I ricercatori dell’Università di Aarhus hanno trovato un metodo migliore per riciclare la schiuma di poliuretano.
Il poliuretano (PUR) è un materiale plastico usato in moltissimi prodotti di uso comune. Nel 2022, il mercato globale del PUR ha raggiunto quasi 26 milioni di tonnellate e una previsione per il 2030 prevede quasi 31,3 milioni di tonnellate, di cui circa il 60% costituito da schiuma in varie forme.
Purtroppo la maggior parte dei prodotti PUR scartati in tutto il mondo finisce per essere incenerita o buttata nelle discariche con un notevole danno l’ambiente e il clima, perché i componenti principali del materiale vengono estratti principalmente dal petrolio fossile.
Una nascente industria scompone (depolimerizza) chimicamente il PUR nei suoi componenti principali originali, poliolo e isocianato, con l’obiettivo di riutilizzarli come materie prime in nuovi prodotti di poliuratano, ma finora questa produzione non ha potuto competere con i materiali “vergini” per i costi molti alti.
Scomporre gli elementi in un colpo solo
Un gruppo di ricerca dell’Università di Aarhus, in Danimarca, ha avuto un’idea che potrebbe risolvere il problema. L’attuale decomposizione della schiuma PUR con acido (acidolisi) non separa il PUR scomposto in poliolo e isocianato, ma in una miscela che non può essere riciclata direttamente usando nuove ricette. Il poliuretano viene prodotto da una reazione chimica tra i componenti principali poliolo e isocianato, che derivano principalmente dal petrolio fossile. Il poliuretano è un polimero (una lunga catena di molecole), quindi quando si parla di decomposizione chimica del poliuretano, si parla di depolimerizzazione.
Il metodo sviluppato dai ricercatori dell’UA consente di scomporre il PUR e di separare i due componenti principali in un colpo solo. Prima viene riscaldata la schiuma poliuratanica flessibile a 220°C in un reattore con un po’ di acido succinico, successivamente viene usato un filtro che cattura un materiale e lascia passare l’altro. I polioli passano, e lo fanno in una qualità paragonabile al poliolo vergine, e possono essere usati in una nuova produzione di poliuretano. La parte solida della miscela di prodotto che viene filtrata viene trasformata nella cosiddetta diammina, che viene utilizzata nella produzione di isocianati e quindi di poliuretano. In questo modo, i ricercatori sono in grado di recuperare fino all’82 percento in peso del materiale originale dalla schiuma PUR flessibile – utilizzata nei materassi – come due frazioni separate di diammine e polioli.
Il potenziale per il settore
“Il metodo è facile da ampliare, ma la prospettiva di gestire anche i rifiuti PUR dei consumatori richiede un ulteriore sviluppo” sottolinea uno degli autori dello studio, Steffan Kvist Kristensen.
Ogni produttore del settore PUR usa una formula unica per ottenere proprietà dei materiali specifiche per i propri prodotti, quindi prima di poter realizzare un’economia reale del riciclo del poliuretano, è necessario risolvere una serie di questioni, come la raccolta differenziata dei rifiuti, la logistica e l’ordinamento dei poliuretani in tipi. La depolimerizzazione è quindi solo una piccola parte della soluzione.
I ricercatori dell’Università di Aarhus hanno testato con successo anche la combinazione di acidolisi e idrolisi su schiuma PUR rigenerata e schiuma PUR rigida, ma in questo caso la strada verso un’economia circolare è ancora più lunga.
La schiuma rigida di poliuretano viene utilizzata principalmente come materiale isolante, ma il tentativo di trasformarla in preziose materie prime è ancora agli inizi.
In questo momento, i ricercatori stanno testando la nuova tecnologia su altri materiali poliuretanici per vedere come poterli riciclare. Stanno anche studiando come riusare l’acido dicarbossilico, che fa parte del processo. Inoltre, testeranno i materiali riciclati per creare nuovi prodotti e dimostrare che la tecnologia può davvero creare un’economia circolare.
