Life Cycle Assessment (LCA) and Environmental Product Declaration (EPD) of melamine-formaldehyde resins in powder form

Melamine resins are an important class of thermosetting polymers obtained from the condensation reaction of formaldehyde and melamine. They are used in many different applications, mainly in the wood and furniture laminate industry, but also in the textile, leather, paper and automotive sectors. Despite an extremely wide market, and being considered toxicologically inert, when processed under heat and/or in the presence of water, they can release various chemicals potentially dangerous to humans and environment. Consequently, it is increasingly important to study melamine resins from an environmental perspective, also because as thermosetting polymers they are difficult to recycle. This study, carried out in collaboration with Chemisol Italia S.r.l. company, deals with the life cycle assessment of melamine-formaldehyde resin production in powder form. A detailed inventory analysis was performed using company’s production data from the years 2020 - 2021, supplemented with literature information. Then, life cycle impact assessment was carried out using the EPD (2018) characterization method, aiming to produce an Environmental Product Declaration. Raw material supply was responsible for most of the impacts: all hotspots were related to melamine production (51 - 96%), and to a lesser extent to formaldehyde (2 - 16%). Energy consumption in the production process represented the second largest contribution (1 - 38%). Impacts were then assessed for varying melamine content (± 5%, ± 10%) and energy consumption (± 5%, ± 10%) both in the form of heat and electricity, highlighting the great importance of melamine in all impact categories.

Le resine melamminiche sono un'importante classe di polimeri termoindurenti ottenuti dalla reazione di condensazione di formaldeide e melammina. Sono utilizzate in molte applicazioni, principalmente nell'industria del legno e dei laminati per mobili, ma anche nei settori del tessile, del cuoio, della carta e dell'automobile. Nonostante un mercato estremamente ampio, ed essendo considerate tossicologicamente inerti, se lavorate a caldo e/o in presenza di acqua, possono rilasciare sostanze chimiche potenzialmente pericolose per l'uomo e l'ambiente. Di conseguenza, è sempre più importante studiare le resine melamminiche dal punto di vista ambientale, anche perché come polimeri termoindurenti sono difficili da riciclare. Questo studio, condotto in collaborazione con Chemisol Italia S.r.l., presenta l’analisi del ciclo di vita della produzione di resine melammina-formaldeide in polvere. È stata eseguita una dettagliata analisi di inventario utilizzando i dati di produzione dell'azienda per gli anni 2020 - 2021, integrati con informazioni di letteratura. In seguito, la valutazione dell'impatto del ciclo di vita è stata effettuata utilizzando il metodo di caratterizzazione EPD (2018), al fine di produrre una Dichiarazione Ambientale di Prodotto. L’approvvigionamento di materie prime è risultato responsabile della maggior parte degli impatti: tutti gli hotspot erano legati alla produzione di melamina (51 - 96%), e in misura minore alla formaldeide (2 - 16%). I consumi energetici nel processo di produzione hanno rappresentato il secondo maggior contributo (1 - 38%). Gli impatti sono stati poi valutati al variare del contenuto di melamina (± 5%, ± 10%) e del consumo energetico (± 5%, ± 10%) sia sotto forma di calore che di elettricità, evidenziando la grande importanza della melamina in tutte le categorie di impatto.