新技术助力化学回收聚氨酯废料

慧正资讯：聚氨酯是异氰酸酯与多元醇反应形成的聚合物。这些聚合物具有各种刚度、硬度和密度，通常用于生产高弹性泡沫座椅、硬泡隔热板、泡沫座椅和垫圈、弹性车轮和轮胎、高性能胶粘剂和表面涂层以及密封剂。

聚氨酯泡沫中，软泡和硬泡的数量最多，主要应用于家具制造业。每年全球市场对家具垫、地毯衬垫和床垫等的需求高达500多万吨。

此外，由于建筑和电子行业对轻质隔热材料以及汽车和包装行业对聚氨酯材料的消耗逐渐增加，近年来全球对聚氨酯材料的需求持续增长。

聚氨酯废料问题亟待解决

聚氨酯废料会造成环境污染，因为焚烧这类材料时会释放大量的危险化学物质，包括异氰酸酯、氢氰酸和二恶英等。被填埋的聚氨酯产品也会分解成有毒和对环境有害的物质。此外，由于大多数聚氨酯是热固性聚合物，加热时不会熔化，目前回收聚氨酯非常困难，而且能耗高。

由于人们日益感到有责任采取更可持续的做法，已经有研究在开发能够回收聚氨酯的技术，比如机械回收聚合物（即把旧床垫泡沫转化为隔热材料），或者化学回收。

为实现这一点，伊利诺伊大学史蒂文·齐默曼(Steven Zimmerman)教授领导的团队开发了一种分解聚氨酯废料并将其转化为其它有用产品的技术。

改变多元醇的结构

该团队的研究生伊弗雷姆·莫拉多(Ephraim Morado)希望通过对聚合物进行化学改性来解决聚氨酯废料的问题。但遗憾的是，聚氨酯极其稳定——也正因如此聚氨酯具有广泛的商业用途，并且是由两种难以分解的组分（异氰酸酯和多元醇）构成。

多元醇的降解是个棘手的问题，因为其以石油为原料，不易降解。为了克服这个问题，该团队在多元醇中引入了一个更容易降解且具有水溶性的化学单位——缩醛。

在室温下，经改造的聚氨酯可溶解在三氯乙酸和二氯甲烷构成的混合溶液中而形成降解产物，后者可重新用于制造新材料。实际操作中，莫拉多已经能够将广泛用于包装和汽车零部件的弹性体转化为粘合胶。

该团队的研究人员将在美国化学会年会上报告他们的研究成果。

齐默曼教授评论称，这项新回收技术的最大缺点是用于降解反应的起始原料的成本过高且具有毒性。因此，目前研究人员正试图找到一种效果更好、成本更低的方法来实现相同的降解过程。包括使用更温和的溶剂（如醋）进行降解。

尽管还有很长的路要走，但这是为应对日益严峻的环境问题迈出的重要一步。

来源：advancedsciencenews.com