Riciclo chimico di materiali polimerici accoppiati

Questo lavoro ha come obiettivo l’applicazione del processo di riciclo a manufatti difficilmente riciclabili in quanto costituti dall’accoppiamento di polimeri diversi tra loro. In particolare sono stati studiati processi di glicolisi su imbottiture per calzature realizzate accoppiando due strati di materiale: uno inferiore in schiuma poliuretanica flessibile ed uno superiore prodotto, alternativamente, con fibre di nylon 6 (PA6) o fibre di poliestere (PET). Per il tessuto PU/PET sono state condotte prove convenzionali, agendo su diversi parametri operativi come il rapporto glicole-polimero, la tipologia ed il contenuto dei sistemi catalitici (acetato di potassio e titanio tetrabutossido) al fine di ottimizzare le caratteristiche del prodotto finale, ovvero un poliolo di riciclo che può essere successivamente utilizzato per produrre nuove schiume poliuretaniche. Nel caso del materiale in PU/PA6, invece, l’attenzione è stata concentrata sul tessuto in nylon 6. Lavorando sempre in eccesso di glicole (MEG), sono state eseguite inizialmente prove con reattori a riscaldamento convenzionale, in analogia con quanto fatto per il tessuto in PU/PET; tali prove hanno mostrato che il processo di glicolisi di PA6 è estremamente lento essendo necessarie almeno 40 ore di reazione per ottenere una resa di depolimerizzazione soddisfacente. Successivamente è quindi stato impiegato un reattore a microonde, che, grazie alle maggiori temperature di processo utilizzabili, ha favorito una netta riduzione della durata del processo (30 minuti). Indipendentemente dalla modalità di riscaldamento, le analisi GC-MS ed LC-MS dei polioli hanno indicato che quest’ultimi risultavano essere costituiti principalmente da polioli poliesteri ottenuti dall’interazione tra nylon e glicole, oltre che caprolattame e oligomeri contenenti fosforo. La presenza del fosforo nel prodotto finale da PA6 è legata all’utilizzo di catalizzatori quali diammonio idrogeno fosfato (DAP) e acido fosforico. I polioli di riciclo così ottenuti sono stati poi impiegati nella realizzazione di nuove schiume poliuretaniche rigide. Gli espansi ottenuti dai prodotti di glicoli del materiale in PU/PET hanno registrato ottimi valori di conducibilità termica mentre quelli riconducibili a PU/PA6 hanno mostrato una migliorata stabilità termica grazie al contenuto di fosforo.