Polyuretan (PUR) er et uundværligt plastmateriale, der bruges i madrasser, isolering i køleskabe og bygninger, sko, biler, fly, vindmøllevinger, kabler og meget andet.

Det kunne kaldes et vidundermateriale, hvis ikke lige det også var en belastning for miljøet og klimaet:

Langt størstedelen af de kasserede PUR-produkter verden over ender i forbrænding eller som deponi på lossepladser.

Det er skidt, for hovedkomponenterne i materialet udvindes primært fra råolie. Og der er tale om gevaldige mængder. I 2022 nåede det globale marked for PUR op på næsten 26 mio. tons, og en prognose for 2030 lyder på knap 31,3 mio. tons. Ca. 60 pct. udgøres af skum i forskellige former.

FAKTA:
Polyuretan skabes typisk i en kemisk reaktion mellem hovedkomponenterne polyol og isocyanat, der begge for langt størstedelens vedkommende udvindes fra råolie. Polyuretan er en polymer (en lang kæde af molekyler), så når man taler om at nedbryde polyuretan ad kemisk vej, kaldes det depolymerisering.
Ravsyre er en naturlig syre, en antioxidant, som spiller en vigtig rolle i kroppens energiproduktion. Den bruges både som tilsætningsstof i fødevarer og som udgangsstof til flere plasttyper. I dette tilfælde kan ravsyre uden brug af andre kemikalier nedbryde polyurethan (PUR).

Der er dog en lille, men voksende, industri, som kemisk nedbryder (depolymeriserer) PUR til dets oprindelige hovedbestanddele, polyol og isocyanat, med henblik på at genbruge dem som råstoffer i nye PUR-produkter. (Se faktaboks)

Der er dog et stykke vej, til deres output rent faktisk kan konkurrere med de ”jomfruelige” materialer. Det er nemlig dyrt at adskille og rense de eftertragtede elementer.

Nedbryder og adskiller i én arbejdsgang

Og det er her, et forskerhold fra Aarhus Universitet kommer med en smart ide:

De tager udgangspunkt i den metode, som de pågældende virksomheder allerede benytter, nemlig at nedbryde PUR-skummet med syre (acidolyse).

Men virksomhederne adskiller ikke det nedbrudte PUR i de to oprindelige hovedbestanddele. Det resulterer i en blanding, som ikke direkte kan genanvendes, men kræver, at deres kunder skal bruge nye opskrifter.

AU-forskerne kan ikke blot nedbryde PUR og adskille de to hovedbestanddele – de kan gøre det i én arbejdsgang.

De opvarmer fleksibelt PUR-skum til 220° i en reaktor med lidt ravsyre (se faktaboks). Efterfølgende anvender de et filter, som fanger det ene materiale og lader det andet slippe igennem.

Det er polyolerne, som slipper igennem, og endda i en kvalitet, som tåler sammenligning med jomfruelig polyol og dermed kan indgå i ny produktion af polyuretan.

Den faste bestanddel af produktblandingen, der filtreres fra, bliver i en simpel hydrolyseproces omdannet til en såkaldt diamin, der indgår i produktionen af isocyanater og dermed PUR.

På denne måde kan forskerne genindvinde op til 82 vægtprocent af det oprindelige materiale fra fleksibelt PUR-skum – som man bruger i madrasser – som to adskilte fraktioner af diaminer og polyoler.

Forskerne har netop offentliggjort processerne i det videnskabelige tidsskrift Green Chemistry.

Enormt potentiale i industrien

”Metoden er nem at opskalere,” pointerer en af studiets forfattere, Steffan Kvist Kristensen, der er adjunkt ved det Interdisciplinære Nanovidenskabelige Center (iNANO) ved Aarhus Universitet.

Han ser et enormt potentiale for at genanvende det PUR-skum, der bliver tilovers på de fabrikker, der benytter det som råmateriale i deres produktion.

”Men udsigten til også at kunne håndtere PUR-affald fra forbrugerne kræver yderligere udvikling,” tilføjer han.

... men der er lang vej til cirkulær økonomi

Producenterne i PUR-industrien bruger hver især unikke opskrifter for at opnå særlige materialeegenskaber for deres varer.

Derfor er der en række udfordringer, der skal klares, før der for alvor kan komme økonomi i at genanvende polyuretan:

• Affaldssortering
• Logistik
• Sortering af PUR i typer

Depolymerisering er således kun en lille del af løsningen.

Ikke kun blødt skum

AU-forskerne har også afprøvet kombinationen af acidolyse og hydrolyse på regenereret PUR-skum og stift PUR-skum. Og det virker.

Men her er vejene til cirkulær økonomi endnu længere.

Stift PUR-skum bruges især som isoleringsmaterialer, men arbejdet med at omdanne det til værdifulde råstoffer, er stadig i sin spæde begyndelse.

Lige nu tester forskerne altså den nye teknologi på andre polyurethan-materialer for at se, hvordan disse kan genbruges. De undersøger også, hvordan disyren, som er en del af processen, kan genanvendes. Derudover vil de teste de genbrugte materialer til at lave nye produkter for at vise, at teknologien virkelig kan skabe en cirkulær økonomi.