聚氨酯是通過(guò)異氰酸酯與多元醇反應(yīng)形成的聚合物。這些聚合物的硬度，硬度和密度范圍非常廣泛，通常用于制造高回彈泡沫座椅、硬質(zhì)泡沫絕緣板、泡沫座椅和墊片、彈性車(chē)輪和輪胎、高性能膠粘劑和表面涂層，以及密封膠。
就數(shù)量而言，聚氨酯泡沫作為軟質(zhì)或硬質(zhì)泡沫最為重要，而家具市場(chǎng)是最重要的領(lǐng)域。全球每年對(duì)家具墊子，地毯墊子和床墊等的需求超過(guò)500萬(wàn)噸。
另外，由于建筑，電子，汽車(chē)和包裝業(yè)用材料等其他領(lǐng)域中越來(lái)越多地使用輕質(zhì)和絕緣材料，近年來(lái)全球?qū)郯滨ゲ牧系男枨蟪掷m(xù)增長(zhǎng)。
關(guān)鍵的聚氨酯廢料
因?yàn)榉倩@些物質(zhì)時(shí)會(huì)釋放出例如異氰酸酯，氫氰酸和二惡英等許多有害化學(xué)物質(zhì)，聚氨酯廢料處理成為了一個(gè)問(wèn)題。沉積在垃圾填埋場(chǎng)中的聚氨酯產(chǎn)品也會(huì)分解成危害環(huán)境的有害物質(zhì)。除此之外，由于大多數(shù)聚氨酯是熱固性聚合物，在加熱時(shí)不會(huì)熔化，因此目前很難對(duì)聚氨酯進(jìn)行回收。
越來(lái)越多人聚焦更可持續(xù)的生產(chǎn)方式，因此人們已經(jīng)在研究策略上進(jìn)行了研究，例如通過(guò)機(jī)械地回收聚合物(即將舊的床墊泡沫變成絕緣材料)或通過(guò)化學(xué)回收來(lái)實(shí)現(xiàn)聚氨酯的回收。
考慮到這一點(diǎn)，由Steven Zimmerman教授領(lǐng)導(dǎo)的伊利諾伊大學(xué)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種分解聚氨酯廢料并將其轉(zhuǎn)化為其他有用產(chǎn)品的方法。
改變多元醇的結(jié)構(gòu)
研究生Ephraim
Morado希望通過(guò)化學(xué)方法，重新利用聚合物來(lái)解決聚氨酯廢料問(wèn)題。不幸的是，聚氨酯具有極高的穩(wěn)定性，并且由難以分解的兩種組分制成：異氰酸酯和多元醇。其極高的穩(wěn)定性使其在商業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。
多元醇是問(wèn)題的關(guān)鍵，因?yàn)樗鼈兲崛∽允筒⑶也灰捉到?。為了避免這一困難，研究小組采用了一種更易于降解和水溶性的化學(xué)單元縮醛。
室溫下用三氯乙酸和二氯甲烷溶解聚合物溶解形成的降解產(chǎn)物可用于生產(chǎn)新材料。作為概念的證明，Morado能夠?qū)⒃诎b和汽車(chē)零件中廣泛使用的彈性體轉(zhuǎn)化為膠粘劑。
研究人員將在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)全國(guó)會(huì)議和博覽會(huì)上報(bào)告他們的發(fā)現(xiàn)。
齊默曼教授評(píng)論說(shuō)，這種新的回收方法的最大弊端是用于進(jìn)行反應(yīng)的原料的成本和毒性。因此，研究人員目前正在嘗試尋找一種更好，更便宜的方法，以使用溫和的溶劑(例如醋)進(jìn)行降解來(lái)實(shí)現(xiàn)相同的過(guò)程。
盡管仍有很長(zhǎng)的路要走，但這是解決日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題的重要的第一步。
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