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      化学回收聚氨酯废料的新方法

      2019-12-01


        聚氨酯是通过异氰酸酯与多元醇反应形成的聚合物。这些聚合物的硬度,硬度和密度范围非常广泛,通常用于制造高回弹泡沫座椅、硬质泡沫绝缘板、泡沫座椅和垫片、弹性车轮和轮胎、高性能胶粘剂和表面涂层,以及密封胶。


        就数量而言,聚氨酯泡沫作为软质或硬质泡沫最为重要,而家具市场是最重要的领域。全球每年对家具垫子,地毯垫子和床垫等的需求超过500万吨。


        另外,由于建筑,电子,汽车和包装业用材料等其他领域中越来越多地使用轻质和绝缘材料,近年来全球对聚氨酯材料的需求持续增长。


      关键的聚氨酯废料


        因为焚化这些物质时会释放出例如异氰酸酯,氢氰酸和二恶英等许多有害化学物质,聚氨酯废料处理成为了一个问题。沉积在垃圾填埋场中的聚氨酯产品也会分解成危害环境的有害物质。除此之外,由于大多数聚氨酯是热固性聚合物,在加热时不会熔化,因此目前很难对聚氨酯进行回收。


        越来越多人聚焦更可持续的生产方式,因此人们已经在研究策略上进行了研究,例如通过机械地回收聚合物(即将旧的床垫泡沫变成绝缘材料)或通过化学回收来实现聚氨酯的回收。


        考虑到这一点,由Steven Zimmerman教授领导的伊利诺伊大学团队开发了一种分解聚氨酯废料并将其转化为其他有用产品的方法。


      改变多元醇的结构


        研究生Ephraim Morado希望通过化学方法,重新利用聚合物来解决聚氨酯废料问题。不幸的是,聚氨酯具有极高的稳定性,并且由难以分解的两种组分制成:异氰酸酯和多元醇。其极高的稳定性使其在商业上得到广泛应用。


      多元醇是问题的关键,因为它们提取自石油并且不易降解。为了避免这一困难,研究小组采用了一种更易于降解和水溶性的化学单元缩醛。


        室温下用三氯乙酸和二氯甲烷溶解聚合物溶解形成的降解产物可用于生产新材料。作为概念的证明,Morado能够将在包装和汽车零件中广泛使用的弹性体转化为胶粘剂。


        研究人员将在美国化学学会全国会议和博览会上报告他们的发现。


        齐默曼教授评论说,这种新的回收方法的最大弊端是用于进行反应的原料的成本和毒性。因此,研究人员目前正在尝试寻找一种更好,更便宜的方法,以使用温和的溶剂(例如醋)进行降解来实现相同的过程。


      尽管仍有很长的路要走,但这是解决日益严重的环境问题的重要的第一步。



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