化学回収法とは、アルコール分解、アミノ分解、加水分解、熱分解によりポリウレタンフォームをポリウレタン原料または他の化学原料に分解する方法を指します。ポリウレタンフォームにはウレタン結合、尿素結合などがあり、アルコール分解、アミノ化、アルカリ加水分解の過程でポリウレタン分子内のアミノエステル結合や尿素結合が分解され、ポリオール、芳香族ポリアミン、二酸化炭素などに分解されます。このタイプのリサイクル方法については、多くの特許や事例報告があります。
1. ジオール加水分解
ジオール加水分解は、化学回収において最も広く使用されている方法です。小分子ジオール(エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコールなど)と触媒(第三級アミン、エタノールアミン、または有機金属化合物)の存在下で、ポリウレタン(フォーム、エラストマー、RIM製品など)を約200℃の温度でアルコール分解します。数時間の反応後、再生ポリオールが得られます。再生ポリオールを新鮮なポリオールと混合してポリウレタン材料を製造できます。
3. その他の化学回収方法
加水分解法 - 水酸化ナトリウムを加水分解触媒として使用してポリウレタンの軟質フォームと硬質フォームを分解し、回収の原料として使用されるポリオールとアミン中間体を生成します。
アルカリ加水分解 - ポリエーテルとアルカリ金属水酸化物を分解剤として使用し、泡分解後に炭酸塩を除去して回収されたポリオールと芳香族ジアミンを得ます。
アルコール分解とアミノ化を組み合わせたプロセスでは、ポリエーテルポリオール、水酸化カリウム、ジアミンを分解剤として使用して炭酸塩固形物を除去し、ポリエーテルポリオールとジアミンを得ます。ハードバブルの分解生成物については分離する必要はなく、得られたポリエーテルを酸化プロピレンと反応させてハードバブルを直接生成することができます。この方法の利点は、分解温度が低い(60〜160度)、時間が短い、泡の量が多いことです。
アルコールリン法 - ポリエーテルポリオールとハロゲン化リン酸エステルを分解剤として使用すると、分解生成物は固体のポリエーテルポリオールとリン酸アンモニウムとなり、分離が容易です。
ドイツの企業 Reqra は、ポリウレタン製靴廃棄物のリサイクルに低コストのポリウレタン廃棄物リサイクル技術を推進しています。このリサイクル技術では、まず廃棄物を 10 mm サイズの粒子に粉砕し、反応器内で分散剤とともに加熱して液化し、最終的に液体ポリオールを回収します。
フェノール分解法 - 日本では、廃棄ポリウレタン軟質フォームを粉砕し、フェノールと混合します。酸性条件下で加熱すると、アミノエステル結合が切断され、フェノールのヒドロキシル基と結合します。次に、ホルムアルデヒドと反応してフェノール樹脂を生成します。ヘキサメチレンテトラミンを加えて硬化させると、強度、靭性、耐熱性に優れたフェノール樹脂製品が得られます。
熱分解 - ポリウレタン軟質フォームは、好気性または嫌気性条件下で高温で分解して油状物質を得ることができ、分離によりポリオールを得ることができます。