一种化学回收聚氨酯废弃物的新方法

经过|2019年10月29日

聚氨酯是一种广泛使用的聚合物,当焚烧或填埋时是有毒的。现在研究人员正试图找到一种化学回收材料的方法。

聚氨酯是通过异氰酸酯与多元醇的反应形成的聚合物。这些聚合物覆盖了极宽的刚度,硬度和密度,通常用于制造高弹性泡沫座椅,刚性泡沫绝缘板,泡沫座椅和垫圈,弹性轮和轮胎,高性能粘合剂和表面涂层,和密封剂一起。

就数量而言,聚氨酯泡沫最重要的是柔性或刚性泡沫,家具市场是最重要的部门。家具垫,地毯垫和床垫等年度全球需求超过500万吨。

此外,由于近年来,由于建筑,电子和包装行业的其他段中的轻质和绝缘材料在其他段中的使用,电子和包装行业的材料使用,因此近年来全球对聚氨酯材料的需求持续上升。

关键聚氨酯废物

聚氨酯废料是有问题的,因为这些材料焚烧时会释放出许多危险化学物质,如异氰酸酯、氢氰酸和二恶英。堆积在垃圾填埋场的聚氨酯产品也会分解成有害的、破坏环境的物质。除此之外,回收聚氨酯目前是非常困难和能源密集型的,因为大多数聚氨酯是热固性聚合物,加热时不会融化。

随着较不断增长的责任转向更可持续的做法,研究了例如通过对聚合物的机械回收(即,将旧床垫泡沫变成绝缘材料)或通过化学回收来实现聚氨酯回收的策略。

考虑到这一点,我们的团队伊利诺伊大学由教授领导史蒂文齐默曼开发了一种分解聚氨酯废物的方法,并将其变成其他有用的产品。

改变多元醇的结构

研究生Ephraim Morado想通过化学方法重新利用这种聚合物来解决聚氨酯的浪费问题。不幸的是,聚氨酯非常稳定,这有助于其广泛的商业用途,而且它由两种难以分解的成分组成:异氰酸酯和多元醇。

多元醇是有问题的,因为它们是以石油为基础的,不易降解。为了克服这个困难,研究小组加入了一种更容易降解和水溶性的化学单元,缩醛。

在室温下将聚合物溶解聚合物在室温下溶解聚合物的降解产物可以被重新施加到新材料中。作为概念证据,Morado能够转化为粘合剂胶水的包装和汽车部件广泛使用的弹性体。

研究人员将在美国化学学会国家会议和博览会上报告他们的调查结果。

这种新的回收方法最大的缺点是用于开展反应的起始材料的成本和毒性,Zimmerman教授评论道。因此,研究人员目前正在努力使用较高的溶剂(如醋)实现更好,更不成本的方法,例如醋,以实现降级。

虽然仍然有一种方法,但这是处理不断增长的环境问题的重要第一步。