산업용 침지형 히터는 결국 수명이 다하게 되며 PTFE 외장은 재료의 상당 부분을 차지합니다. 이 귀중한 불소중합체를 매립하는 대신, 성장하는 재활용 인프라에서는 이를 회수하고 용도를 변경하는 방법을 찾고 있습니다. 불소수지, 특히 PTFE는 고유한 내화학성과 열 안정성으로 인해 현대 산업에 없어서는 안 될 요소이지만, 이를 가치 있게 만드는 동일한 내구성으로 인해 재활용에 상당한 장애물이 발생합니다.
히터에서 PTFE를 재활용하는 핵심 과제
가장 큰 장애물은PTFE 히터 재활용 수명 종료물질의 극도의 화학적 불활성입니다. PTFE의 탄소-불소 결합은 유기화학에서 가장 강력한 결합 중 하나로, 재료에 -붙지 않는 품질과 높은-온도 내성을 부여합니다. 그러나 이러한 안정성은 PTFE가 열가소성 수지처럼 녹거나 재형성될 수 없음을 의미합니다. 융점과 점도가 매우 높아 쉽게 재성형되지 않습니다.- 또한, 침지식 히터와 같은 수명이 다한-제품에서 발생하는 PTFE 폐기물은 금속, 잔류물, 기타 물질로 오염되는 경우가 많습니다. PTFE의 불활성으로 인해 이러한 오염 물질을 분리하는 것은 어렵고 비용이 많이 들며, 이로 인해 잠재적인 재활용 제품의 품질이 저하될 수 있습니다.
1차 재활용 경로: 기계적 분쇄(미세화)
히터에서 나오는 PTFE를 포함한-PTFE 폐기물을 재활용하는 가장 일반적이고 상업적으로 실행 가능한 방법은 미분화라고도 알려진 기계적 분쇄입니다. 이 공정에서는 특수 연삭 및 밀링 기술을 사용하여 깨끗한 PTFE 스크랩을 미세한 분말로 분해합니다. 기존 플라스틱과 달리 PTFE 재활용은 이를 녹이는 것이 아니라 깨끗한 제조 스크랩을 기계적으로 분쇄하여 미세한 분말로 만드는 것입니다.
이 과정은 종종 1차 재활용이라고도 하며 소결된 PTFE 폐기물을 수집, 분류 및 분쇄하여 자유롭게 흐르는 분말로-분쇄하는 과정을 포함합니다. 재처리된 PTFE는 일반적으로 인장 강도와 신장률이 감소하지만 특정 용도에는 여전히 적합합니다. 이를 달성하기 위해 볼 밀에서 에어 밀, 제트 밀에 이르기까지 다양한 기술이 사용되며 기계적 마모는 주류 복구 방법 중 하나입니다.금속 코어 분리 문제: 히터에서 재활용된 PTFE의 가장 큰 장애물 중 하나는 순도 달성입니다. 금속 코어와 PTFE 외장이 긴밀하게 결합되어 있기 때문에 분리는 에너지를 많이 소모하고-불완전하여 재활용된 결과물의 품질을 제한하는 경우가 많습니다. 극저온 냉각과 같은 방법은 PTFE를 부서지기 쉽게 만들고 최종 연삭 전에 금속 기판에서 더 깨끗하게 분리되도록 하기 위해 종종 적용됩니다.
2차 응용 분야: 귀중한 미세분말로의 다운사이클링
재활용된 PTFE 분말은 일반적으로 새로운 고체 PTFE 히터 외장을 만드는 데 사용되지 않습니다. 대신, 다른 재료에서 고성능-첨가제 역할을 합니다. 이 공정은 열역학적 분해 또는 고{3}}에너지 방사선을 사용하여 고분자 PTFE를 미세분말로 분해하는 2차 재활용으로 알려져 있습니다.
이 재활용 PTFE 분말은 광범위한 응용 분야에서 PTFE의 바람직한 저마찰 특성 중 일부를 부여하기 위한 첨가제로 사용됩니다.{0}} 재활용 PTFE 미세분말의 일반적인 용도는 다음과 같습니다.
극압첨가제로 작용하는 윤활유, 그리스용 첨가제-.
코팅, 페인트, 인쇄 잉크용 첨가제로 미끄럼 방지 및 긁힘 방지 기능을 향상시킵니다.
마찰을 줄이고 내마모성을 향상시키기 위한 기타 폴리머 및 플라스틱용 첨가제-.
이 재활용 미세분말의 시장 가격은 순도와 입자 크기에 따라 다릅니다. 폐쇄형-루프 재활용의 주요 장벽은 오염입니다. 재활용 PTFE의 성능은 스크랩 피드의 순도에 따라 크게 달라집니다. 현재 이러한 소스에서 재활용된 PTFE 분말의 가치는 킬로그램당 5~5~20달러인 반면, 새로운 히터 피복에 사용되는 원래 PTFE 재료는 훨씬 더 비싸고 훨씬 더 순도가 높습니다.
신흥 기술: 순환 경제를 목표로
기계적 재활용으로 인해 다운사이클링이 발생하는 반면, 원래의 화학적 구성 요소를 복구하기 위한 첨단 기술이 연구되고 있습니다. 한 가지 방법에는 3차 재활용 또는 업{1}}사이클링이 포함됩니다. 이는 열분해(무산소 환경에서 열로 PTFE를 분해)를 사용하여 폴리머 사슬을 다시 테트라플루오로에틸렌(TFE)과 같은 모노머로 "압축 해제"하는 것입니다. 이렇게 회수된 단량체는 정제되어 새로운 순수-품질의 PTFE를 생산하는 데 사용될 수 있습니다.
다른 새로운 에너지 기술은 PTFE 재활용이 환경에 미치는 영향을 줄이는 것을 목표로 합니다. 일본 연구진이 전자빔 조사를 이용해 PTFE의 분해온도를 370도까지 낮추어 에너지 비용을 약 50% 절감하는 방법을 개발했다. 나트륨 및 볼 밀링을 사용하여 실온에서 PTFE의 탄소{4}}불소 결합을 끊어 무해한 탄소와 불화나트륨으로 전환시키는 새로운 기계적 방법도 발견되었습니다.
PTFE 히터의 수명 종료-관리 현실-
금속 부품에서 PTFE를 분리하는 복잡성으로 인해 완벽한 폐쇄형{0}}루프 재활용은 여전히 어렵습니다. 그러나 현재의 기계적 연삭 접근 방식은 실용적이고 성장하는 솔루션을 제공합니다. 이 프로세스는 매립지에서 상당량의 물질을 성공적으로 전환하고 윤활유 및 코팅 산업에 귀중한-마찰 공급원료를 제공합니다-13. 입법은 계속해서 변화를 주도합니다. 독일 폐쇄 물질 순환 폐기물 관리법(KrWG)과 같은 폐기물 예방 및 재활용에 대한 엄격한 규정은 폐기보다 재활용 및 기타 회수 방법을 우선시하여 이 부문의 혁신을 강요합니다.
