Il poliuretano: verso nuove opportunità di riciclaggio
Il poliuretano è il sesto polimero più utilizzato industrialmente. Grazie alla sua grande versatilità e alle eccellenti proprietà meccaniche, questo materiale si è affermato in numerose applicazioni industriali: schiume rigide o flessibili, guarnizioni, adesivi, componenti tecnici. Oggi rappresenta un’alternativa economica ad altri materiali come il PVC o il polistirene. Si prevede che il mercato passerà da una stima di 7,7 milioni di tonnellate nel 2023 a oltre 9 milioni di tonnellate nel 2030. Tuttavia, questa grande varietà di forme rende il poliuretano più complesso da riciclare: attualmente il 50% del poliuretano finisce in discarica e non viene riciclato. Per risolvere questo problema, la ricerca sul riciclo del poliuretano è quasi quadruplicata negli ultimi 10 anni. Oggi, sono le tecniche di depolimerizzazione e il riciclo biologico a conoscere un forte interesse grazie al loro potenziale di circolarità. In questo articolo, Alcimed esplora i diversi processi di riciclo disponibili per il poliuretano. Quali sono? Quali sono i loro limiti e quali sono le nuove soluzioni di miglioramento?
I metodi tradizionali di riciclaggio del poliuretano e i loro limiti
Il riciclaggio meccanico: un metodo comune ma imperfetto
Il riciclaggio meccanico del poliuretano (PU) si è rapidamente sviluppato. È oggi un metodo comunemente utilizzato su larga scala trasformando i rifiuti in fiocchi, granuli o polvere. Così, la società Mobius technologie ha il più grande impianto di riciclaggio di poliuretano al mondo con una capacità annuale di produzione di schiuma poliuretanica rigida e flessibile di 14.000 tonnellate. È un approccio che alla fine degrada le proprietà del materiale iniziale. Presenta anche delle limitazioni in termini di costo di trattamento, il che limita i potenziali nuovi usi.
Il riciclaggio chimico: prospettive promettenti, ma costose
Al fine di offrire nuove prospettive di riutilizzo, si sono sviluppate le vie di riciclaggio chimico. Approcci basati sulla glicolisi, l’idrolisi o anche l’aminolisi permettono di produrre dal poliuretano degli intermedi come i polioli che possono essere nuovamente utilizzati come building blocks reattivi. Nonostante la sua efficacia, il riciclaggio chimico presenta alcune limitazioni. Infatti, i parametri del processo variano secondo il tipo di prodotto da riciclare, il che complica l’industrializzazione. Anche il costo di questi processi rappresenta un ostacolo. Tuttavia, questi approcci suscitano un interesse crescente dalla decisione della Cina nel 2018 di vietare l’importazione di rifiuti plastici occidentali e dall’aumento del prezzo dei trattamenti meccanici e termici. Progetti europei come UrbanRec o PURESmart testimoniano questa dinamicità.
Le innovazioni emergenti nel riciclaggio del poliuretano
La depolimerizzazione enzimatica: verso una circolarità completa
A seguito degli sviluppi sul PET, la depolimerizzazione enzimatica si interessa ai poliuretani. Sono stati ottenuti risultati promettenti sulla famiglia dei poliisocianurati, dove i microrganismi sono riusciti a degradare i legami estere presenti in questo polimero. Contrariamente alle tecnologie tradizionali, spesso inefficaci per riciclare questo materiale, questo metodo offre numerosi vantaggi promettenti. Permette un reincorporamento completo delle materie riciclate nel processo di produzione per ottenere un materiale finale di qualità comparabile a quella del materiale nuovo. Inoltre, presenta la capacità di riciclare materiali complessi, come i compositi, le miscele, difficili da trattare con i metodi classici. Questi approcci presentano ancora una bassa maturità tecnologica poiché non esiste una via comune per trattare tutti i poliuretani. Approcci caso per caso devono essere condotti. Tuttavia, a causa del loro interessante potenziale di circolarità, diversi industriali, come Covestro, Eurofoam e Soprema, esplorano attivamente questa via lasciando intravedere importanti progressi.
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Poliuretani più riciclabili e sostenibili
Occorre infine segnalare l’emergere di lavori per sviluppare poliuretani più riciclabili. Sono in corso ricerche accademiche per modificare il poliuretano al fine di renderlo biosourced, completamente biodegradabile e/o più adatto alla depolimerizzazione enzimatica. Un forte potenziale risiede nell’uso di polioli e isocianati derivati da oli vegetali (soia, colza, ricino, ecc.), così come nell’aggiunta di catene allungatrici specifiche e di poliesteri alifatici biodegradabili, secondo le ricerche condotte dall’Istituto di Tecnologia della Fermentazione e di Microbiologia dell’Università di Tecnologia di Łódź, in Polonia. Anche se queste innovazioni non risolvono immediatamente il problema del riciclaggio dei poliuretani, esse presentano un interesse fondamentale per il futuro. Queste modifiche per renderlo biosourced e biodegradabile, utilizzando componenti derivati da oli vegetali e poliesteri degradabili, potrebbero offrire soluzioni più ecologiche a lungo termine con prospettive verso materiali più sostenibili e più facili da trattare, riducendo al contempo l’impatto ambientale dei poliuretani tradizionali. Il che rafforzerebbe l’attrattività già elevata di questo materiale!
In un contesto in cui gli industriali cercano di razionalizzare il numero di materiali da utilizzare e quindi fare delle scelte in particolare per logiche di riciclaggio, le promesse di sviluppare nuovi approcci di riciclaggio chimico e di depolimerizzazione enzimatica del poliuretano sono di grande interesse. Questi approcci, combinati agli sforzi di produrre i poliuretani in modo più sostenibile con nuove alternative ad alcuni dei suoi costituenti come gli isocianati, lasciano presagire un brillante futuro per i poliuretani! Alcimed può accompagnarvi nella messa in opera di un approccio di circolarità, o più in generale, nella vostra strategia RSE. Non esitate a contattare il nostro team!
Informazioni sull’autore,
Vincent, Direttore del team Chimica e Materiali di Alcimed in Francia.
Manon, Consulente del team Chimica e Materiali di Alcimed in Francia.
