jardín

trasero) la opinión pública es reacia a la implantación de incineradoras debido al miedo

generado por las antiguas incineradoras que causaban graves problemas decontaminación.

Actualmente, políticos y público en general se están dando cuenta de que las plantas incineradoras no son solo seguras sino esenciales.

En conclusión, la incineración con recuperación de energía es una solución

responsable desde el punto de vista medioambiental en la gestión de los residuos de poliuretano.

Ofrece la mejor solución tanto en cuanto las otras opciones de reciclado son máscostosas desde el punto de vista ecológico y económico.

Aunque queda mucho por hacer para el establecimiento de la infraestructura

necesaria en Europa, no hay duda que esta técnica es la llave para la gestión adecuadade los residuos de poliuretano.

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