• kierrätys
• kiertotalous
• muovi
• polyuretaani
• uusiokäyttö

Kertotalouden kehittämiseksi on tarpeen edistää myös vaikeasti kierrätettävien muovien kierrätystä ja uusiokäyttöä. Tällainen muovi on polyuretaani.

Suomessa muovin kiertotalouden läpimurto halutaan saavuttaa vuoteen 2030 mennessä (Ymparisto.fi 2023). Läpimurron saavuttamiseksi kestomuovien lisäksi on tarpeellista edistää myös rakenteeltaan vaikeasti kierrätettävien muovien, kuten polyuretaanin, kierrätystä ja uusiokäyttöä (Työ- ja ympäristöministeriö 2019, 9).

Suomessa polyuretaania sisältävät tuotteet poltetaan nykyisin jätevoimaloissa energiaksi (Ymparisto.fi n.d.; Salpakierto 2024). Tällä hetkellä polyuretaania kierrättäviä teollisen mittaluokan laitoksia löytyy Euroopasta vain muutamia (EUROPUR 2021, 19; RetourMatras 2024). Toimet polyuretaanin kierrätyksen lisäämiseksi ovat tärkeitä ympäristön ja ilmaston kestävyyden kannalta (Kemona & Pietrowska 2020, 1; Retourmatras 2024).

Polyuretaanilajeja on rakenteeltaan ja ominaisuuksiltaan erilaisia (Rossignolo ym. 2024, 1148). Polyuretaanin lähtöaineet, isosyanaatit ja moniarvoiset alkoholit eli polyolit, ovat perinteisesti raakaöljystä johdettuja (Rossignolo ym. 2024, 1133). Yhteisenä tekijänä polyuretaanit sisältävät uretaaniryhmän (Kemona & Pietrowska 2020, 3). Polyuretaanien laajan kirjon vuoksi yhden kaikille soveltuvan kierrätysmenetelmän löytäminen vaikuttaa lähes mahdottomalta (Rossignolo ym. 2024, 1148).

Tuotantomateriaalina arvostettu, kierrätysmateriaalina kartettu

Polyuretaani on maailmassa kuudenneksi käytetyin muovilaji. Lukuisten sovellusmahdollisuuksiensa, keveytensä ja erinomaisen kulutuskestävyytensä vuoksi polyuretaani on lisännyt vuosikymmenten kuluessa suosiotaan. (Kemona & Piotrowska 2020, 1.) Autoissa polyuretaani on jo toiseksi käytetyin muovi (Kuva 1) (EURO-MOULDERS 2024).

Polyuretaaniin voidaan valmistuksen yhteydessä lisätä vaahdotusainetta, kuten vettä. Tällöin valmistusprosessin lopputuotteena saadaan vaahdotettua polyuretaania. (Rossignolo ym. 2024, 1132.) Vaahdotetun polyuretaanin osuus kaikesta polyuretaanista on 66 %. Tämä prosenttiluku jakautuu tasaisesti joustavan ja jäykän vaahdotetun polyuretaanin välillä. (IAL Consultants 2023.) Joustavaa vaahdotettua polyuretaania käytetään verhoiltujen huonekalujen pehmustemateriaalina, patjoissa ja autojen istuimissa. Jäykkää vaahdotettua polyuretaania käytetään puolestaan eniten rakennusten ja kylmälaitteiden eristelevyjen materiaalina. (Rossignolo ym. 2024, 1133.)

Rakenteeltaan vaahdotettu polyuretaani on termosettistä eli sitä ei pysty valmistuksen jälkeen enää mekaanisesti tai lämmittämällä muokkaamaan ilman, että sen rakenne ja ominaisuudet muuttuvat (Szycher 2012, 28). Kestävyytensä takia polyuretaania kerääntyy kumuloituvasti ympäristöön erityisesti maissa, joissa kaatopaikat ovat edelleen aktiivisessa käytössä. Ominaisuudet, jotka toisaalta tekevät polyuretaanista arvostetun ja laajalti käytetyn materiaalin, tekevät siitä toisaalta hankalasti kierrätettävää. (Rossignolo ym. 2024, 1133.)

Vuonna 2020 tehdyn tutkimuksen mukaan Euroopassa kulutuksen jälkeisistä patjoista 17 % kierrätettiin, 49 % päätyi kaatopaikoille ja 33 % päätyi energiajätteenä poltettavaksi. Huonekalujen osalta kierrätettävien huonekalujen osuus jäi vielä patjojakin pienemmäksi, arvion mukaan noin 10 %:iin. (EUROPUR 2021, 7–8.)

Kierrätyksen haasteet ovat moninaiset

Ekologisiin ratkaisuihin pyrkiminen saattaa näyttäytyä erityisesti lyhyellä aikavälillä taloudellisesti kannattamattomana. Muovin valmistus on edullista, sen kierrätys uusiokäyttöön maksaa. Lakien ja säännösten kautta on mahdollista tukea ekologisten ratkaisujen kannattavuutta suhteessa vähemmän ekologisiin ratkaisuihin. (Finnfoam 2023.)

Useimmista Euroopan maista puuttuu toimiva järjestelmä esimerkiksi huonekalujätteen keräämiseksi. Järjestelmällisen erilliskeräystoiminnan edistäminen paikallisesti on tärkeää, jotta sopivan homogeenista polyuretaanijätettä saataisiin taloudellisesti kannattavat määrät jatkokäsittelyä varten kerättyä. Tuottajavastuun laajentamisen on arvioitu olevan yksi tehokas vaihtoehto polyuretaanin keräämisen lisäämiseksi ja laajentamiseksi. (EUROPUR 2021, 9–10, 16.)

Kulutuksen jälkeisten polyuretaanituotteiden kierrätystä vaikeuttaa polyuretaanin valmistuksessa aikanaan käytetyt, nykyisin lailla kielletyt yhdisteet, kuten freonit (IKEA n.d.; Ymparisto.fi n.d.). Pitää löytää kustannustehokas ratkaisu ongelmaan, miten erotella kierrätykseen soveltumaton polyuretaani kierrätykseen soveltuvan joukosta (IKEA n.d.).

Tarvitaan myös yhteistyötä lainsäädännön ja kemikaaliturvallisuusvaatimusten yhdenmukaistamiseksi Euroopan tasolla. Kaikille yhtenäiset pelisäännöt olisivat tärkeitä edistämään laajempien eurooppalaisten arvoketjujen syntymistä, mikä taas edesauttaisi kaikkien halukkaiden toimijoiden pääsemistä mukaan. (Työ- ja ympäristöministeriö 2019, 9–10.)

Kierrätysmenetelmien laaja kirjo

Tutkimus- ja kehitystyö vaahdotetun polyuretaanin entistä tehokkaampien kierrätysmenetelmien ja -sovellusten kehittämiseksi on aktiivista. Vaihtoehtoja kierrätysmenetelmäksi on nyt aiempaa enemmän tarjolla. (EUROPUR 2021, 19; Rossignolo ym. 2024, 1133, 1148–1149.)

Vaihtoehdot polyuretaanin kierrättämiseksi ovat:

• mekaaniset menetelmät
• kemialliset menetelmät
• termokemialliset menetelmät (EUROPUR 2021, 11–15.).

Mekaanisessa kierrätyksessä yhtenä vaihtoehtona on vaahdotetun polyuretaanin valmistuksessa syntyvän leikkuujätteen tai kulutuksen jälkeisen jätteen jauhaminen ja hyödyntäminen sellaisenaan, esimerkiksi komposiittimateriaaleihin (EUROPUR 2021, 6; Rossignolo 2024, 1145). Toisena vaihtoehtona on valmistaa polyuretaanijätteestä uudelleensidontamenetelmällä puristepolyuretaania erilaisiin tärinän- ja iskunvaimennuksen sovelluksiin, kuten jumppa- tai alusmatoiksi ja äänieristelevyiksi (Kuva 2) (EUROPUR 2021, 11).

Kemiallisen kierrätyksen menetelmillä polyuretaanien sidokset hajotetaan liuottamalla ja syntyneestä liuoksesta saadaan polyolit palautettua uusiokäyttöön. Joissain menetelmissä liuoksesta kerätään talteen myös diamiinit, joita on mahdollista hyödyntää uusien di-isosyanaattien valmistuksessa. (EUROPUR 2021, 14.) Eräs tanskalainen tutkija on kuvannut, että kulutuksen jälkeisen polyuretaanin sisältämien polyolien palauttaminen kemiallisia menetelmiä hyödyntäen uusiokäyttöön on haastavuudeltaan samaa luokkaa kuin jauhojen erottaminen valmiista kakusta (Circular Copenhagen 2023). Ensiöpolyoleja heikomman laadun vuoksi uusiopolyoleilla pystytään korvaamaan vain osa uuden tuotteen valmistuksessa tarvittavista ensiöraaka-aineista (H&S Anlagentechnik n.d.).

Termokemiallisissa kierrätysratkaisuissa polyuretaanin sidokset hajotetaan lämmön avulla. Lopputuote voi menetelmästä riippuen olla esimerkiksi synteesikaasu tai pyrolyysiöljy. Termokemialliset menetelmät vaativat usein paljon energiaa ja menetelmien osana syntyy myrkyllisiä yhdisteitä. (Kemona & Pietrowska 2020, 8; Oenema ym. 2022, 2) Polyuretaanin osalta termokemiallisten kierrätysmenetelmien käyttö ainakin Euroopassa on vielä hyvin vähäistä (EUROPUR 2021, 14–15).

Mitä polyuretaanin kierrätyksen osalta on seuraavaksi odotettavissa?

Vaahdotetun polyuretaanin kierrätyksen kehittämiseksi nykyisestä on olemassa runsaasti potentiaalia ja polyuretaanin kierrätystä pyritäänkin Euroopassa ajankohtaisesti vauhdilla edistämään. Seuraavaksi kierrätysprosessit ja -menetelmät joustavan vaahdotetun polyuretaanin kierrätyksen aloittamiseksi täytyy arvioiden valita ja jalkauttaa aina paikallistasolle asti. Jäykän vaahdotetun polyuretaanin osalta tutkimustyötä soveltuvien kierrätysratkaisujen löytämiseksi tarvitaan lisää.

Lähteet

Circular Copenhagen 2023. Danish Innovation Pioneers Circular Solution for Recycling Polyurethane Plastic. Lehdistötiedote 19.12.2023. Viitattu 16.6.2024. https://circularcph.cphsolutionslab.dk/cc/news/danish-innovation-pioneers-circular-solution-for-recycling-polyurethane-plastic.

EURO-MOULDERS 2024. Moulded PU parts. Viitattu 15.6.2024. https://euromoulders.org/polyurethane-in-automobiles/moulded-polyurethane/.

EUROPUR 2021. The end-of-life of flexible polyurethane foam from mattresses and furniture. Viitattu 15.6.2024. https://europur.org/the-end-of-life-of-flexible-polyurethane-foam-from-mattresses-and-furniture/.

Finnfoam 2023. Kierrätys ja uudet innovaatiot vastuullisuuden kulmakiviä. Viitattu 14.6.2024. https://finnfoam.fi/kierratys-ja-uudet-innovaatiot-vastuullisuuden-kulmakivia/.

H&S Anlagentechnik n.d. Recycling reactors for flexible PU foam residues. Viitattu 14.6.2024. https://www.hs-anlagentechnik.de/en/recycling-reactors-for-flexible-pu-foam-residues.html

IAL Consultants 2023. Polyurethane chemicals and products in Europe, Middle East & Africa. Lehdistötiedote. Viitattu 14.6.2024. https://news.ialconsultants.com/post/polyurethane-chemicals-and-products-in-europe-middle-east-africa-emea

IKEA n.d. IKEA takes a new leap towards 100 per cent circular mattresses. Viitattu 15.6.2024. https://www.ikea.com/global/en/newsroom/sustainability/ikea-takes-new-leap-towards-100-per-cent-circular-mattresses-220526/

Jukkola, T. 2024. Vaahdotetun polyuretaanin kierrätyksen tila Euroopassa. – Theseus. Opinnäytetyö. Turun ammattikorkeakoulu.

Kemona, A. & Piotrowska, M. 2020. Polyurethane recycling and disposal: methods and prospects. Polymers. Elokuu 2020. Vol. 12, No 8, 1752. https://www-sciencedirect-com.ezproxy.turkuamk.fi/science/article/pii/S0165237022002935?via%3Dihub

Oenema, J.; Kiu, H.; De Coensel, N.; Eschenbacher, A.; Van de Vijver, R. Weng, J.; Li, L.; Wang, C. & Van Geem, K. 2022. Review on the pyrolysis products and thermal decomposition mechanisms of polyurethanes. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. Marraskuu 2022. Vol. 168, 105723. Viitattu 14.6.2024. https://www-sciencedirect-com.ezproxy.turkuamk.fi/science/article/pii/S0165237022002935?via%3Dihub

RetourMatras 2024. From waste to resource. Viitattu 15.6.2024. https://www.retourmatras.nl/english/

Salpakierto 2024. Vaahtomuovi. Viitattu 15.6.2024.

Szycher, M. 2012. Szycher M., Szycher’s handbook of polyurethanes, 2nd edition. Boca Raton: CRC press.

Työ- ja elinkeinoministeriö. 2019. Muovijätteen kemialliset hyödyntämisratkaisut ja -markkinat kiertotaloudessa. Työ- ja elinkeinoministeriön julkaisuja. Viitattu 15.6.2024. https://julkaisut.valtioneuvosto.fi/bitstream/handle/10024/161993/TEM_2019_64.pdf?sequence=4&isAllowed=y

UA-Acoustics n.d. Acoustic foam. Viitattu 16.6.2024. https://ua-acoustics.com/wedge

Wikipedia n.d. BMW i3 – Side Doors open. Viitattu 15.6.2024. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:BMW_i3_-_Side_Doors_open.jpg

Ymparisto.fi n.d. Polyuretaani. Ympäristöhallinnan verkkopalvelu. Viitattu 14.6.2024. https://www.ymparisto.fi/fi/rakennettu-ymparisto/ekotehokas-rakentaminen/kiinteistojen-yllapito-ja-korjaaminen/rakennusmateriaalien-tietopankki/polyuretaani-pu

Ymparisto.fi 2023. Muovin kiertotaloudessa tavoitellaan läpimurtoa. Ympäristöhallinnan verkkopalvelu. Viitattu 15.6.2024. https://www.ymparisto.fi/fi/ympariston-tila/kiertotalous/muovi

Artikkelikuva: Horia Varlan / Flickr. Plain blue and pink polyurethane kitchen sponges.