Il riciclo meccanico di PU rigido e compositi GFRP è possibile

A JEC World 2026 (Parigi, 10-12 marzo), Cannon presenterà un nuovo approccio al riciclo del poliuretano (PU) e dei compositi PU-fibra di vetro (GFRP). Il processo è stato sviluppato in stretta collaborazione con il trasformatore italiano di PU, MAP, e con l’Università degli Studi di Bergamo, grazie a un cofinanziamento nell’ambito del piano strategico italiano per il fondo europeo per la ripresa NextGenerationEU. Denominato Possible (PrOduce SuStainabLE Industrial Bodies), il progetto ha posto le basi per il riciclo e il riutilizzo a fine vita di PU e GFRP, dimostrando con successo che PU espanso macinata e componenti granulati possono essere impiegati come materiali di rinforzo secondario in nuove formulazioni di composito.

I termoindurenti rappresentano circa il 12% della produzione mondiale di materie plastiche, per un volume superiore a 40 milioni di tonnellate/anno. Di questi, le sole schiume poliuretaniche incidono per circa 17 milioni di tonnellate, pari a oltre il 42%. Pur essendo apprezzati per resistenza meccanica e termica, stabilità e possibilità di integrare fibre di rinforzo, la combinazione tra reticolazione chimica del materiale e presenza di fibre rende il riciclo tradizionale pressoché impossibile. La ricerca scientifica ha sviluppato diverse potenziali strade di riciclo chimico, ma tali soluzioni risultano oggi applicabili principalmente su scala di laboratorio e spesso sono troppo lente, troppo costose o non compatibili con i processi industriali di produzione del PU già in esercizio. Cannon ha quindi scelto di puntare su un approccio più diretto, reintegrando gli scarti di PU rigido, sia “puro” sia in forma composita, attraverso due metodi complementari, entrambi compatibili con i propri sistemi ad alta pressione.

“Nel settore delle materie plastiche, i temi della sostenibilità e della gestione del fine vita sono diventati centrali, in particolare per quanto riguarda i termoindurenti rinforzati”, ha dichiarato Maurizio Corti, corporate R&D director di Cannon. “Tuttavia, le schiume rigide di poliuretano e i compositi in poliuretano rinforzato con fibra di vetro sono materiali indispensabili per il raggiungimento degli obiettivi di efficienza energetica nei settori automotive, edilizia e apparecchiature tecniche, pur rimanendo tra i più complessi da riciclare. Ciò è dovuto alla loro struttura reticolata, che garantisce stabilità e durabilità, ma rende impossibili la rifusione e la rimodellazione. Attualmente, discarica e incenerimento sono le soluzioni di fine vita più diffuse; tuttavia, tali opzioni risultano sempre meno accettabili, sia sotto il profilo normativo sia da un punto di vista ambientale”.

“È in questo contesto che è nato il progetto Possible”, ha commentato Dario Pigliafreddo, mobility and specialties sales manager di Cannon. “Il progetto definisce il quadro per una sperimentazione mirata sul riciclo delle schiume rigide in poliuretano e dei compositi PU/GFRP. L’idea di fondo non era stravolgere la chimica del sistema, introdurre fasi di processo complesse o richiedere linee completamente nuove, bensì valorizzare la flessibilità e la modularità di un’applicazione consolidata e dalle prestazioni comprovate – l’impregnazione di fibra di vetro – per integrare sia granulato sia polvere riciclati, adattando una piattaforma di schiumatura ad alta pressione già adottata da alcuni produttori di PU”.

Nel corso del progetto sono stati esplorati due metodi complementari. Il primo ha previsto la trasformazione degli scarti di schiuma rigida in polveri micrometriche, che sono poi state disperse nel poliolo per formare una sospensione (slurry) e dosate come componente liquido mediante una testa di miscelazione. Il secondo ha previsto l'uso di granulato di PU rigido e di composito poliuretano-fibra di vetro, introdotti come carica solida nella miscela tramite sistemi di dosaggio dedicati, abbinati alla testa di miscelazione FPL 36 IW per la tecnologia Interwet-LFI (Long Fiber Injection), brevettata da Cannon.

Un metodo prevede che gli scarti di schiuma rigida vengono trasformati in due tipi di polvere: una polvere fine (PU-A), con la maggior parte delle particelle sotto i 75 micron, e una polvere più grossolana (PU-B), compresa tra 300 e 500 micron. Le dispersioni sono state realizzate introducendo le polveri essiccate in un reattore con poliolo, fino al 20% in peso del flusso di poliolo, corrispondente a circa il 5% della schiuma. Per gestire queste sospensioni dense, Cannon ha suddiviso l'isocianato e il poliolo in due flussi: uno "pulito" e uno "carico". In questo modo, l'energia di miscelazione rimane elevata e il sistema rimane stabile, anche con viscosità che possono superare i 10.000 mPa·s. Successivamente, la sospensione viene dosata tramite un cilindro raschiante. Le analisi successive mostrano pannelli omogenei con una buona distribuzione della polvere riciclata. Inoltre, la conduttività termica aumenta di solo circa il 4% rispetto al riferimento, permettendo di mantenere prestazioni isolanti valide anche con il 3% di contenuto riciclato nella schiuma.

Nell’altro, gli scarti di PU, inclusi i compositi poliuretano-fibra di vetro, vengono trasformati in granuli. Questi vengono poi dosati come carica solida direttamente nella testa Interwet-LFI. Questa tecnologia è già in uso per combinare poliuretano e fibra di vetro triturata e consente di integrare i granuli riciclati nel flusso di miscelazione. Per determinare il sistema di alimentazione più efficiente, sono stati testati sia il trasporto tramite letto fluido pneumatico che il trasportatore a coclea flessibile. Il primo offre buoni risultati con granuli densi e regolari, ma diventa instabile con materiali leggeri o polverosi. Il trasportatore a coclea flessibile si è dimostrato più versatile: consente portate da pochi grammi fino a oltre 100 g/s, senza pulsazioni né formazione di ponti, risultando ideale per i granuli GFRP derivanti da scarti. Con questa configurazione sono stati prodotti pannelli contenenti fino al 40% di granuli riciclati in peso, con distribuzione uniforme su tutta la superficie.

I successivi test condotti da Cannon hanno mostrato che il riciclo di poliuretani rigidi e compositi GFRP può diventare una parte integrante delle linee di produzione. Non richiedono processi invasivi o modifiche radicali alle formulazioni, ma trasformano i rifiuti in un materiale che può essere riutilizzato nel processo, con benefici economici e ambientali immediati. Questo rappresenta un passo concreto verso la circolarità nei termoindurenti, una famiglia di materiali per cui il riciclo era precedentemente considerato quasi impossibile. Sulla base della ricerca condotta durante il progetto Possible, Cannon sta ora lavorando su soluzioni commercialmente praticabili per il riciclo di PU e GFRP.